¿Alguna vez se ha preguntado cómo se moldean piezas metálicas macizas con una precisión milimétrica? Entre en el mundo de la prensa hidráulica de cuatro columnas. Esta potente máquina utiliza presión hidráulica para moldear materiales como metal y plástico. Descubra su funcionamiento interno y aprenda cómo revoluciona los procesos de fabricación. ¿Listo para explorar?
Una prensa hidráulica de cuatro columnas es una sofisticada máquina industrial diseñada para conformar y procesar materiales con precisión. Este versátil equipo utiliza energía hidráulica para generar fuerzas de compresión sustanciales, que suelen oscilar entre 20 y 2000 toneladas o más. La prensa debe su nombre a su característica estructura, con cuatro robustas columnas cilíndricas que guían el movimiento de la platina superior y garantizan una alineación precisa durante toda la operación de prensado.
Véase también:
El sistema de transmisión hidráulica de una máquina de cuatro columnas Prensa hidráulica consta de cinco componentes clave: el mecanismo de potencia, el mecanismo de control, el mecanismo ejecutivo, el mecanismo auxiliar y el medio de trabajo.
El mecanismo de potencia, que genera la energía hidráulica, suele emplear una o varias bombas hidráulicas. La selección de las bombas depende de la velocidad de movimiento del actuador y del rango de presión requeridos:
El mecanismo de control regula el caudal, la presión y la dirección del fluido hidráulico, normalmente mediante válvulas y controles electrónicos. El mecanismo ejecutivo, normalmente compuesto por cilindros hidráulicos, convierte la energía hidráulica en fuerza mecánica y movimiento. El mecanismo auxiliar incluye componentes como filtros, intercambiadores de calor y acumuladores para mantener la eficacia y longevidad del sistema. El medio de trabajo, normalmente aceite hidráulico, transmite la potencia a todo el sistema.
El diseño de cuatro columnas garantiza una distribución uniforme de la presión y mantiene el paralelismo entre el pistón y la bancada, lo que resulta crucial para las operaciones de conformado de precisión. Este tipo de prensa destaca en diversos procesos de conformado de metales, entre ellos:
Más allá del trabajo del metal, la prensa hidráulica de cuatro columnas es lo suficientemente versátil para:
La capacidad de la prensa para ejercer una fuerza precisa y controlada sobre una gran superficie la hace indispensable en los procesos de fabricación modernos, en los que la precisión y la repetibilidad son primordiales.
Inicialmente, la prensa hidráulica utilizaba agua como medio de trabajo. Sin embargo, para mejorar la lubricación y reducir la corrosión, se añadió una pequeña cantidad de aceite emulsionado para formar una emulsión como medio de trabajo.
Más tarde, a finales del siglo XIX, surgieron las prensas hidráulicas con aceite mineral como medio de trabajo. Este tipo de aceite tiene excelentes propiedades de lubricación, resistencia a la corrosión y una viscosidad moderada, lo que mejora el rendimiento de la prensa hidráulica.
Durante la segunda mitad del siglo XX, se desarrolló un nuevo tipo de emulsión acuosa. A diferencia de la emulsión original "aceite en agua", esta nueva forma era una emulsión "aceite en agua".
La fase externa de la emulsión "aceite en agua" es el aceite, que ofrece propiedades de lubricación y resistencia a la corrosión similares a las del aceite. Sin embargo, su contenido en aceite es bajo, lo que la hace menos propensa a la combustión.
A pesar de sus ventajas, el coste de la emulsión acuosa es relativamente elevado, lo que ha limitado su uso generalizado.
El medio de trabajo utilizado en la prensa hidráulica cumple una doble función: no sólo transmite la presión, sino que también garantiza que las piezas de trabajo de la máquina sean sensibles, fiables, duraderas y tengan un mínimo de fugas.
Los requisitos básicos para el medio de trabajo de la prensa hidráulica son los siguientes:
La prensa hidráulica de cuatro columnas, también conocida simplemente como prensa hidráulica, es una máquina accionada por presión de líquido, que se basa en la ley de Pascal. Existen muchos tipos diferentes de prensas hidráulicas.
Las aplicaciones de las prensas hidráulicas varían en función de los requisitos específicos. Existen dos tipos principales de prensas hidráulicas en función del tipo de líquido utilizado para la transmisión de presión.
La prensa hidráulica genera una presión total considerable, lo que la convierte en una opción habitual para las operaciones de forja y estampación.
