Гидравлический пресс относится к классу гидравлических машин, предназначенных для обеспечения значительного давления на требуемую поверхность. Основным его достоинством является возможность создания такого усилия, которое во много раз превосходит первоначальное воздействие. В технической литературе подобные машины носят имя своего изобретателя. Ещё в 1795 году английский изобретатель Джозеф Брам получил патент на этот аппарат. Из этой статьи вы узнаете, как изготовить гидравлический пресс своими руками.
Гидравлический пресс своими руками
Термин «пресс» является достаточно условным. В современной промышленности эти машины решают большое количество важных технических задач. За счёт мощного прилагаемого усилия осуществляется спрессовывание и штамповка деталей. На станциях технического обслуживания производится выпрессовывание подшипников. В перерабатывающих отраслях выдавливают жидкости из различных сельскохозяйственных культур. Применение этого гидравлического принципа не ограничивается только задачами прессования. Кроме промышленных прессов, существует множество подобных машин, решающих более простые, но не менее важные задачи, например, пресс для автосервиса. Гидравлические домкраты и подъёмники позволяют поднимать многотонные грузы, гидравлические струбцины позволяют закреплять детали для последующей обработки. Небольшие прессы применяются в автомобильных мастерских и частных гаражах.
Популярность таких механизмов вызвана тем, что с помощью относительно несложного устройства удаётся получить огромную энергию сжатия.
Содержание
- Принцип действия
- Классификация гидравлических прессов
- Гидравлический пресс для СТО
- Гидравлический пресс своими руками для дома
- Инструменты и материалы для изготовления
- Вам также могут быть интересны статьи:
Принцип действия
Принцип работы любого гидравлического механизма (в том числе и пресса) основан на одном из основных законов гидродинамики – Законе Паскаля. В соответствии с этим законом давление жидкости или газа распределяется равномерно на все точки внутренней поверхности сосуда, в котором находится.
Если в сосуде в качестве одной стенки использовать поверхность, которая может двигаться, жидкость будет производить на неё давление, и она придёт в движение. В прессах такая поверхность выполняется в форме поршня. Величина силы, действующей на поршень, при прочих равных параметрах будет определяться площадью поверхности поршня. Чем больше площадь поверхности поршня, тем больше величина воздействующей на него силы. Этот эффект позволяет получить серьёзный выигрыш в результирующей силе. Этот физический закон и позволяет реализовать гидросхему пресса.
Чертеж большого гидравлического пресса Витворта
Конструктивно устройство гидравлических прессов очень похоже. Они выполнены в виде двух сообщающихся сосудов. Поэтому для них применимы все физические законы, которые действуют в сообщающихся сосудах. Если в одном из сосудов изменяется уровень жидкости в сторону уменьшения, то во втором сосуде уровень жидкости повысится. Это приведёт к увеличению давления на все стенки сосуда. В гидравлическом прессе – это давление на поршень.
Для увеличения объёма рабочей жидкости в гидравлическом цилиндре в конструкции пресса предусмотрен специальный резервуар. Так как в гидравлическом прессе жидкость находится под высоким давлением, предусмотрена специальная система безопасности. Она включает два клапана: нагнетательный и запирающий кран.
Классификация гидравлических прессов
Все гидравлические прессы конструктивно состоят из деталей одинакового назначения. Принципиальным отличием является способ увеличения давления рабочей жидкости (обычно это так называемое индустриальное масло). В современных прессах этот процесс происходит двумя способами: вручную (для небольших прессов это осуществляется с помощью ручных конструкций), с помощью автоматического привода (для стационарных прессов большой мощности).
В литературе по металлообработке классификация прессов производится по следующим отличительным признакам:
- техническому назначению: для компрессионного (прямого) прессования или литьевого (трансферного) прессования;
- конструкции станины. Они бывают двух видов: колонные или рамные;
- уровню автоматизации (с ручным управлением, полуавтоматическим или полностью автоматическим управлением);
- направлению прикладываемого усилия: в горизонтальном направлении, строго вертикально или под заранее заданным углом;
- месту расположения рабочего цилиндра в конструкции пресса: с расположением в нижней части пресса или верхней части;
- числу допустимых позиций прессования: в одной позиции или многопозиционные прессы.
