Já se interrogou como é que peças metálicas maciças são moldadas com uma precisão exacta? Entre no mundo da Prensa Hidráulica de Quatro Colunas. Esta poderosa máquina utiliza a pressão hidráulica para moldar materiais como o metal e o plástico. Descubra o seu funcionamento interno e saiba como revoluciona os processos de fabrico. Pronto para explorar?
Uma prensa hidráulica de quatro colunas é uma máquina industrial sofisticada concebida para a formação e processamento de materiais de precisão. Este equipamento versátil utiliza energia hidráulica para gerar forças de compressão substanciais, normalmente entre 20 e 2000 toneladas ou mais. O nome da prensa deriva da sua estrutura distintiva, com quatro colunas cilíndricas robustas que orientam o movimento da placa superior e asseguram um alinhamento preciso durante toda a operação de prensagem.
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O sistema de transmissão hidráulica de uma máquina de quatro colunas Prensa hidráulica é constituído por cinco componentes principais: o mecanismo de potência, o mecanismo de controlo, o mecanismo de execução, o mecanismo auxiliar e o meio de trabalho.
O mecanismo de potência, que gera a energia hidráulica, emprega tipicamente uma ou mais bombas hidráulicas. A seleção das bombas depende da velocidade de movimento do atuador e da gama de pressão necessárias:
O mecanismo de controlo regula o fluxo, a pressão e a direção do fluido hidráulico, utilizando normalmente válvulas e controlos electrónicos. O mecanismo executivo, normalmente constituído por cilindros hidráulicos, converte a energia hidráulica em força mecânica e movimento. O mecanismo auxiliar inclui componentes como filtros, permutadores de calor e acumuladores para manter a eficiência e a longevidade do sistema. O fluido de trabalho, normalmente óleo hidráulico, transmite a energia através do sistema.
O design de quatro colunas assegura uma distribuição uniforme da pressão e mantém o paralelismo entre o cilindro e a base, crucial para operações de conformação de precisão. Este tipo de prensa destaca-se em vários processos de conformação de metais, incluindo:
Para além do trabalho em metal, a prensa hidráulica de quatro colunas é suficientemente versátil para..:
A capacidade da prensa para fornecer força precisa e controlada numa grande área torna-a indispensável nos processos de fabrico modernos em que a precisão e a repetibilidade são fundamentais.
Inicialmente, a prensa hidráulica utilizava água como meio de trabalho. No entanto, para melhorar a lubrificação e reduzir a corrosão, foi adicionada uma pequena quantidade de óleo emulsionado para formar uma emulsão como meio de trabalho.
Mais tarde, no final do século XIX, surgiram as prensas de óleo com óleo mineral como meio de trabalho. Este tipo de óleo tem excelentes propriedades de lubrificação, resistência à corrosão e uma viscosidade moderada, o que melhora o desempenho da prensa hidráulica.
Durante a segunda metade do século XX, foi desenvolvido um novo tipo de emulsão à base de água. Ao contrário da emulsão original "óleo em água", esta nova forma era uma emulsão "óleo em água".
A fase externa da emulsão "óleo em água" é o óleo, que oferece propriedades de lubrificação e resistência à corrosão semelhantes às do petróleo. No entanto, o seu teor de óleo é baixo, tornando-o menos propenso à combustão.
Apesar dos seus benefícios, o custo da emulsão à base de água é relativamente elevado, o que tem limitado a sua utilização generalizada.
O fluido de trabalho utilizado na prensa hidráulica tem uma dupla função: não só transmite a pressão, como também assegura que as peças de trabalho da máquina são sensíveis, fiáveis, duradouras e têm um mínimo de fugas.
Os requisitos básicos para o meio de trabalho da prensa hidráulica são os seguintes
A Prensa Hidráulica de Quatro Colunas, também conhecida simplesmente como Prensa Hidráulica, é uma máquina accionada pela pressão de um líquido, que se baseia na lei de Pascal. Existem muitos tipos diferentes de prensas hidráulicas disponíveis.
As aplicações das prensas hidráulicas variam consoante os requisitos específicos. Existem dois tipos principais de prensas hidráulicas com base no tipo de líquido utilizado para a transmissão da pressão.
A prensa hidráulica gera uma pressão total substancial, tornando-a uma escolha comum para operações de forjamento e estampagem.