La prensa hidráulica de forja puede dividirse a su vez en dos tipos: forja de troqueles prensa hidráulica y prensa hidráulica de forja libre. La prensa hidráulica de forja requiere un molde, mientras que la prensa hidráulica de forja libre no.
La prensa hidráulica de cuatro columnas es una sofisticada pieza de maquinaria que comprende dos sistemas principales: el conjunto estructural principal y el sistema de control hidráulico.
El conjunto estructural principal consta de:
El sistema de control hidráulico incluye:
Esta versátil máquina destaca en diversos procesos de conformado, entre ellos:
El diseño de cuatro columnas ofrece un guiado y un paralelismo superiores en comparación con las prensas de bastidor en C, lo que garantiza una distribución uniforme de la presión en toda la superficie de trabajo. Esto la hace ideal para aplicaciones que requieren alta precisión y repetibilidad.
La prensa cuenta con una unidad de potencia integrada y un sistema de control eléctrico centralizado. Ofrece tres modos de funcionamiento principales:
Los modelos avanzados pueden incorporar controles CNC, supervisión de la fuerza en tiempo real y funciones de registro de datos para mejorar el control del proceso y la garantía de calidad.
El diseño estructural de las prensas hidráulicas abarca varias configuraciones, como doble columna, cuatro columnas, ocho columnas, bastidor soldado y bastidor de bobinado de fleje de acero multicapa. Para prensas hidráulicas verticales medianas y pequeñas, también es habitual el diseño de bastidor en C.
Las prensas hidráulicas de bastidor en C ofrecen una mayor accesibilidad con tres lados abiertos, lo que facilita su manejo. Sin embargo, este diseño compromete la rigidez estructural general. Por el contrario, las prensas hidráulicas de bastidor soldado utilizadas para operaciones de estampación ofrecen una rigidez superior. Estas prensas tienen los lados delantero y trasero abiertos, mientras que mantienen los lados izquierdo y derecho cerrados, logrando un equilibrio entre accesibilidad e integridad estructural.
En una prensa hidráulica vertical de forja libre de cuatro columnas, el cilindro de aceite está montado firmemente en la viga superior. El émbolo está conectado rígidamente a la viga móvil, que está guiada por las columnas y se desplaza verticalmente en respuesta a la presión hidráulica. La prensa incorpora mesas de trabajo móviles que pueden desplazarse horizontalmente. Los yunques superior e inferior están instalados debajo de la viga móvil y sobre la mesa de trabajo, respectivamente. El bastidor, compuesto de vigas y columnas superiores e inferiores, soporta las fuerzas de trabajo generadas durante el funcionamiento.
En las prensas hidráulicas de forja libre de tamaño grande y mediano que utilizan sistemas de acumulador de bomba, se suele emplear una configuración de tres cilindros para conseguir capacidades de fuerza de trabajo de tres etapas. Este diseño mejora la versatilidad y la modulación de la potencia. El cilindro de trabajo principal se complementa con un cilindro de equilibrio y un cilindro de retorno, que aplican fuerzas ascendentes para facilitar el movimiento controlado y la finalización del ciclo.
Estos avanzados diseños estructurales y sistemas hidráulicos permiten un control preciso de la fuerza, una mayor eficiencia energética y una mayor productividad en diversas aplicaciones de conformado y forja de metales.
La prensa hidráulica de cuatro columnas está equipada con un sistema de alimentación independiente y una unidad de control eléctrico, que ofrece control centralizado por botones para tres modos de funcionamiento: ajuste, manual y semiautomático. La prensa permite personalizar con precisión la presión de trabajo, la velocidad de prensado, la longitud de carrera y el rango de descenso y desaceleración rápidos en vacío para satisfacer los requisitos específicos del proceso de prensado. Además, la máquina es capaz de realizar procesos de expulsión.
La prensa dispone de tres modos de proceso: prensado estándar, expulsión y embutición, cada uno con dos opciones de control del proceso: presión constante y carrera constante. El proceso de conformado a presión constante incluye retardo de expulsión programable y retracción automática tras el prensado.
En el corazón del sistema de control de la máquina se encuentra un PLC (controlador lógico programable) de última generación, que garantiza operaciones de alta precisión. La plataforma de trabajo móvil está accionada por un controlador de conversión de frecuencia, que mejora la eficiencia energética y el control de la velocidad. La plataforma de acción móvil tipo "T" YH25-315D representa un diseño avanzado, mejorando significativamente las capacidades de automatización de la serie de prensas hidráulicas, impulsando la capacidad de producción y reduciendo la fatiga del operario.
