Hydraulika umí mnohem víc než mechanika: vyšší výkon, dosahující až 90 % a mírně vyšší, jemná modulace pohybů, schopnost řemeslníků „cítit“ jednotky, které nahradily „čistou“ mechaniku, která pracuje výhradně na zubech a ložiskách .
Co je to?
Hydraulický lis, známý jako samostatné zařízení od roku 1795, je založen na schopnosti vytvořit pomocí sloupce kapaliny jako přenášecí látky výrazný kompresní efekt. Z hlediska síly (kilogramy síly na čtvereční centimetr obrobku) je čistě mechanický lis znatelně horší než hydromechanický: mechanická účinnost se pohybuje v rozmezí 60-80%. Zařízení a princip činnosti jednotky jsou následující.
- Pro měření tlaku je zásobník hydraulického lisu připojen k manometru, který zobrazuje hodnotu skutečného tlaku kapaliny. V zásadě se jako taková kapalina používá průmyslový nebo převodový olej – analogy brzdové kapaliny, jaké se používají například v brzdových destičkách.
- Ve vodorovném řezu obsahuje jednoduchý lis dvě propojené válcové nádoby. Průměry pístů v těchto nádobách se liší. V nejjednodušším případě se válce plní vodou, ale pro zvýšení odolnosti (jako hlavní materiál k rezivění se používá ocel) se obvykle používá olej (brzdový, převodový, průmyslový nebo transformátorový).
- Na základě vzoru definovaného Pascalem se řídíme následující skutečností: tlak v libovolném bodě prostoru naplněného stacionární kapalinou se neliší a síly působící na písty jsou úměrné jejich plochám. Hydraulický lis bez nevýhod má přídavnou sílu rovnající se poměru ploch pístů. Při ovlivnění menších pístů se síla přenášená olejem objeví pod oběma písty.
Účelem jakéhokoli lisu je stlačit díly procházející lisováním.
V nejjednodušším případě se k výrobě polotovarů z lisovaných materiálů používá hydraulický lis. Například použití hydraulického lisu v potravinářském průmyslu zahrnuje lisování celých slunečnicových semínek smíchaných s cukrovou melasou do samostatných bloků – kozinaki. K extrakci oleje ze slunečnicových semen se také používá „olejový lis“. V kovoobrábění je to např. lisování ocelového prášku spékaného za vysokých teplot (např. nejmenší odpad po vrtání, řezání a zvlnění ocelových dílů je spojen do bloku).
Vulkanizační lis pracuje následovně. Na pracovních plošinách zařízení jsou umístěny lisovací formy, do kterých se vkládá surová pryž. Plošiny stlačují materiál, což způsobí, že formy získají uzavřenou polohu. Oproti vulkanizované pryži je surová pryž distribuována v prostorech formy z důvodu větší tekutosti. Poté se lisovací formy zahřejí a s nimi se zahřeje i guma – ztvrdne, získá svůj dnes již nezměněný tvar. Na konci výrobní doby, během níž se pryžové výrobky připravují, formy uvolňují „slinutý“ obsah. Provoz lisovacích jednotek je řízen pomocí výpočetní techniky. Je nutné položit surovou pryž a hotovou pryž ručně odstranit.
Průmyslový lis, například pro lisování oleje ze slunečnicových semen, má šroubový pohyb. Zde se za hlavní ovládací mechanismus kromě čtvercových, kulatých nebo obdélníkových desek považují vedení, po kterých se pohyblivá plošina spouští na pevnou a zvedne záda, dále jeden nebo více výkonných šroubů, posuvná přistávací pouzdra. k nim připojené. Ten může být implementován na stejně výkonných ložiskách, aby bylo zajištěno hladké otáčení šroubu a zabránilo se jeho zašroubování do samotné desky. Lis lze ale vyrobit i na bázi zvedáku, hlavním pravidlem je, že mačkací zařízení pro získávání tekutých produktů výroby musí být umístěno tak, aby pohyblivé a pevné desky byly rovnoběžné se zemským horizontem a mačkací komora měla výstupní trubka, která tvoří výstupní (výtokový) kanál.
Podlahový lis je obvykle nemobilní zařízení, k jejichž přepravě (oprava zařízení, přemístění výroby, popř. jiné) bude zapotřebí automobil.
Pokládá se na podlahu nebo na výkonný pracovní stůl – obecně na předem připravenou základnu, která musí být vyztužena.