A prensa hidráulica de forjamento pode ser dividida em dois tipos: forjamento de matrizes prensa hidráulica de forjamento livre e prensa hidráulica de forjamento livre. A prensa hidráulica de forjamento sob pressão necessita de um molde, enquanto a prensa hidráulica de forjamento livre não necessita.
A prensa hidráulica de quatro colunas é uma máquina sofisticada composta por dois sistemas principais: o conjunto estrutural principal e o sistema de controlo hidráulico.
O conjunto estrutural principal é constituído por:
O sistema de controlo hidráulico inclui:
Esta máquina versátil destaca-se em vários processos de conformação, incluindo:
O design de quatro colunas oferece uma orientação e um paralelismo superiores em comparação com as prensas de estrutura em C, garantindo uma distribuição uniforme da pressão pela superfície de trabalho. Isto torna-a ideal para aplicações que exigem elevada precisão e repetibilidade.
A prensa possui uma unidade de potência integrada e um sistema de controlo elétrico centralizado. Oferece três modos de funcionamento principais:
Os modelos avançados podem incorporar controlos CNC, monitorização da força em tempo real e capacidades de registo de dados para um melhor controlo do processo e garantia de qualidade.
A conceção estrutural das prensas hidráulicas abrange várias configurações, incluindo coluna dupla, quatro colunas, oito colunas, estrutura soldada e estrutura de enrolamento de tiras de aço de várias camadas. Para prensas hidráulicas verticais de média e pequena dimensão, é também comum a conceção de uma estrutura em C.
As prensas hidráulicas com estrutura em C oferecem maior acessibilidade com três lados abertos, facilitando a operação. No entanto, esta conceção compromete a rigidez estrutural global. Em contrapartida, as prensas hidráulicas de estrutura soldada utilizadas para operações de estampagem proporcionam uma rigidez superior. Estas prensas apresentam os lados dianteiro e traseiro abertos, mantendo os lados esquerdo e direito fechados, alcançando um equilíbrio entre acessibilidade e integridade estrutural.
Numa prensa hidráulica de forjamento livre vertical de quatro colunas, o cilindro de óleo está firmemente montado na viga superior. O êmbolo está rigidamente ligado à viga móvel, que é guiada pelas colunas e se desloca verticalmente em resposta à pressão hidráulica. A prensa incorpora mesas de trabalho móveis que podem deslocar-se horizontalmente. As bigornas superior e inferior estão instaladas sob a viga móvel e sobre a mesa de trabalho, respetivamente. A estrutura, composta por vigas e colunas superiores e inferiores, suporta as forças de trabalho geradas durante o funcionamento.
Para prensas hidráulicas de forjamento livre de grandes e médias dimensões que utilizam sistemas de acumulador de bomba, é normalmente utilizada uma configuração de três cilindros para obter capacidades de força de trabalho de três fases. Esta conceção aumenta a versatilidade e a modulação da potência. O cilindro de trabalho principal é complementado por um cilindro de equilíbrio e um cilindro de retorno, que aplicam forças ascendentes para facilitar o movimento controlado e a conclusão do ciclo.
Estes designs estruturais avançados e sistemas hidráulicos permitem um controlo preciso da força, uma maior eficiência energética e uma maior produtividade em várias aplicações de conformação e forjamento de metais.
A prensa hidráulica de quatro colunas está equipada com um sistema de alimentação independente e uma unidade de controlo elétrico, oferecendo um controlo centralizado por botões para três modos operacionais: ajuste, manual e semi-automático. A prensa permite a personalização precisa da pressão de trabalho, da velocidade de prensagem, do comprimento do curso e da gama de descida e desaceleração rápidas sem carga para satisfazer os requisitos específicos do processo de prensagem. Além disso, a máquina é capaz de realizar processos de ejeção.
A prensa possui três modos de processo: prensagem padrão, ejeção e desenho, cada um com duas opções de controlo de processo: pressão constante e curso constante. O processo de formação de pressão constante inclui atraso de ejeção programável e retração automática pós-prensagem.
No centro do sistema de controlo da máquina está um PLC (Programmable Logic Controller) de última geração, que assegura operações de alta precisão. A plataforma de trabalho móvel é acionada por um controlador de conversão de frequência, melhorando a eficiência energética e o controlo de velocidade. A plataforma de ação móvel tipo "T" YH25-315D representa um design avançado, melhorando significativamente as capacidades de automação da série de prensas hidráulicas, aumentando a capacidade de produção e reduzindo a fadiga do operador.