Utilizando fluido hidráulico como medio de transferencia de energía, la prensa incorpora un avanzado circuito hidráulico de cilindro maestro-esclavo, que contribuye a una gestión térmica superior con bajas temperaturas del aceite. La prensa alcanza unas métricas de rendimiento impresionantes:
El diseño estructural de la prensa presenta una robusta configuración de cuatro columnas y tres platos. La precisión vertical de la placa móvil se mantiene mediante cuatro casquillos guía de precisión. Este diseño asegura un paralelismo excepcional entre las caras de trabajo superior e inferior, con una desviación máxima inferior a 0,08 mm en cualquier punto, lo que garantiza operaciones de conformado de alta precisión.
Existen numerosos tipos de prensas hidráulicas en el mercado, cada una de ellas diseñada para procesar piezas y materiales diferentes.
Muchos procesos de transformación de materiales a gran escala y material metálico En la actualidad, las instalaciones de producción suelen utilizar la prensa hidráulica de cuatro columnas por su rentabilidad y facilidad de uso.
¿Cuáles son las ventajas de la prensa hidráulica de cuatro columnas?
La presión generada por la prensa hidráulica de cuatro columnas es estable, lo que reduce el desgaste de la matriz y permite una formación más precisa del producto bajo control numérico. Las piezas forjadas producidas son de alta calidad, con mínimas rebabas y pequeñas tolerancias, lo que se traduce en una gran precisión.
Esta prensa hidráulica permite un menor procesamiento de corte y elimina la necesidad de procesos adicionales de torneado, fresado y cepillado. Por ejemplo, la forma de los dientes de las ruedas cilíndricas rectas y las ruedas cónicas puede conformarse y fabricarse directamente.
El motor de la prensa hidráulica se controla digitalmente, y el usuario puede introducir parámetros sencillos de desplazamiento y velocidad para lograr un control numérico inteligente y flexible de la curva del proceso. Esto elimina la necesidad de que el usuario compile la curva de proceso, lo que hace que su uso sea extremadamente cómodo.
El control numérico de la presión garantiza que el molde no trabaje en exceso, no se desgaste ni se dañe.
La Prensa Hidráulica de Cuatro Columnas tiene varias características de ahorro de energía, incluyendo el no consumo de energía por fricción del embrague, no consumo de energía en vacío del volante de inercia, y la alta eficiencia del motor. Estas características hacen que la servoprensa eficiente y que ahorra energía.
El equipo de la prensa hidráulica de cuatro columnas no tiene piezas de desgaste, lo que la hace más duradera. El rotor del motor no tiene bobinados, conductores ni imanes permanentes, por lo que es más resistente que un servomotor de imanes permanentes. Es sólido y fiable, además de resistente a los impactos. No requiere mantenimiento, lo que ahorra personal de mantenimiento y reduce el tiempo necesario para realizarlo.
El cuerpo de la prensa hidráulica de cuatro columnas está equipado con un medidor de tonelaje que permite ajustar y probar el molde bajo control de presión. El molde puede ajustarse lentamente y sin detener la máquina, eliminando la necesidad de personal y equipos especiales de ajuste y prueba de moldes. Esto ahorra mano de obra de ajuste del molde y reduce la cantidad de tiempo necesario para la tarea.
El funcionamiento de la prensa hidráulica de cuatro columnas está controlado por inteligencia informática de alta velocidad, lo que permite una automatización total sin necesidad de operación manual.
En el caso de piezas típicas como los soportes del motor y del radiador de los automóviles, las piezas hidroconformadas son entre 20% y 40% más ligeras que las piezas estampadas. En el caso de las piezas de eje hueco escalonado, la reducción de peso puede llegar a ser de 40% a 50%.
Las piezas hidroconformadas normalmente sólo requieren un juego de matrices, mientras que las piezas estampadas suelen requerir varios juegos de matrices. Por ejemplo, el número de piezas hidroconformadas de soporte de motor puede reducirse de 6 a 1, y el número de piezas de soporte de radiador puede reducirse de 17 a 10.
Por ejemplo, con el soporte del radiador, el área de disipación de calor aumentó en 43%, el número de soldaduras se redujo de 174 a 20 y el número de procesos se redujo de 13 a 6, lo que supuso un aumento de la productividad de 66%.
Por ejemplo, la rigidez del soporte del radiador formado mediante hidroconformado puede aumentar 39% en dirección vertical y 50% en dirección horizontal.