Balení – zařízení určené k balení např. odpadu. Vyrábí se na základě zvedáku nebo svěráku v garáži. Používá se k recyklaci plastových lahví (PET kontejnerů). Pomocí paketovacího lisu lze snadno stlačit a zabalit odpadový papír, obaly a tašky, staré plastové a gumové hračky, opotřebované pneumatiky a na mnoha místech proražené duše.
Ventilový lis může být vybaven ventilovým motorem, což umožňuje jeho rychlé použití. Ventilový motor je vzat nejvýkonnější – od desítek kilowattů a používá se především na výrobní lince, kde je objem výkonu nejvyšší. Čtvrt otáčky motoru stačí k stlačení jednoho z pístů potřebnou silou a kýženého účinku je okamžitě dosaženo.
Střihací (řezací, razicí) jednotka se používá při výrobě dílů z kovů a slitin pomocí horké a studené ražby. Je navržena následovně: pohyblivé (i pevné) desky jsou vybaveny vybráními a výstupky, které tvoří plechy ve formě otevřeného (neuzavřeného průřezu) profilu, různé součásti, které nejsou příliš rozsáhlé. Pomocí vysekávacího lisu se vyrábí ohýbaný profil ve tvaru U, sponky, sponky, ocelová těsnění s technologickými mezerami libovolného (určeného) tvaru.
Podle uspořádání válce
Vertikální uspořádání válců (nádoby s olejem), ve kterém písty vykonávají vratné pohyby v závislosti na vnější působící síle, je klasické konstrukce. Vertikální válec je instalován v zařízeních, jako je horní nebo dolní.
Horizontální uspořádání pístů se používá např. v místnostech s nízkými stropyv podmínkách omezeného prostoru nahoře nutného pro normální provoz lisovacího stroje. Výhodou horizontálních lisů je tlumení vibrací a lepší manévrovatelnost při lisování. Úhlové uspořádání válců zahrnuje vertikální a horizontální válce.
Podle počtu válců
Hydraulický lis nemá více než několik válců. V praxi však „domácí dělníci“ využívají především jedno- a dvouválcové jednotky.
Výrobní jednotky mají pokročilejší vlastnosti – například přítomnost tří nebo čtyř válců.
Podle návrhu
Rámové provedení je uzavřený typ lisu, vhodný pro krimpování dílů malého průřezu (šířka a výška). Otevřený rám je vhodný pro velké díly – např. pro lisování ocelového plechu o šířce 1 m do složitého profilu (lisování).
Sloupový lis připomíná pohyblivou konstrukci pohybující se na čtyřech kruhových vedeních. Může existovat jedna nebo dvě skupiny sloupů – do určité míry to připomíná teleskopickou konstrukci. Dvě sady sloupů (každá 4) mohou vyžadovat dvě pohyblivé plošiny, což umožňuje lisování vysokých obrobků. Pohyblivý mechanismus můžete kdykoli zastavit – v některých fázích jsou nutné technologické přestávky.
Struktura čelisti je podobná krimpovacímu nástroji zvětšenému na desítky nebo stovkykrát, u kterého je horní část – nebo obě části – pohyblivé. Čelisťový lis je poněkud podobný obřím kleštím, ale s hladkými lisovacími hranami. Razicí lisy však mají žebrované okraje v závislosti na typech a odrůdách lisovacích výrobků.
Podle typu pohonu
Ruční pohon se ovládá pomocí klasického šroubu s knoflíkem nebo pomocí pák. Elektromechanika přenáší sílu do hydrauliky pomocí motoru. Jako pohon se například používá krokový nebo ventilový motor, napájený pulzním konstantním napětím dodávaným elektronickou deskou ovladače a spínače do určitých vinutí. Ty, které v určitých okamžicích vytvářejí magnetické pole, interagují s vlastním polem z magnetů na rotoru. V důsledku toho se rotor otočí do požadovaného úhlu nebo vykoná určitý počet otáček, jejichž energie se využívá k pohybu pístů do určité výšky.
Elektromotor může být nahrazen motorem na kapalná paliva.
Výhodou motorových pohonů a dieselových agregátů je jejich vysoký výkon – od desítek kilowattů – při relativně nízkých nákladech na palivo.
Náhradní díly a příslušenství
K údržbě (a opravě) lisovacího stroje se používají následující náhradní díly a díly, které jsou vyměněny, pokud se některá součást porouchá. ROprava se provádí výměnou náhradních dílů za stejné, s podobnými obrysy, mezerami, rozměry.