Utilizando fluido hidráulico como meio de transferência de energia, a prensa incorpora um circuito hidráulico avançado de cilindro mestre-escravo, que contribui para uma gestão térmica superior com baixas temperaturas do óleo. A prensa alcança um desempenho impressionante:
A conceção estrutural da prensa apresenta uma configuração robusta de quatro colunas e três placas. A precisão vertical da placa móvel é mantida por quatro mangas de guia de precisão. Esta conceção assegura um paralelismo excecional entre as faces de trabalho superior e inferior, com um desvio máximo inferior a 0,08 mm em qualquer ponto, garantindo operações de conformação de alta precisão.
Existem inúmeros tipos de prensas hidráulicas disponíveis no mercado, cada uma concebida para ser adequada ao processamento de diferentes peças e materiais.
Muitas empresas de processamento de materiais em grande escala e material metálico As instalações de produção utilizam atualmente a prensa hidráulica de quatro colunas por ser económica e fácil de utilizar.
Então, quais são as vantagens da prensa hidráulica de quatro colunas?
A pressão gerada pela Prensa Hidráulica de Quatro Colunas é estável, o que reduz o desgaste da matriz e conduz a uma formação mais precisa do produto sob controlo numérico. As peças forjadas produzidas são de alta qualidade, com um mínimo de rebarbas e pequenas tolerâncias, resultando numa elevada precisão.
Esta prensa hidráulica permite um menor processamento de corte e elimina a necessidade de processos adicionais de torneamento, fresagem e aplainamento. Por exemplo, a forma dos dentes das engrenagens cilíndricas e das engrenagens cónicas pode ser formada e produzida diretamente.
O motor da prensa hidráulica é controlado digitalmente e o utilizador pode introduzir parâmetros simples de deslocamento e velocidade para obter um controlo numérico inteligente e flexível da curva do processo. Isto elimina a necessidade de o utilizador compilar a curva do processo, tornando-a extremamente conveniente de utilizar.
O controlo numérico da pressão garante que o molde não será sobrecarregado, desgastado ou danificado.
A Prensa Hidráulica de Quatro Colunas tem várias características de poupança de energia, incluindo o não consumo de energia por fricção da embraiagem, o não consumo de energia por inatividade do volante e a elevada eficiência do motor. Estas características tornam a prensa servo eficiente e economizador de energia.
O equipamento da Prensa Hidráulica de Quatro Colunas não tem peças de desgaste, o que o torna mais durável. O rotor do motor não tem enrolamentos, condutores ou ímanes permanentes, o que o torna mais forte do que um servomotor de ímanes permanentes. É sólido e fiável, bem como resistente a impactos. O equipamento sem manutenção poupa o pessoal de manutenção e reduz o tempo necessário para a manutenção.
O corpo da Prensa Hidráulica de Quatro Colunas está equipado com um medidor de tonelagem que permite o ajuste e o teste do molde sob controlo de pressão. O molde pode ser ajustado lentamente e sem parar a máquina, eliminando a necessidade de ajuste especial do molde, equipamento de teste e pessoal. Isto poupa mão de obra no ajuste do molde e reduz a quantidade de tempo necessária para a tarefa.
O funcionamento da Prensa Hidráulica de Quatro Colunas é controlado por inteligência informática de alta velocidade, permitindo uma automatização total sem necessidade de operação manual.
Para peças típicas, como suportes de motores de automóveis e suportes de radiadores, as peças hidroformadas são 20% a 40% mais leves do que as peças estampadas. Para peças de veio oco escalonado, a redução de peso pode atingir 40% a 50%.
As peças de hidroformação requerem normalmente apenas um conjunto de matrizes, enquanto as peças de estampagem requerem frequentemente vários conjuntos de matrizes. Por exemplo, o número de peças hidroformadas do suporte do motor pode ser reduzido de 6 para 1, e o número de peças do suporte do radiador pode ser reduzido de 17 para 10.
Por exemplo, com o suporte do radiador, a área de dissipação de calor aumentou em 43%, o número de juntas de soldadura foi reduzido de 174 para 20, o número de processos foi reduzido de 13 para 6, levando a um aumento da produtividade em 66%.
Por exemplo, a rigidez do suporte do radiador formado por hidroformação pode ser aumentada em 39% na direção vertical e 50% na direção horizontal.