Самодельный гидравлический пресс
Кроме компоновки классификацию производят по следующим техническим параметрам:
- габаритные размеры;
- масса в полной комплектации;
- величина хода поршня;
- мощность (величина создаваемого усилия)
- наличие в конструкции пресса датчиков и измерительных приборов, например, манометра;
- характеристики используемой станины (форма, место расположения, материал).
Гидравлический пресс для СТО
На станциях технического обслуживания автомобилей можно провести отдельные ремонтные работы только с помощью гидравлического пресса. К задачам автомобильного пресса относятся:
- установка и демонтаж подшипников, вкладышей, шайб, других деталей, которые необходимо впрессовывать;
- работы, связанные со штамповкой и калибровкой;
- кузовные и ремонтные работы, где требуется изменение конфигурации металлической детали. Производства выравнивания, правки или изгиба, то есть придания требуемой формы.
Гидравлический пресс для автосервиса
В большинстве случаев пресс для СТО имеет ручное управление или автоматический привод. Такие агрегаты имеют следующую компоновку:
- движение рабочего поршня происходит сверху вниз;
- создание требуемого давления в рабочем цилиндре осуществляется ручным приводом или с помощью подключенного компрессора. Второй способ существенно увеличивает скорость работы всего агрегата;
- функционально это многопозиционные прессы. Имеется возможность дополнительной установки различных насадок. Это существенно расширяет количество выполняемых операций.
К основным техническим характеристикам относят допустимое максимальное усилие (оно обычно изменяется в пределах от пяти до двадцати тонн) и величину хода поршня. Первый параметр позволяет определить возможности пресса по работе с какими по толщине деталями можно работать. Второй параметр определяет габариты обрабатываемых деталей.
Иногда на СТО, в ремонтных мастерских, частных гаражах применяют так называемые настольные модели гидравлических прессов. К таким прессам предъявляют такие же требования, как и к стационарным, с учётом их размещения и конструктивной компоновки.
При эксплуатации гидравлического пресса в условиях мастерской следует учитывать налагаемые ограничения на габариты обрабатываемых деталей и реальные размеры самого помещения, где установлен пресс. Поэтому для оптимизации рабочего пространства на СТО или в гараже применяют гидравлические пресс, имеющий небольшие геометрические размеры и массу.
Гидравлический пресс своими руками для дома
Для многих любителей ремонтировать свой автомобиль самостоятельно, заниматься индивидуальной предпринимательской деятельностью по ремонту автомобилей, или просто делать что-то полезное для дома, дачи, садового участка возникает необходимость иметь среди своих инструментов небольшой гидравлический пресс.
Самодельный пресс для гаража поможет автолюбителю производить замену подшипников и сайлентблоков. Гнуть металлические детали, склеивать, изготавливать брикеты, выдавливать масло и различные жидкости. Для этого могут применяться: пресс гидравлический ручной, ручной пресс для металла, пресс из гидравлического домкрата. Гаражный пресс достаточно легко изготовить своими руками. Такой пресс может быть гидравлическим или механическим. По форме исполнения самодельный может быть настольным, напольным, мини прессом, винтовым. Если планируется проводить только не сложные работы целесообразно изготовить несложный ручной пресс. Для этого можно использовать упрощённую гидросхему и не очень массивную конструкцию станка.
Даже несложный ручной гидравлический пресс, изготовленный в промышленных условиях, стоит достаточно дорого. Поэтому многие домашние мастера стараются изготовить пресс в гараж своими руками. Обычно стараются изготовить пресс с домкратом своими руками. Расходы определяются ценой требуемых материалов.