Mezi nejjednodušší součásti lisu patří písty s těsněním, pružiny, šrouby, matice, lisovací a pojistné podložky, páky, elektromotor, převodové díly (používané u kombinovaných lisů). Protože je univerzální lis demontovatelný – lze jej snadno namontovat, stejně jako demontovat a přepravit na jiné místo – lisovací desky a vedení jsou vyrobeny ve formě odnímatelných dílů. Pouze rám je vyroben vcelku (svařen), zbývající spoje a upevnění lze provést pomocí šroubových spojů od M-14 do M-20. Nedoporučuje se používat menší velikosti (průměry pracovní části) šroubů, protože pro sílu o hmotnosti do 30 tun šrouby M10 a M12 zjevně nebudou stačit a zařízení bude pravidelně selhávat při nejvíce „zatíženém“ , kritické momenty.
Pro údržbu a opravy (výměnu komponentů) domácích lisů lze použít zvedák – jako celek, když je lis postaven na jeho základě – a předchozí zvedák selhal, například praskl válec nebo tyč zlomený. Zvedák je také možné částečně opravit, např. výměnou oleje, výměnou těsnění pístu odlehčujícího ventil.
Průmyslové lisy vyžadují vysoce specializované díly: trny, matrice, ventily, hroty válců, olejová těsnění různých průměrů, rukojeti pro páky, propojky rámu, spojky pumpa-ruka, ale i hotové (jednoduché) sady pro opravy. V posledních 20 letech došlo ke sjednocení a standardizaci většiny lisů, zajišťujících jejich opravárenskou kompatibilitu – například olejová těsnění a konektory mohou být vhodné pro modelové řady více výrobců.
Tipy pro výběr
Lis je supertěžký nástroj jak z hlediska hmotnosti, tak z hlediska vytvořeného tlaku. Prototyp lisu je svěrák a svorka, ale v praxi zpravidla neposkytují sílu větší než několik tun. Pro začátek je vhodný lis o síle 10, 12, 20 tun. V rámci dalšího rozvoje výrobních operací, zvyšování propustnosti vašeho výrobního místa, má smysl tento lis prodat – a zakoupit jednotku na 30, 40, 50 nebo 100 tun.
Někteří řemeslníci používají lis s otevřeným rámem – pro výrobu pancéřových čepů, vylisování ložiskových prvků.
Rozměry zařízení jsou dány velikostí místa výroby.
Například do garáže o velikosti 36 m2 (prostor je samostatný a jedná se o dílnu) si můžete pořídit nebo sestavit lis o síle 30 tun, jehož provoz bude vyžadovat několik metrů čtverečních prostoru (samotná instalace zabere, například 2 m2 – 1×2 m) .
Сферы применения
Hydraulický lis se používá pro následující typy, typy a odrůdy práce:
- lisování ložisek;
- briketování odpadu – piliny, syntetický odpad, sběrový papír, dřevní (rostlinný) odpad;
- extrakce jedlých olejů, šťáv;
- pro děrování otvorů – například je nutné lisovat (lisovat) otvory na hliníkovém nebo plastovém obrobku v přísném pořadí, což usnadňuje kopírování jednotných, podobných dílů;
- krimpování, lisování profilů, sponek za tepla a za studena.
Existují desítky druhů práce, kde je práce bez lisu nejen náročná, ale zcela nemožná. Každá z těchto odrůd má svá specifika. Například lisování rostlinného oleje trvá v průměru 12 minut na jedno sezení a na většině podomácku vyrobených strojů se za tuto dobu vylisuje várka 7 kg neloupaných (neloupaných) syrových semen.
Jak používat?
Před použitím lisu zkontrolujte přítomnost a hladinu oleje. Vzduchové bubliny zachycené v instalaci by měly být uvolněny – olej by je neměl obsahovat. Pokud jsou ponechány, bude vyvíjený tlak daleko od vypočítaného – zejména v instalacích, kde hloubka ponoru pístů není regulována obsluhou stroje, ale je pevně nastavena CNC motorovým pohonem (nebo bez počítačového řízení). Pokud neodvzdušňujete nebo nedoléváte olej, bude upínací síla nedostatečná, nehledě na to, že manometr na lisu ukazuje výrazně menší tlak.