Según el análisis estadístico de las piezas hidroconformadas en uso, el coste de producción de las piezas hidroconformadas es de 15% a 20% inferior en comparación con las piezas estampadas, y el coste de las matrices es de 20% a 30% inferior.
Averías comunes y técnicas de mantenimiento para prensas hidráulicas de cuatro columnas: Las piezas de precisión suelen estar presentes en las prensas hidráulicas sistema de transmisión.
Aunque la transmisión hidráulica de la maquinaria es conocida por su comodidad y ahorro de trabajo, también es propensa a sufrir daños.
La principal causa de ello es la falta de comprensión de su principio de funcionamiento y de sus características estructurales, lo que da lugar a una comprensión inadecuada de las técnicas de mantenimiento preventivo.
Hay tres factores principales que contribuyen a los problemas en el sistema hidráulico: la contaminación, el sobrecalentamiento y la entrada de aire.
Estos tres factores están estrechamente relacionados y pueden provocar problemas adicionales si se da alguno de ellos.
La práctica ha demostrado que 75% de los problemas del sistema de prensa hidráulica de cuatro columnas pueden atribuirse a estos tres factores.
La sala limpia debe tener suelos limpios, puertas y ventanas cerradas y mantener una temperatura de aproximadamente 20 °C.
Otro mantenimiento común:
Tras identificar las características del aceite utilizado, como la viscosidad, la densidad, la presión de vapor, la solubilidad en aire, el módulo aparente, la anticombustibilidad, el rango de temperatura, el rango de presión, la lubricidad y la compatibilidad, y seleccionar o equipar el aceite hidráulico en función de los requisitos específicos, se puede resolver la cuestión del medio de trabajo en el sistema hidráulico.
Sin embargo, un uso inadecuado puede alterar las propiedades del aceite. Por ejemplo, se suele creer que la viscosidad del aceite a una determinada temperatura y presión es constante, independientemente de la actividad. En realidad, la viscosidad del aceite disminuirá significativamente tras un cizallamiento excesivo.
En el caso de los aceites hidráulicos que han estado en uso durante un periodo prolongado, el intervalo de temperatura viene determinado por su oxidación y estabilidad térmica.
Por lo tanto, el aceite hidráulico debe almacenarse, transferirse y llenarse a una temperatura inferior a su temperatura de oxidación inicial durante mucho tiempo, y evitar la contaminación durante el almacenamiento, la transferencia y el llenado.
Deben tomarse muestras e inspeccionarse el aceite con regularidad y establecerse un programa de cambio de aceite periódico.
Garantice un almacenamiento adecuado de aceite en el depósito para facilitar la disipación del calor en el sistema hidráulico y mantener la estanqueidad del sistema.
Limpie inmediatamente cualquier fuga que se produzca.
Averías comunes y técnicas de protección para prensas hidráulicas de cuatro columnas: El sistema de transmisión hidráulica suele incluir piezas de precisión.
Aunque la transmisión hidráulica de la maquinaria es conocida por su comodidad y ahorro de trabajo, también es propensa a sufrir daños.
Esto se debe a la falta de comprensión de su principio de funcionamiento y sus características estructurales, lo que se traduce en una comprensión inadecuada de cómo prevenirlo y protegerlo.
El sistema hidráulico tiene tres factores principales que contribuyen a los problemas: la contaminación, el sobrecalentamiento y la entrada de aire.
Estos tres factores están estrechamente relacionados y pueden provocar problemas adicionales si se da alguno de ellos.
La práctica ha demostrado que 75% de los problemas del sistema hidráulico pueden atribuirse a estos tres factores.
Acción fallida
Rastreo de bloques deslizantes
Hacia abajo con presión
Solución de problemas: ajustar la válvula piloto y utilizar la presión no superior a 1MPa.
El anillo de estanqueidad de la lumbrera del cilindro (o del pistón) pierde aceite
Solución de problemas: compruebe la junta de estanqueidad y sustitúyala si está dañada.
Solución de problemas: ajuste del valor de presión
Solución de problemas: comprobar el orificio de la válvula y reajustar
Hay aire en el paso de aceite del manómetro.
Solución de problemas: aflojar el conector para purgar al presionar hacia arriba.
Solución de problemas: compruebe si la tubería está suelta y, si lo está, sujétela firmemente.
Solución de problemas: sustituir el manómetro.
El caudal de la bomba variable de compensación de presión es demasiado pequeño.