Схема гидравлического штамповочного пресса Переносной гидравлический пресс
Конструкции самодельных гидравлических прессов можно разделить на две категории. С вертикальным и горизонтальным расположением используемого домкрата. Поэтому на чертежах необходимо проектировать конструкцию с учётом выбранной схемы компоновки. Опыт эксплуатации таких самодельных агрегатов показывает, что наиболее целесообразно применять домкрат, который имеет ручной гидравлический насос. Его лучше выбирать заводского исполнения. Причём стараются выбрать автомобильный домкрат, изготовленный известной и проверенной фирмой. Это обеспечит надёжность и долговечность эксплуатации всего агрегата. Наиболее целесообразно использовать домкраты, так называемого бутылочного типа.
Следующим шагом разрабатывается чертеж гидравлического пресса. Принимается решение, по какой схеме будет работать будущий агрегат. Если выбрана вертикальная схема компоновки, необходимо определиться, где будет закреплён домкрат. Он может быть расположен или снизу на станине, или сверху. Нижнее расположение упрощает систему его крепежа к станине. Верхнее расположение, наоборот, требует более тщательной проработки системы крепежа для обеспечения надёжности и безопасности при эксплуатации.
При выборе схемного решения необходимо ознакомится с требованиями завода изготовителя, к условиям эксплуатации, выбранного домкрата. Для большинства выпускаемых домкратов разрешается расположение домкрата только штоком вверх. Применение другой схемы компоновки запрещено. Горизонтальный вариант применяется в прессах, предназначенных для ремонта автомобильных узлов.
Для любого варианта компоновки основным несущим элементом является мощная станина. Перед её изготовлением необходимо тщательно разработать чертёж, предусмотрев все необходимые детали. Для обеспечения высокой прочности и надёжности её выполняют сварной из стального проката.
В процессе работы весь каркас подвержен большим нагрузкам, как по вертикали, так и по горизонтали. В соответствии со спецификой своей работы домкрат создаёт разнонаправленное мощное усилие. Он одновременно оказывает давление на верхнюю и нижнюю части рамы. Поэтому целесообразно производить расчёт рамы, выбор необходимого материала, обеспечить качество сварки с учётом требуемого запаса устойчивости и прочности.
Допустимый внутренний размер рамы, то есть расстояние от нижней точки станины до верхней полки, складывается из параметров, которые заданы для следующих деталей:
- длина домкрата (определяется заданными характеристиками завода изготовителя);
- максимальная длина свободного хода поршня;
- максимально допустимый размер по высоте обрабатываемых деталей;
- предполагаемыми размерами склеиваемых деталей.
Выбранная схема конструкции гидравлического пресса определяет взаимное расположение домкрата и системы крепления. В первой схеме домкрат крепится внизу на станине. Система крепления деталей – сверху. Получается вертикальный гидравлический пресс. Во второй схеме наоборот – домкрат крепится сверху, а система крепления снизу.
Для обеспечения быстрого возврата пресса в исходное состояние предусмотрены две пружины. Каждая из них одним концом крепится снизу к основанию. Второй конец закрепляется сверху на подвижной платформе. Жёсткость обеих пружин должна быть достаточно высокой. Кроме этого они должны быть одинаковой длины и равные по коэффициенту упругости. Это необходимо для недопущения перекосов во время движения.
Чертеж гидравлического пресса Чертеж гидравлического пресса
Во второй схеме компоновки обрабатываемая деталь помещается на станину. Домкрат, наоборот, крепится к платформе, расположенной сверху. Для обеих схем компоновки предусматривается специальное гнездо для крепления домкрата. Обычно такое гнездо изготавливают из отрезка стальной трубы, который приваривается к месту крепления. Внутренний диаметр трубы должен соответствовать внешнему диаметру домкрата.