De acordo com a análise estatística das peças de hidroconformação utilizadas, o custo de produção das peças de hidroconformação é inferior em 15% a 20% em comparação com as peças estampadas, e o custo das matrizes é inferior em 20% a 30%.
Defeitos comuns e técnicas de manutenção para prensas hidráulicas de quatro colunas: As peças de precisão estão frequentemente presentes nas prensas hidráulicas sistema de transmissão.
Embora a transmissão hidráulica nas máquinas seja conhecida pela sua conveniência e benefícios de poupança de trabalho, também é suscetível de sofrer danos.
A principal causa desta situação é a falta de conhecimento do seu princípio de funcionamento e das suas características estruturais, o que resulta numa compreensão inadequada das técnicas de manutenção preventiva.
Há três factores principais que contribuem para os problemas do sistema hidráulico: contaminação, sobreaquecimento e entrada de ar.
Estes três factores estão intimamente relacionados e podem conduzir a problemas adicionais se qualquer um deles ocorrer.
A prática tem demonstrado que 75% dos problemas no sistema de prensa hidráulica de quatro colunas podem ser atribuídos a estes três factores.
A sala limpa deve ter chão limpo, portas e janelas fechadas e manter uma temperatura de aproximadamente 20°C.
Outra manutenção comum:
Após identificar as características do óleo utilizado, tais como viscosidade, densidade, pressão de vapor, solubilidade no ar, módulo de massa, anti-combustibilidade, gama de temperaturas, gama de pressões, lubricidade e compatibilidade, e selecionar ou equipar o óleo hidráulico com base em requisitos específicos, a questão do meio de trabalho no sistema hidráulico pode ser resolvida.
No entanto, uma utilização incorrecta pode ainda alterar as propriedades do óleo. Por exemplo, é comum pensar-se que a viscosidade do óleo a uma determinada temperatura e pressão é constante, independentemente da atividade. Na realidade, a viscosidade do óleo diminui significativamente após um cisalhamento excessivo.
Para o óleo hidráulico utilizado durante um longo período de tempo, a gama de temperaturas é determinada pela sua oxidação e estabilidade térmica.
Por conseguinte, o óleo hidráulico deve ser armazenado, transferido e enchido a uma temperatura inferior à sua temperatura de oxidação inicial durante um longo período de tempo e evitar a contaminação durante o armazenamento, a transferência e o enchimento.
Devem ser realizadas amostragens e inspecções regulares do óleo e deve ser estabelecido um calendário regular de mudança de óleo.
Assegurar um armazenamento adequado de óleo no depósito para facilitar a dissipação de calor no sistema hidráulico e manter a estanquidade do sistema.
Limpar imediatamente quaisquer fugas que ocorram.
Defeitos comuns e técnicas de proteção para prensas hidráulicas de quatro colunas: O sistema de transmissão hidráulica inclui frequentemente peças de precisão.
Embora a transmissão hidráulica nas máquinas seja conhecida pela sua conveniência e benefícios de poupança de trabalho, também é suscetível de sofrer danos.
Isto deve-se à falta de compreensão do seu princípio de funcionamento e das suas características estruturais, o que resulta numa compreensão inadequada da forma de o prevenir e proteger.
O sistema hidráulico tem três factores principais que contribuem para os problemas: contaminação, sobreaquecimento e entrada de ar.
Estes três factores estão intimamente relacionados e podem conduzir a problemas adicionais se qualquer um deles ocorrer.
A prática tem demonstrado que 75% dos problemas no sistema hidráulico podem ser atribuídos a estes três factores.
Falha na ação
Rastreio de blocos deslizantes
Para baixo com pressão
Resolução de problemas: ajustar a válvula piloto e utilizar uma pressão não superior a 1MPa.
O anel de vedação do orifício do cilindro (ou do pistão) tem fugas de óleo
Resolução de problemas: verificar o anel de vedação e substituí-lo se estiver danificado.
Resolução de problemas: ajustar o valor da pressão
Resolução de problemas: verificar o orifício da válvula e voltar a instalar
Há ar na passagem de óleo do manómetro.
Resolução de problemas: soltar o conetor para sangrar ao pressionar para cima.
Resolução de problemas: verifique se a tubagem está solta e, se estiver solta, aperte-a firmemente.
Resolução de problemas: substituir o manómetro.
O caudal variável de compensação da pressão da bomba é demasiado pequeno.
Resolução de problemas: ajustar de acordo com as necessidades da bomba de óleo.
