Ako ste inženjer proizvodnje ili voditelj tvornice, vjerojatno ste se našli kako buljite uHidraulička preša H okvirau vašem pogonu, pitajući se je li dovoljno svestran da se nosi s više od hladnog oblikovanja ili jednostavnih zadataka sklapanja. Možda imate seriju dijelova koji zahtijevaju vruće prešanje—mislite na sinteriranje metala, kompozitnu laminaciju ili čak umetke koji se zagrijavaju—a ne želite ulagati u potpuno novi komad opreme. Pitanje koje najčešće dobivam kao dobavljač hidrauličke preše je: Može li se hidraulička preša H okvira zapravo koristiti za vruće prešanje? Kratak odgovor je da, ali samo ako se pozabavite nekoliko ključnih stvari koje ovaj stil okvira čine drugačijim od ostalih tipova preše kao što su hidraulična preša s okvirom C ili hidraulička preša sa stupom. Razložimo ovo uvidom u stvarni svijet, na temelju tisuća novinarskih instalacija koje sam podržavao u proteklih 15 godina.
Prvo, definirajmo što zapravo podrazumijeva vruće prešanje. Za razliku od hladnog prešanja, koje primjenjuje silu na sobnoj temperaturi za oblikovanje ili spajanje materijala, vruće prešanje kombinira kompresijsku silu s kontroliranom toplinom (obično između 200°C i 1200°C, ovisno o materijalu) kako bi se postigla svojstva s kojima se hladno oblikovanje ne može mjeriti. Na primjer, sinteriranje metala koristi toplinu za spajanje metalnih čestica u prahu dok pritisak održava oblik, što rezultira dijelovima koji su gušći i jači od hladno sinteriranih alternativa. Kompozitni laminati (poput ugljičnih vlakana za zrakoplovne dijelove) često zahtijevaju vruće prešanje kako bi se smola stvrdnula i uklonile praznine između slojeva, a umetci koji se zagrijavaju u plastičnim ili metalnim komponentama trebaju preciznu temperaturu i silu kako bi se spriječilo pucanje tijekom pričvršćivanja umetka.
Dizajn H okvira popularan je izbor za mnoge proizvođače jer nudi visoku krutost u širokom radnom području, puni prednji pristup za utovar i istovar velikih dijelova i robusnu nosivost (do 10 000 tona u nekim prilagođenim izradama). Ali kada ovom okviru počnete dodavati toplinske komponente, morate uzeti u obzir toplinsko širenje, što je kritični čimbenik koji nije toliko zabrinjavajući kod hladnog prešanja. U hladnim operacijama, okvir ostaje na temperaturi okoline, tako da nema gotovo nikakvih promjena u njegovoj strukturnoj geometriji tijekom rada. Kada zagrijete ploče (ravne metalne ploče koje djeluju silom na dio), ploče se šire i uzdužno i vodoravno, a to širenje prenosi toplinu na sam okvir. To može poremetiti poravnanje klina preše (pokretnog dijela koji primjenjuje silu) i podupirača (nepomične ploče koja podupire dio), što dovodi do neravnomjerne raspodjele pritiska po dijelu. Za kritične primjene kao što su zrakoplovni laminati, neravnomjeran pritisak može stvoriti slabe točke koje ne uspijevaju tijekom testiranja, tako da to nije problem koji možete zanemariti.
Razgovarajmo o komponentama koje trebate modificirati ili dodati standardnom H okviru kako bi bio prikladan za vruće prešanje. Prvo, ploče: standardne ploče za hladno prešanje su debeli čelični blokovi, ali ploče za vruće prešanje moraju izdržati visoke temperature i održavati ravnost i pod toplinom i pod pritiskom. Često nudimo toplinski obrađene ploče od legiranog čelika za aplikacije vrućeg prešanja, s unutarnjim kanalima za grijaće elemente ili grijače uložaka. Neki kupci također dodaju kanale za hlađenje pločama, posebno za radnje osjetljive na cikluse, tako da mogu brzo sniziti temperaturu između serija kako bi ubrzali proizvodnju.