Před zapnutím a zkouškou lisu umožňuje vnější kontrola obsluhou stroje zjistit nápadná poškození. Nemůžete například pracovat na lisu, na kterém se náhle objeví prasklina na rámu (spoj, který není dostatečně důkladně svařen). Pokud se síla vyvine, může prasknout a operátor pracující ručně na pákovém (ručním) lisu se pravděpodobně zraní v důsledku náhlé ztráty kontroly.
Pro větší bezpečnost použití, pokud se upevňovací prvky uvolní, utáhněte upevňovací spoje. Díly vystavené pracovnímu tlaku, stejně jako pohyblivé prvky stroje, jsou potaženy litolem nebo tukem. Těsnění jezdců a ventilů se kontrolují, zda nejsou prasklé a prasklé, a pokud je to nutné, vymění se za nové. To umožňuje zabránit úniku oleje. Samotný olej se mění jednou ročně.
Potrubní kanály, například spojující nádrže na olejové lahve, jsou dimenzovány na provozní tlak asi 400 atmosfér: vydrží rok a půl, pak se musí kvůli únavě oceli vyměnit.
Chcete-li ušetřit na výměně oleje, očistěte jej od usazenin: chybějící množství lze jednoduše doplnit, v závislosti na situaci. Nedoporučuje se naplnit celý objem oleje: každý litr se počítá a nový motorový olej není levný. Olej je pravidelně filtrován – minimálně jednou ročně. Čištění ocelových částic se provádí pomocí trubice s magnety: po nějaké době se na ní tyto částice přilepí.
Nezačínejte pracovat na lisu, pokud nejsou přítomny všechny obrobky, které je třeba zpracovat. Dávkové zpracování dávek dílů urychluje výrobní proces a poskytuje vyšší výnosy. Nelisujte další dávku dílů, aniž byste odstranili všechny předchozí: opakované lisování může některé z nich odmítnout. Obecně platí, že pro jakékoli specifické rysy nadcházející práce se řiďte popisem tisku. Například lisovací lis není vhodný pro lisování dílů: za tímto účelem jsou hladké odnímatelné desky nahrazeny profilovanými.
Hydraulický lis je stroj pro vyvíjení statických účinků – stlačování, tlakové zpracování, upínání, jehož kinematickým prvkem je kapalina.
Princip činnosti hydraulického lisu
Činnost hydraulického lisu je založena na principu hydraulické páky.
Obrázek ukazuje schéma jednoduchého hydraulického lisu, sestávajícího z pístů velkých a malých průměrů instalovaných ve komunikujících válcích, s kapalinou pod písty. Pro píst malého průměru s plochou S1 se ukáže jako síla F1, určíme sílu F2, kterou lze překonat pístem o ploše S2.
Tlak pod pístem 1 lze vypočítat pomocí vzorce:
Tlak pod pístem 2 bude určen vztahem:
Podle Pascalova zákona se tlak působící na kapalinu přenáší do všech bodů této kapaliny rovnoměrně ve všech směrech.
Síla na druhý píst se bude zvyšovat v poměru k poměru ploch pístů. Čím větší je plocha druhého pístu a čím menší je plocha prvního, tím větší zisk lze získat na hydraulické páce.
Velikost pohybu pístu 2 závisí na objemu kapaliny vytlačené pístem 1. Určeme velikost pohybu druhého pístu l2, když se píst 1 posune o vzdálenost l1.
Protože první píst je menší než druhý, bude vzdálenost, o kterou se druhý píst posune, menší než vzdálenost, o kterou se posune první píst.
Ukazuje se, že předložená konstrukce umožnila výrazně zvýšit sílu, ale současně došlo ke snížení velikosti posunutí. Jak můžete zvýšit zdvih pístu? 2, bez zvýšení struktury?
Přidáním dvou zpětných ventilů do konstrukce a nádrže s dalším objemem pracovní tekutiny můžeme zvýšit množství pohybu pístu 2, čímž se zvýší počet cyklů pohybu pístu 1. Chcete-li vrátit píst 2 do původního stavu , přidáme ventil nebo rozdělovač, umožňující v případě potřeby vytlačit kapalinu zpod pístu 2 zpět do nádrže.
Podívejme se, jak v tomto případě funguje hydraulický lis..
Zatímco se píst pohybuje dolů pod vlivem tlaku kapaliny je ventil 1 přitlačen k sedlu – zavře se a ventil 2 se otevře, kapalina vstupuje pod píst 2, nutí jej pohybovat se a v případě potřeby překonat zátěžovou sílu.
