معرفی پرس هیدرولیک و روغن مناسب برای آن
جدول محتوا
Toggleپرس هیدرولیک چیست؟
پرس هیدرولیک یک دستگاه مکانیکی است که از فشار استاتیک یک مایع، همانطور که توسط اصل پاسکال تعریف شده است، برای شکل دادن، تغییر شکل دادن و پیکربندی انواع مختلف فلزات، پلاستیک، لاستیک و چوب استفاده میکند. مکانیزم پرس هیدرولیک از یک فریم اصلی، سیستم قدرت و کنترل تشکیل شده است.
اصل پاسکال بیان میکند که وقتی فشار به یک مایع محصور شده اعمال میشود، تغییر فشار در مایع رخ میدهد. برای یک پرس هیدرولیک، فشار در یک مایع توسط پیستونی اعمال میشود که مانند یک پمپ برای ایجاد نیروی مکانیکی عمل میکند.
پرس هیدرولیک چگونه کار میکند؟
فرآیند پرس هیدرولیک زمانی آغاز میشود که یک سیال هیدرولیک به یک پیستون دو اثره فشار داده میشود. نیروی فشار داخل سیلندر هیدرولیک کوچک، سیال را به داخل سیلندر بزرگتر میراند که در آن نیرو و فشار بیشتری اعمال میشود. حرکت پیستون بزرگتر باعث میشود که سیال به سیلندر پیستون کوچکتر برگردد.
عبور سیالات بین دو پیستون باعث افزایش فشار میشود که نیروی مکانیکی ایجاد میکند تا سندان روی یک پرس هیدرولیک به سمت پایین بر روی قطعه کار تغییر شکل داده شود تا شکل دلخواه را ایجاد کند. پس از اتمام حرکت، فشار رها شده و سندان به حالت اولیه خود باز میگردد. اجزای پرس هیدرولیک شامل دو سیلندر، دو لوله و دو پیستون است که توسط یک محفظه که با مایع هیدرولیک پر شده است به هم متصل میشوند.
آکومولاتور
آکومولاتور فشار هیدرولیک را به صورت سیال ذخیره میکند که در صورت نیاز آزاد میشود. پیکربندی یک اکومولاتور هیدرولیک، سیلندری با پیستون است که دارای بار فنری یا تحت فشار پنوماتیک است. پمپ به طور مداوم سیال هیدرولیک را به باتری پمپ میکند تا فشار را در آن ثابت نگه دارد. ورودی آکومولاتور به پمپ متصل است، در حالی که خروجی به دستگاه متصل است. بدون آکومولاتور، پمپ باید به طور مداوم کار کند.
پمپ
سه نوع پمپهای هیدرولیک پرّهای، دندهای و پیستونی هستند که پمپهای پیستونی رایجترین آنها هستند. پمپهای پرس هیدرولیک یک پمپ جابجایی مثبت هستند، به این معنی که با هر سیکل پمپاژ مقدار ثابتی سیال را تحویل میدهند. پمپ جابجایی مثبت میتواند ثابت یا متغیر باشد و با یک پمپ ثابت که با سرعت ثابت کار میکند در حالی که یک پمپ متغیر سرعت را تغییر میدهد و میتواند معکوس شود.
دلیل اینکه پمپهای پیستونی برای پرسهای هیدرولیک مناسب هستند، توانایی آنها در عملکرد در سیستمهای هیدرولیک فشار قوی است. پمپ به دلیل نشتی کم سیال در سطوح حجمی زیاد کار میکند. انواع پمپهای پیستونی شامل محوری، محوری خمیده و شعاعی است.