Solución de problemas: ajuste según los requisitos de la bomba de aceite.
Solución de problemas: si la salida de aceite del drenaje de aceite de la bomba de aceite es superior a 4L / min, debe ser retirado para su mantenimiento.
Solución de problemas: consulte los enlaces correspondientes de cada pieza.
Caída de presión
Solución de problemas: compruebe si el cierre de estanqueidad de la válvula correspondiente está dañado, y sustitúyalo si está dañado.
Reparar y soldar la tubería con fugas y comprobar si la puesta en servicio a presión es normal.
Solución de problemas: sustituir la junta de estanqueidad.
La información anterior proporciona una visión general de la situación. Cuando se identifica un fallo durante el uso real, es importante analizar primero la causa antes de llevar a cabo cualquier paso de solución de problemas.
En China, la selección de una prensa hidráulica debe basarse en la naturaleza del proceso de producción, el tamaño del lote, las condiciones del molde, los requisitos de precisión y otros factores, debido a la variedad de modelos de prensas hidráulicas y sus distintos niveles de rigidez, precisión y métodos de uso.
La prensa hidráulica de cuatro columnas es un equipo muy utilizado en la producción industrial, pero puede resultar difícil encontrar una opción rentable.
Para quienes utilizan y manejan con frecuencia una prensa hidráulica de cuatro columnas, puede resultar complicado encontrar un equipo adecuado.
Se recomienda que los socios compradores determinen sus especificaciones en función de sus necesidades reales y sigan los siguientes principios:
① Antes de efectuar la compra, es importante determinar la forma y las materias primas que se van a prensar, el rendimiento deseado y cualquier requisito especial de la prensa hidráulica de cuatro columnas. A continuación, se debe consultar al fabricante para que proporcione el modelo adecuado.
② A la hora de elegir una prensa hidráulica de cuatro columnas, es importante asegurarse de que la presión es la adecuada para mejorar la vida útil del equipo y favorecer su desarrollo futuro. La presión nominal debe ser superior a la presión de trabajo real.
③ El rendimiento de la prensa hidráulica de cuatro columnas no sólo depende del modelo, sino también del sistema hidráulico del equipo. Un sistema rápido es importante.
④ La carrera de la prensa hidráulica de cuatro columnas debe ser suficiente para adaptarse al tamaño del producto moldeado y permitir una fácil extracción del molde.
La calidad de una prensa hidráulica de cuatro columnas no sólo influye en su vida útil, sino también en la eficacia de la producción.
Tras determinar el modelo de equipo deseado, es aconsejable ponerse en contacto con varias empresas para recabar información sobre precios de prensas hidráulicas, parámetros, métodos de entrega y otros detalles relevantes.
También se recomienda visitar la fábrica de transformación para realizar una investigación in situ a fin de evaluar la escala de producción, la capacidad real de transformación y las capacidades técnicas de la empresa para determinar la calidad de los equipos que se fabrican.
(1) El diseño de la apariencia de la prensa hidráulica de cuatro columnas debe ser razonable, con una pintura uniforme y lisa y una superficie lisa sin picaduras.
(2) Durante las pruebas del equipo, compruebe si hay ruidos anormales o vibraciones mecánicas.
Pruebe el efecto de presión de la prensa hidráulica de cuatro columnas y asegúrese de que funciona sin problemas durante la prueba.
Véase también:
Muchas personas no tienen un conocimiento claro de la prensa hidráulica de cuatro columnas. La instalación y la puesta en marcha son cruciales para el rendimiento y la eficiencia del equipo.
Es importante no sacrificar el servicio posventa en pos de un precio bajo o dar por sentado que está incluido con un equipo de precio elevado. Debe especificarse en el contrato como una cláusula aparte.
Al considerar la compra de una prensa hidráulica, además de evaluar los factores antes mencionados, es importante proporcionar al proveedor de la prensa los requisitos detallados de rendimiento, incluida la seguridad, la facilidad de mantenimiento, el ciclo de instalación y el coste.
Para el fabricante, las consideraciones clave son: el ciclo de producción, el presupuesto, el diseño del molde, la estructura de la pieza, el número de cambios de molde, las dimensiones externas de la prensa y la finalidad del proyecto.
El avance de la ciencia y la tecnología pone de relieve la importancia de mantener un estrecho contacto y comunicación con diversos fabricantes de maquinaria hidráulica para tomar una decisión informada y acertada. Esta es la mejor manera de garantizar la selección de una prensa hidráulica de alta calidad.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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