Po dosažení nejnižší polohy píst se začne pohybovat nahoru, zvětšováním objemu pod pístem, v důsledku vytvořeného podtlaku se ventil 1 otevře a ventil 2 se uzavře, kapalina z nádrže bude proudit pod pístem 1. Po dosažení krajní polohy se píst začne pohybovat dolů , vytlačí pracovní kapalinu, cyklus se bude opakovat.
Zvýšením počtu cyklů je tedy možné dosáhnout požadovaného množství pohybu pístu 2 se zvýšenou silou v důsledku rozdílu v ploše.
Prezentovaný design lze tzv nejjednodušší hydraulický lis, píst 1 spolu se zpětnými ventily 1 a 2 je pístové čerpadlo, píst 2 instalovaný ve válcové komoře je jednočinný hydraulický válec, průtok kapaliny je řízen pomocí rozdělovače nebo ventilů.
Hydraulické lisovací zařízení
U skutečných lisů se používají objemová čerpadla různých typů, z čerpadla proudí kapalina potrubím do jednoho nebo více hydraulických válců. Parametry průtoku – tlak, průtok – lze regulovat pomocí bezpečnostních a redukčních ventilů, škrticích klapek a regulátorů průtoku.
Zvážit schematický diagram skutečného hydraulického lisu.
Kapalina z čerpadla prochází přes filtr na vstup třípolohového rozdělovače. V neutrální poloze cívky je kapalina posílána do odpadu přes rozdělovač. Při přepnutí rozdělovače je kapalina nasměrována do dutiny pístu nebo tyče hydraulického válce instalovaného na hydraulickém lisu.
Když je kapalina přiváděna do dutiny pístu, pracovní zdvih – lisování. Když je tekutina přiváděna do dutiny tyče – zpětný zdvih.
Přítlačná síla je definována jako součin plochy pístu a tlaku v dutině hydraulického válce:
Maximální tlak v systému určeno nastavením pojistného ventilu a monitorováno manometrem instalovaným v tlakovém potrubí.
Hydraulické schéma lisu je na obrázku.
Klasifikace hydraulických lisů
Nejčastěji používané klasifikace lisů jsou založeny na následujících kritériích.
Uspořádáním pracovních válců:
- horizontální
- vertikálně
- s horním válcem
- se spodním válcem
Podle počtu pracovních válců:
- s jedním válcem
- se dvěma nebo více válci
Podle typu pohonu:
Charakteristika hydraulických lisů
Hydraulický pohon umožňuje různé síly a rychlosti pohybu výstupního táhla lisu. Rychlost pohybu výstupního článku se může pohybovat v rozmezí od 0,1 mm/s do 300 mm/s.
Hydraulická lisovací síla
Jednou z klíčových výhod hydraulických lisů je snadné nastavení síly a možnost realizovat velké úsilí.
Sílu vyvinutou hydraulickým lisem lze definovat jako součin tlaku v dutině hydraulického válce a oblasti pístu:
V závislosti na konstrukci jsou hydraulické lisy schopny vyvinout síly od několika tun do 70 000 tf (tuny síly).
Výhody hydraulických lisů
- Možnost vynaložení velkého úsilí
- Vysoký zisk
- Snadné nastavení a kontrola síly
- Snadné nastavení výstupní rychlosti
- Vysoká spolehlivost
- Kinematický článek hydraulického lisu je kapalinový, jehož pohyb se provádí potrubím, včetně pružných, což umožňuje přenos energie i na pohyblivé konstrukční prvky.
Nevýhody hydraulických lisů
- Nižší účinnost ve srovnání s mechanickými lisy
- Relativně vysoké náklady na komponenty a údržbu
- Možnost vniknutí oleje do lisovací zóny
Aplikace hydraulických lisů
Hydraulické lisy se používají:
- při lisování dílů z plastů, pryže, oceli, hliníku a dalších kovů
- pro lisování kovových dílů
- pro lisování uhlíkových bloků, uhlíkových grafitových elektrod
- pro lisování dřevěných třísek při výrobě překližek a dřevěných desek
Hydraulické lisy jsou široce používány v metalurgii pro lisování za tepla a za studena, vytlačování, děrování, ohýbání, rovnání a řezání kovů.
V potravinářském průmyslu se používají pneumatické lisy, aby se zabránilo vnikání olejových částic do produktů.