سیلندرها
تعداد سیلندرهای پرس هیدرولیک با توجه به طراحی آن متفاوت است. عملکرد سیلندرها تولید نیروی فشاری است که سندان و قالب را به حرکت در میآورد. در طراحی دو سیلندر، قطر استوانهای بزرگتر است، در حالی که قطر سیلندر دوم که پیستون را حمل میکند کوچکتر است. سیلندرها لولههای فلزی با دو پورت برای ورودی و خروجی سیال هیدرولیک هستند. سیلندرها توسط یک لوله حاوی مایع هیدرولیک به هم متصل میشوند. هنگامی که پیستون در سیلندر کوچک از طریق یک حرکت رو به پایین به سیال هیدرولیک فشار وارد میکند، فشار ایجاد شده به قوچ وارد میشود. عملکرد سیلندر کوچکتر که توسط حرکت رو به پایین پیستون ایجاد میشود یک محرک مکانیکی است که برای تولید نیروی یک جهته توسط یک ضربه یک جهته استفاده میشود.
انواع پرسهای هیدرولیک
- پرس هیدرولیک فریم H: با پرس هیدرولیک قاب H (دو ستون)، شامل قاب، سیلندر پرس، پمپ و بالستر به شکل “H” هستند. کاربردهای پرسهای قاب H شامل کار در تعمیرگاهها، ساختمانهای تعمیر و نگهداری و خطوط مونتاژ تولید است. آنها یک پمپ دستی برای کاربردهایی با حجم کم یا پمپهای هوا و الکتریکی دارند که در آن به کار مداوم نیاز است. مقدار نیروی موجود در یک قاب H به اندازه استوانه آن بستگی دارد.
- پرس هیدرولیک قاب C: پرسهای هیدرولیک تک ستونی (قاب C) دارای قاب بدنهای به شکل حرف «C» با ساختار تک بازویی هستند. آنها استحکام عالی، عملکرد هدایتی، سرعت و دقت استثنایی دارند. آنها برای عملیاتهای کوچک ایدهآل هستند و به فضای کف محدود نیاز دارند.
- پرس هیدرولیک چهار ستون: پرسهای هیدرولیک چهار ستونی میتوانند نیروی قابل توجهی را به هر اندازه قطعه کار اعمال کنند. بسته به نیازهای فرآیند تولید، میتوانند یک طرح تک یا دو سیلندر داشته باشند. پرسهای چهار ستونی دارای سیستم کنترل مرکزی با چرخه نیمه اتوماتیک و فشار و سرعت تراکم قابل تنظیم میباشند. پانچ و فشار کاری مطابق با نیازهای محدوده ضربه تنظیم میشود.
- پرس هیدرولیک افقی: عملیاتی وجود دارد که در آن شکل دادن به یک جزء یا قطعه با استفاده از پرس عمودی معمولی دشوار است، زیرا قطعه برای بارگذاری عمودی خیلی بلند یا کوتاه است. این نوع از قطعات کار توسط یک پرس افقی که در آن فشار به صورت افقی اعمال میشود، شکل میگیرد. با پرس افقی، دو صفحه وجود دارد که یکی ثابت و دیگری متحرک است. فشار به صورت افقی بین صفحات اعمال میشود. این نوع پرس دارای مکانیزم حفاظتی بر روی سیستم هیدرولیک برای جلوگیری از اضافه بار است و میتوان ابزارهای مختلفی را به آن متصل کرد.
- پرس چرخ هیدرولیک: پرس هیدرولیک چرخ افقی برای نصب و بازکردن چرخها، بلبرینگها، چرخدندهها و شیارها روی شفتها، محورها، رولها یا آرمیچرها استفاده میشود. آنها برای اصلاح قطعات شفت و فشار دادن قطعات آستین شفت استفاده میشوند. طیف وسیعی از صنایع از پرسهای چرخدار افقی هیدرولیک به عنوان بخشی از فرآیند تولید خود استفاده میکنند. به عنوان مثال میتوان به صنایع خودرو، موتور، الکترونیک، معدن و لوازم خانگی اشاره کرد که در آن نصب پرس دقیق ضروری است.
- پرس هیدرولیک صافکننده: هنگامی که شفتهای بزرگ و طولانی سکوهای نفتی، اتومبیلها، کامیونها و هواپیماها نیاز به صاف کردن دارند، روش ایدهآل یک پرس صافکننده هیدرولیک است که به آرامی فرآیند صاف کردن را کنترل میکند و در نتیجه قطعات دقیق و کاملاً کاربردی تولید میشود. میتوان از پرسهای صافکننده هیدرولیک برای صاف کردن شفتها، صفحات و جوشهای بزرگ استفاده کرد. پرسهای هیدرولیک صافکننده برای جوشکاری قطعه، کار را قبل از جوشکاری صاف میکند. فرآیند کار با شفت کمی دشوارتر است زیرا آنها در قطرها و طولهای مختلف هستند. پرسهای هیدرولیک صافکننده میتوانند دارای سر ثابت یا دروازههای متحرک باشند. هنگامی که شفتهای با قطر بزرگ صاف میشوند، از پرسهای نوع دروازهای استفاده میشود که در آن پرس در امتداد محور X حرکت میکند در حالی که استوانه اصلی حرکت رو به پایین محور Z را برای درگیر شدن با شفت فراهم میکند.
موارد استفاده برای پرسهای هیدرولیک
پرس هیدرولیک در بخش عمدهای از انواع فرآیندهای تولید نقش دارد. از شکلدهی و ایجاد اجزای ماشین گرفته تا خرد کردن و فشردهسازی زباله ، پرسهای هیدرولیک بخشی ضروری از عملیات صنعتی مدرن هستند. استفاده از پرسهای هیدرولیک بر اساس مفهوم نیروی فشاری ایجاد شده توسط پیستون است که از طریق استفاده از فشار یک مایع تراکمناپذیر نیروی مکانیکی تولید میکند. مقدار نیرو میتواند از چند تن برای پرس هیدرولیک دستی تا هزاران تن برای پرسهای موتوری متغیر باشد.
تولید و ساخت قطعات رایجترین کاربرد پرسهای هیدرولیک است. سرعتی که پرسهای هیدرولیک میتوانند قطعات خودرو را از تیغههای برف پاک کن تا محفظه چرخدنده پیکربندی و شکل دهند، آن را به بخشی ضروری از تولید محصول تبدیل کرده است. تعداد صنایع وابسته به پرس های هیدرولیک از تولید و مونتاژ فولاد گرفته تا قطعات الکترونیکی دقیق و پیچیده متغیر است.
نحوه صحیح انتخاب روغن هیدرولیک برای پرس هیدرولیک
پرس هیدرولیک چهار ستونه روغن هیدرولیک را تحت عمل پمپ روغن به بلوک شیر میرساند. سیستم کنترل هر سوپاپ را طوری کنترل میکند که روغن هیدرولیک پرفشار به محفظههای بالایی و پایینی سیلندر هیدرولیک برسد و پرس هیدرولیک را وادار به حرکت میکند. پرس هیدرولیک وسیلهای است که از مایع برای انتقال فشار استفاده میکند.
روغن هیدرولیک برای پرسهای هیدرولیک چهار ستون بسیار مهم است و یکی از اقدامات مهم برای کاهش سایش دستگاه است. انتخاب صحیح روغن هیدرولیک ارتباط مستقیمی با طول عمر دستگاه هیدرولیک دارد.
هنگام انتخاب روغن برای پرس هیدرولیک چهار ستون، ابتدا باید ویسکوزیته مناسب را انتخاب کنید. در انتخاب ویسکوزیته روغن باید مشخصات ساختاری، دمای کاری و فشار کاری سیستم هیدرولیک در نظر گرفته شود. در سیستم انتقال هیدرولیک، پمپ روغن یکی از حساسترین قطعات به تغییرات ویسکوزیته روغن هیدرولیک است. انواع مختلف پمپها هر کدام دارای حداقل و حداکثر ویسکوزیته مجاز هستند. به منظور کاهش مصرف برق، به طور کلی باید تا حد امکان از روغن با ویسکوزیته کم استفاده شود. با این حال، به منظور روانکاری اجزای کلیدی و جلوگیری از نشتی، باید روغن هیدرولیک با ویسکوزیته مناسب انتخاب شود.
طبقهبندی مدل روغن هیدرولیک
مدلهای روغن هیدرولیک به سه دسته استاندارد ملی طبقهبندی میشوند: نوع HL، نوع HM و نوع HG.
(1) روغن هیدرولیک نوع HL از یک روغن پایه متوسط تصفیه شده و نسبتاً با عمق بالا، به علاوه افزودنیهای آنتی اکسیدانی و ضد زنگ فرموله شده است. با توجه به حرکت در دمای 40 درجه سانتیگراد، ویسکوزیته را میتوان به شش درجه تقسیم کرد: 15، 22، 32، 46، 68 و 100.
(2) انواع HM شامل انواع قلیایی بالا، قلیایی حاوی فلز روی به مقدار کم، حاوی روی بالا با پیهاش خنثی و انواع بدون خاکستر است. با توجه به حرکت در دمای 40 درجه سانتیگراد، ویسکوزیته به چهار درجه تقسیم میشود: 22، 32، 46 و 68.
(3) نوع HG دارای خواص ضد زنگ و ضد اکسیداسیون است. علاوه بر این، یک بهبوددهنده شاخص ویسکوزیته اضافه شده است که ویژگیهای ویسکوزیته-دمای خوبی دارد.
استفاده از مدل روغن هیدرولیک
(1) روغن هیدرولیک HL برای روانکاری در جعبههای یاتاقان و سیستمهای گردش کم فشار ماشینابزارهای مختلف که در آن شرایط خاصی برای روغن وجود ندارد و دمای محیط بالای صفر درجه سانتیگراد است استفاده میشود. چنین محصولاتی به طور کلی آببندی بسیار خوبی دارند و حداکثر دمای عملیاتی میتواند به 80 درجه سانتیگراد برسد.
2) روغن هیدرولیک HM عمدتا در سیستمهای هیدرولیک پمپهای پرّهای سنگین، فشار متوسط و فشار بالا، پمپهای پیستونی و پمپهای دندهای استفاده میشود. علاوه بر این، این نوع روغن هیدرولیک برای تجهیزات مهندسی فشار متوسط و فشار قوی و سیستمهای هیدرولیک خودرو نیز مناسب است.
(3) روغن هیدرولیک HG دارای خواص ضد زنگ، ضد اکسیداسیون، ضد سایش، و ضد لغزش است، بنابراین عمدتا برای سیستمهای روانکاری که از هیدرولیک ماشینابزار و ریلهای راهنما استفاده میکنند، مناسب است.
انواع مختلفی از روغن هیدرولیک در بازار وجود دارد و همچنین انواع مختلفی از ماشینهای هیدرولیک وجود دارد. اگرچه عملکرد روغن هیدرولیک اساساً یکسان است، اما همچنان لازم است روغنهای هیدرولیک متفاوتی برای ماشینهای هیدرولیک مختلف انتخاب شود. هنگام انتخاب روغن هیدرولیک، کارکنان باید بدانند که عمدتاً از ها خواسته میشود چه کاری انجام دهد و سپس روغن هیدرولیک مناسب را برای ماشین هیدرولیک انتخاب کنید.
نحوه انتخاب روغن هیدرولیک مناسب برای پرس هیدرولیک
برای انتخاب روغن هیدرولیک معمولا از دو روش استفاده میشود. یکی این است که روغن هیدرولیک را با توجه به انواع روغن و مشخصات توصیه شده توسط نمونهها یا دستورالعملهای سازنده پرس هیدرولیک انتخاب کنید. مورد دیگر این است که به طور جامع انتخاب روغن هیدرولیک را بر اساس شرایط خاص ماشین هیدرولیک مانند فشار کاری، دمای کار، سرعت حرکت، نوع اجزای هیدرولیک و عوامل دیگر در نظر بگیرید.
هنگام انتخاب، وظایف اصلی که باید انجام شود عبارتند از: تعیین محدوده ویسکوزیته روغن هیدرولیک، انتخاب نوع روغن هیدرولیک مناسب و رفع نیازهای خاص سیستم هیدرولیک.
معمولاً با توجه به جنبه های زیر انتخاب می شود:
- با توجه به نوع پمپ هیدرولیک انتخاب کنید
پمپ هیدرولیک یکی از اجزای مهم پرس هیدرولیک است. در پرس هیدرولیک سرعت حرکت، افزایش فشار و دما زیاد و زمان کار طولانی است، بنابراین الزامات ویسکوزیته سختتر است. بنابراین هنگام انتخاب ویسکوزیته باید پمپ هیدرولیک را در نظر گرفت.
- با توجه به فشار کاری پرس هیدرولیک انتخاب کنید
هنگامی که فشار زیاد است، برای جلوگیری از نشتی بیش از حد سیستم و راندمان پایین باید از روغن با ویسکوزیته بالاتر استفاده شود. وقتی فشار کاری کم است، بهتر است از روغن با ویسکوزیته کمتر استفاده شود که می تواند افت فشار را کاهش دهد.
- دمای محیط کار پرس هیدرولیک را در نظر بگیرید
ویسکوزیته روغن معدنی به دلیل تأثیر دما بسیار تغییر میکند. به منظور اطمینان از ویسکوزیته مناسبتر در دمای کار، تأثیر دمای محیط اطراف نیز باید در نظر گرفته شود.
- سرعت حرکت قطعات کار پرس هیدرولیک را در نظر بگیرید
هنگامی که سرعت حرکت قطعات کار در سیستم هیدرولیک بسیار زیاد است، دبی روغن نیز کم است، تلفات هیدرولیک به طور تصادفی افزایش مییابد و نشتی نسبتاً کاهش مییابد، بنابراین بهتر است از روغن با ویسکوزیته کمتر استفاده شود.
منبع
Gd-Admin (no date) NEWS – How to correctly choose hydraulic oil for hydraulic presses. https://www.zx-hydraulic.com/news/how-to-choose-hydraulic-oil-for-hydraulic-presses/.
What Types of Fluid are Used in a Hydraulic Press? – ShuntecPress (no date). https://www.shuntecpress.com/blog/what-types-of-fluid-are-used-in-a-hydraulic-press/.
سوالات متداول
سیال هیدرولیک، همچنین به عنوان روغن هیدرولیک شناخته میشود، وسیلهای است که برای انتقال نیرو در سیستمهای هیدرولیک مانند پرسهای هیدرولیک استفاده میشود. این مورد مهم است زیرا نیرو را از پمپ هیدرولیک به سیلندر هیدرولیک منتقل میکند و پرس را قادر میسازد تا بر قطعه کار فشار وارد کند.
روغن هیدرولیک مناسب باید دارای خواصی مانند شاخص ویسکوزیته بالا، خواص روانکاری خوب، پایداری حرارتی بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون و کف شدن و سازگاری با آببندی و مواد مورد استفاده در سیستم هیدرولیک باشد.
انواع متداول روغنهای هیدرولیک شامل روغنهای پایه معدنی، روغنهای مصنوعی و سیالات مبتنی بر آب است. روغنهای معدنی به دلیل مقرون به صرفهبودن و اثربخشی عمومی، بیشترین کاربرد را دارند. روغنهای مصنوعی عملکرد بهتری را در دماها و شرایط شدید ارائه میدهند، در حالی که سیالات مبتنی بر آب در کاربردهای خاصی استفاده میشوند که نگرانیهای زیستمحیطی در اولویت هستند.
اکثر پرسهای هیدرولیک مجهز به یک شیشه دید یا میله اندازهگیری برای بررسی سطح روغن هستند. اطمینان حاصل کنید که پرس در یک موقعیت ایمن و ثابت قرار دارد، سپس شیشه دید یا میله اندازهگیری را پیدا کنید و بررسی کنید که سطح روغن در محدوده توصیه شده باشد.
اگر نیاز به پر کردن روغن هیدرولیک دارید، از همان نوع و درجه روغن توصیه شده توسط سازنده استفاده کنید. در صورت نیاز به تعویض روغن، روغن قدیمی را طبق دستورالعمل سازنده تخلیه کنید، فیلترها را تعویض کنید و سیستم را با روغن هیدرولیک تازه تا حد توصیه شده پر کنید. همیشه روغن مصرف شده را به درستی دور بریزید.