Resolução de problemas: se a saída de óleo do dreno de óleo da bomba de óleo for superior a 4L / min, esta deve ser retirada para manutenção.
Resolução de problemas: verificar as ligações correspondentes de cada peça.
Queda de pressão
Resolução de problemas: verificar se o fecho de vedação da válvula correspondente está danificado e substituí-lo se estiver danificado.
Reparar e soldar a conduta com fugas e verificar se a entrada em funcionamento da pressão é normal.
Resolução de problemas: substituir o anel de vedação.
As informações acima fornecem uma visão geral da situação. Quando uma avaria é identificada durante a utilização efectiva, é importante analisar primeiro a causa antes de efetuar quaisquer passos de resolução de problemas.
Na China, a seleção de uma prensa hidráulica deve basear-se na natureza do processo de produção, no tamanho do lote, nas condições do molde, nos requisitos de precisão e noutros factores, devido à variedade de modelos de prensas hidráulicas e aos seus diferentes níveis de rigidez, precisão e métodos de utilização.
A prensa hidráulica de quatro colunas é uma peça de equipamento muito utilizada na produção industrial, mas pode ser difícil encontrar uma opção económica.
Para quem utiliza e opera frequentemente uma prensa hidráulica de quatro colunas, pode ser difícil encontrar uma peça de equipamento adequada.
Recomenda-se que os parceiros de compras determinem as suas especificações com base nas suas necessidades reais e sigam os seguintes princípios:
① Antes de efetuar uma compra, é importante determinar a forma e as matérias-primas a serem prensadas, a produção desejada e quaisquer requisitos especiais para a prensa hidráulica de quatro colunas. O fabricante deve então ser consultado para fornecer o modelo apropriado.
② Ao escolher uma prensa hidráulica de quatro colunas, é importante garantir que a pressão seja adequada para melhorar a vida útil do equipamento e apoiar o desenvolvimento futuro. A pressão nominal deve ser maior do que a pressão de trabalho real.
③ A saída da prensa hidráulica de quatro colunas não depende apenas do modelo, mas também do sistema hidráulico do equipamento. Um sistema rápido é importante.
④ O curso da prensa hidráulica de quatro colunas deve ser suficiente para acomodar o tamanho do produto moldado e permitir a fácil remoção do molde.
A qualidade de uma prensa hidráulica de quatro colunas não só tem impacto na sua vida útil, como também afecta a eficiência da produção.
Depois de determinar o modelo de equipamento pretendido, é aconselhável contactar várias empresas para recolher informações sobre preços, parâmetros, métodos de entrega e outros pormenores relevantes da prensa hidráulica.
Recomenda-se igualmente uma visita à fábrica de transformação para uma investigação no local, a fim de avaliar a escala de produção, a capacidade de transformação efectiva e as capacidades técnicas da empresa, de modo a determinar a qualidade do equipamento produzido.
(1) A conceção do aspeto da prensa hidráulica de quatro colunas deve ser razoável, com uma pintura uniforme e lisa e uma superfície lisa sem fissuras.
(2) Durante o ensaio do equipamento, verificar se existem ruídos anormais ou vibrações mecânicas.
Testar o efeito de pressão da prensa hidráulica de quatro colunas e assegurar o seu bom funcionamento durante o ensaio.
Ver também:
Muitas pessoas não têm uma compreensão clara da prensa hidráulica de quatro colunas. A instalação e a colocação em funcionamento são cruciais para o desempenho e a eficiência do equipamento.
É importante não sacrificar o serviço pós-venda na procura de um preço baixo ou assumir que está incluído num equipamento de preço elevado. Deve ser especificado no contrato como uma cláusula separada.
Ao considerar a compra de uma prensa hidráulica, para além de avaliar os factores acima mencionados, é importante fornecer ao fornecedor da prensa requisitos detalhados de desempenho, incluindo segurança, capacidade de manutenção, ciclo de instalação e custo.
Para o fabricante, as principais considerações incluem: ciclo de produção, orçamento, design do molde, estrutura da peça, número de mudanças de molde, dimensões externas da prensa e o objetivo do projeto.
O avanço da ciência e da tecnologia realça a importância de manter um contacto e uma comunicação estreitos com vários fabricantes de máquinas hidráulicas, a fim de tomar uma decisão informada e sensata. Esta é a melhor maneira de garantir a seleção de uma prensa hidráulica de alta qualidade.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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