Опыт эксплуатации самодельных прессов в различных условиях показал, что для расширения функциональных возможностей и повышения удобства эксплуатации целесообразно предусмотреть регулировку длины свободного хода поршня применяемого домкрата. С этой целью в некоторых аппаратах в верхней части рамы крепят дополнительную плиту, снабжённую ручным приводом. Это позволяет обеспечить её свободное перемещение и увеличить допустимый размер обрабатываемых деталей.
При наличии достаточного опыта слесарных работ изготавливают дополнительный съемный упор. Его положение фиксируют внутри рамы. Наиболее удобным считается соединение при помощи болтов и гаек. Кроме этого для расширения функциональных возможностей изготавливают набор сменных вставок различной толщины и конфигурации.
Далее монтируют основание всей конструкции. Обычно её выполняют из швеллера. Затем на получившийся прямоугольный каркас накладывают подготовленную стальную пластину и приваривают её. Далее приступают к сварке самой рамы. Сваривают между собой верхнюю часть и приваривают к ней боковые стойки. По завершении сборки конструкция рамы будет иметь П-образный вид. Точность конструкции проверяют с помощью измерительного инструмента. Должны быть строго выдержаны геометрические размеры и соблюдена заданная форма. В местах сварки должны получиться прямые углы. Это позволит обеспечить жёсткость конструкции. Сохранение геометрических размеров и пропорций позволяет обеспечить безопасность при эксплуатации. Полученную конструкцию аккуратно приваривают к подготовленной станине.
Затем приступают к изготовлению подвижной платформы. Её изготавливают из швеллера. Для соблюдения точного поступательного движения к раме крепятся направляющие. Они изготавливаются из двух стальных полос. Размер каждой полосы выбирается исходя из ширины рамы самого пресса. Обе крепят к боковым сторонам платформы, например, болтами.
На последнем этапе сборки закрепляют домкрат. Как уже было отмечено выше, для этого подготовлены специальные гнёзда. Подобная схема сборки удобна тем, что она позволяет легко извлекать вставленный домкрат. Например, для ремонта гидравлического пресса, для использования его по прямому назначению или проведения профилактических работ.
В предложенной методике сборки присутствует большое количество сварочных работ. Если вы сами не можете их произвести качественно, лучше обратиться за помощью к специалисту. Именно качество сварки всех деталей обеспечит надёжность и безопасность работы собранного самостоятельно гидравлического пресса.
Если технологически всё собрано правильно, необходимо провести пробные испытания на щадящих режимах. Только после проверки можно приступать к полной эксплуатации собранного гидравлического пресса.
Инструменты и материалы для изготовления
Для изготовления гидравлического пресса, способного служить надёжным помощником потребуются обыкновенные инструменты, и не дефицитные материалы:
- сварочный аппарат (заводской или самодельный);
- инструмент для резки металла (это может быть ручная ножовка или шлифовальная машина, так называемая болгарка);
- гидравлический домкрат (лучше заводского исполнения);
- металл необходимого профиля, толщины и размеров;
- мощные пружины, которые будут выполнять роль возвратного механизма.
Самодельный ручной гидравлический пресс
Материалом для каркаса такого пресса необходимо выбирать металлопрокат:
- стальной лист. Из него изготавливают основание пресса, поэтому толщина составлять минимум 8 мм;
- стальная полоса. Она необходима для изготовления направляющих. Кроме этого такая полоса может пригодиться, для создания рёбер жесткости, если они потребуются. Её толщина выбирается в 10 мм;
- прямоугольные или квадратные швеллеры;
- металлический уголок. Целесообразно использовать уголок с размером полки не меньше 50 мм;
- небольшой кусок металлической трубы. Он необходим для изготовления специальных гнезд, которые обеспечат крепление домкрата.
Следовательно, чтобы взяться за изготовление гидравлического пресса в домашних условиях, необходимо иметь навыки работы с обработкой металла, владеть простейшими приёмами сварки, обладать опытом сборки металлических конструкций. Если собрать всё правильно, пресс будет хорошим помощником в ваших работах в гараже или на даче.
Источник: