Автоматизация прессов

В резиновой промышленности для формования и вулканиза­ции РТИ наибольшее применение получили прессы с гидравли­ческим приводом. В зарубежной практике прессостроения встре­чаются вулканизационные прессы с механическим или комбини­рованным (гидромеханическим) приводом, предиазначенные для мелкосерийного и единичного производства малогабаритных РТИ.

Гидравлические вулканизационные прессы по сравнению с механическими имеют ряд преимуществ, главными из которых являются: статическое действие на пресс-форму и резиновую смесь, исключающее ударные нагрузки; отсутствие необходимости ре­гулировать величину хода ползуна (стола) при изменении высоты пресс-формы; бесступенчатое регулирование скорости движения рабочих органов и усилия запирания формы; передача больших усилий с приводом малой мощности; возможность работы на одном или нескольких этажах многоэтажного пресса без какой-либо переналадки; относительная легкость осуществления частичной или полной автоматизации процесса прессования.

Как показала практика эксплуатации, наиболее экономичным в гидравлическом приводе прессов является применение низкого давления (до 6,3 МН/м²) для подъема-опускания плит пресса и подпрессовок и создания высокого (порядка 20—32 МН/м²) давления усилия прессования изделий.

В гидравлических вулканизационных прессах распространены приводы:

- индивидуальный (насосно-безаккумуляторный);

- на­сосно-аккумуляторный и мультипликаторный.

При индивидуальном насосном приводе гидравлический пресс имеет насосную установку с одним или несколькими насосами, размещенную непосредственно на прессе или вблизи от него. При насосно-аккумуляторном приводе рабочая жидкость от одного или нескольких насосов может одновременно поступать в гидросистему пресса и гидробаллоны насосно-аккумуляторной станции либо в одну из этих систем в отдельности.

Насосно-аккумуляторный привод применяется с целью по­нижения установленных мощностей электродвигателей мощных быстроходных прессов, а также для привода группы прессов. Насосно-аккумуляторный привод группы прессов, как правило, предусматривает наличие аккумулятора высокого давления. Жидкость под низким давлением подается к прессам централизо­ванно от насосной установки низкого давления.

Мультипликаторный привод повышает давление рабочей жидкости, подаваемой в рабочие цилиндры пресса. Для этой цели применяются специальные устройства (мультипликаторы), кото­рые могут быть выполнены встроенными непосредственно в рабо­чий цилиндр пресса, а также в виде отдельных устройств. Повы­шение давления жидкости в мультипликаторах производится цилиндрами разных диаметров. Цилиндр низкого давления муль­типликатора соединяется с нагнетательной линией насосной уста­новки, а из цилиндра высокого давления мультипликатора жидкость поступает в рабочий гидроцилиндр пресса. Сброс давления в гидроцилиндре низкого давления мультипликатора разгружает рабочий гидроцилиндр пресса от высокого давления. В настоя­щее время в отечественных серийных гидравлических вулкани­зационных прессах мультипликаторы не применяются.

Аккумуляторы, входящие в состав насосно-аккумуляторных станций, подразделяются по конструктивному исполнению на грузовые, пневматические поршневые и пневматические беспоршневые. В грузовом аккумуляторе давление запаса жидкости поддерживается при помощи груза, который воздей­ствует на плунжер

Недостатком грузовых аккуму­ляторов являются большие габари­ты и гидравлические удары, возни­кающие от кинетической энергии, развиваемой массой опускающегося груза при внезапном прекращении забора жидкости.

На замене давления груза на плунжер давлением сжатого газа основан принцип действия пневмо-гидравлических аккумуляторов. Кроме того, поршень снабжен войлочным кольцом, пропитанным консистентной смаз­кой ЦИАТИМ-221 (ГОСТ 9433—60). Крышки крепятся к корпусу при помощи разрезных колец. При вертикальном рас­положении аккумулятора предотвращается преждевременный износ уплотнений и рабочих поверхностей корпуса и поршня. Газовая полость заряжается азотом до соответствующего дав­ления.

Если рабочей жидкостью в гидросистеме прессов является иода или водная эмульсия, то наиболее удобными становятся аккумуляторы без разделительного элемента, газовую полость которых вполне безопасно заряжать сжатым воздухом. Заряжать в этом случае аккумуляторы маслом запрещено, так как его кон­такт с воздухом, находящимся под высоким давлением, может вызвать взрыв.

Для снижения колебаний давления жидкости увеличивают объем газовой полости, что достигается присоединением нескольких баллонов. При работе вулканизационных прессов колебание рабочего давления допускается в пределах 10%. Соотношение рабочих объемов жидкостной и газовой полостей выбирается в пре­делах 1 к 10. 

Экономичность и КПД насосно-аккумуляторного гидропри­вода в значительной степени зависят от расхода жидкости вы­сокого давления. Наметившаяся в последние годы тенденция сокращению вре­мени вулканизации в общем цикле работы прессов как бы «сгла­живает» пиковые расходы жидкости высокого давления, необхо­димой на создание усилия прессования, что снижает экономич­ность группового привода по сравнению с индивидуальным. Технические решения, применяемые в приводе современных гидравлических вулканизационных прессов и его управлении, обеспечивают экономичность, быстроходность и быстроту переналадки основных технологических параметров формования и вулканизации РТИ, гибкое управление работой пресса.Смыкание нагревательных плит и необходимое усилие прессования обеспечиваются действием плунжерного гидроцилиндра с встроенным в него малым гидроцилиндром для быстрого подъема стола пресса. Особенностью пресса является применение в его гидроси­стеме одного насоса высо­кого давления типа Н-401Е с нерегулируемой посто­янной подачей 18 л/мин при давлении 32 МН/м², обеспечивающего также ра­боту механизмов одного или двух перезарядчиков.

Насосная установка обычно рас­полагается внизу, с пра­вой стороны рамы пресса.

В верхней части размещен гидробак емкостью 100 л с двойным дном для подачи воды на охлаждение масла, температура которого при установившемся режиме не должна превышать 50° С. Напорная и сливная магистрали гидросистемы перезарядчика подсоединены к соответствующим штуцерам. Для предотвращения самопроизвольного опускания крышки кассеты во время перезарядки (насос не работает) в напорной магистрали перезарядчика установлен обратный клапан. Для очистки масла в гидросистеме перезарядчика и пресса служит фильтр, установленный на сливной магистрали.

Система автоматики пресса позволяет делать одну или две подпрессовки давлением 10—90% от давления прессования, ко­торое настраивается предохранительным клапаном, с выдержкой (без давления), в пределах 0,1—10 с.  Давление в системе управ­ления золотником настраивается предохранительным кла­паном и контролируется манометром.

Поскольку это дав­ление примерно в 2 раза ниже рабочего давления прессования, в гидросистеме предусмотрен дроссель, ограничивающий до минимума поток масла на управление золотником. Для управ­ления механизмами перезарядчика достаточно 5 МН/м², это дав­ление устанавливается предохранительным клапаном и кон­тролируется манометром.

Расход рабочей жидкости на перезарядчик составляет 8—10 л/мин.

Гидравлический вулканизационный пресс пред­ставляет собой автоматизированный агрегат, состоящий из соб­ственно пресса  и двух перезарядчиков двухплитных пресс-форм, каждый из которых обслуживает свой этаж пресса.

Гидравлическая и электрическая схемы пресса и перезаряд­чиков представляют собой единые схемы агрегата. Все операции перезарядчиков выполняются гидрораспределителями с электро­управлением, переключение которых происходит автоматически при поступлении импульса от конечных выключателей, фикси­рующих окончание выполнения предыдущих операций. Все опе­рации по перемещению кассеты и ее верхней плиты, смыкание и размыкание пресса, включая подпрессовки, выполняются авто­матически с заданной последовательностью. Прессовщик выгружает изделия, закладывает заготовки в гнезда пресс-формы и нажимает кнопку «начало цикла».

В пресс-автомате перезарядчиками технически решены вопросы автоматической укладки заготовок и съема свулканизованных изделий типа манжет. При выборе рабочей жидкости в гидросистемах прессов с инди­видуальным гидроприводом большое значение имеет вязкость жидкости при изменении температуры, а также ее сжимаемость и смазывающая способность. Кроме того, имеет значение антикор­розионная стойкость гидроаппаратуры и трубопроводов. Пред­почтительны высоковязкие масла типа турбинных, индустриального, так как при незначительном повышении путевых потерь в трубопроводах существенно снижаются потери жидкости через щели в гидроаппаратуре. При этом заметно повышается объемный КПД насоса, увеличивается также межремонтное время работы гидроаппаратуры вследствие допущения увеличенных зазоров в плунжерных и золотниковых парах.

К списку