Zatim, sustav grijanja. Postoje dvije uobičajene metode zagrijavanja za vruće prešanje: električni grijači uložaka (umetnuti u kanale ploče) i zagrijavanje temeljeno na tekućini (pomoću vrućeg ulja ili vode koja cirkulira kroz ploče). Električne grijače jednostavnije je instalirati i kontrolirati za manje dijelove, dok sustavi na bazi tekućine nude ravnomjerniju raspodjelu topline za veće ploče. Ovdje je ključno da hidraulički sustav vašeg H okvira mora biti kompatibilan sa svim izmjenama koje napravite na pločama. Ne želite instalirati grijače uložaka od 500°C i otkriti da ram brtve vaše preše ne mogu podnijeti toplinu iznad 150°C. To je pogreška koju vidimo cijelo vrijeme—kupci ne uzimaju u obzir prijenos topline s ploča na klip ili hidrauličku tekućinu, što dovodi do kvara brtve i skupih zastoja.
Usklađivanje je još jedan veliki slučaj s vrućim prešama s H okvirom. Dvije okomite noge okvira osiguravaju krutost, ali kada se ploče zagriju, njihovo širenje može uzrokovati lagano pomicanje klipa. Kako biste se tome suprotstavili, preporučujemo dodavanje linearnih vodilica na sklop klina, koje ga održavaju poravnatim čak i kada se okvir i ploče šire. Neki proizvođači koriste jastučiće ili podesive podloške za postavljanje poravnanja tijekom instalacije, ali za vruće prešanje, to poravnanje treba redovito provjeravati kako preša stari, budući da ponovljeni toplinski ciklusi mogu uzrokovati manje savijanje tijekom vremena.
Sada, kakav je H okvir u usporedbi s drugim vrstama preše za vruće prešanje? Na primjer, hidraulična preša s C okvirom je kompaktnija i jeftinija za mala opterećenja, ali ima jednu stranu za oslonac, tako da je sklonija deformaciji pod visokim pritiskom—posebno u kombinaciji s toplinskim širenjem. To čini C okvire manje idealnima za velike zadatke vrućeg prešanja velike snage. Stupna hidraulička preša koristi četiri okomita stupa umjesto dvije bočne noge, što nudi izvrsno poravnanje, ali su stupovi često postavljeni bliže jedan drugome, ograničavajući pristup velikim dijelovima. Nasuprot tome, H okviri imaju potpuni prednji i bočni pristup, što ih čini savršenim za utovar velikih ili teških vruće prešanih dijelova, kao što su ploče karoserije automobila ili komponente vjetroturbina. Kompromis je u tome što morate dizajnirati H okvir kako bi se nosio s toplinskim širenjem, zbog čega ne nudimo "jedna veličina za sve" rješenje za vruće prešanje—prilagođavamo svaki H okvir na temelju specifičnog temperaturnog raspona kupca, veličine dijela i zahtjeva sile.
Podijelimo primjer stvarnog kupca kako bismo ovo učinili konkretnijim. Prije nekoliko godina radili smo s proizvođačem zupčanika od metala u prahu za teške kamione koji se želio prebaciti s hladnog sinteriranja na vruće prešanje kako bi se povećala trajnost zupčanika. Isprva su pogledali namjensku stupnu vruću prešu, ali njihovi su zupčanici bili 12 inča u promjeru, a uzak razmak stupne preše onemogućio bi istovar teškog sinteriranog zupčanika bez njegovog oštećenja. Odlučili su modificirati svoju postojeću H okvirnu prešu od 500 tona, ali došli su do nas jer je njihov prvi pokušaj dodavanja grijaćih komponenti propao — njihov se klip pomaknuo za 0,5 mm kada su ploče dosegle 400°C, što je dovelo do nejednake gustoće u zupčanicima. Dodali smo linearne vodilice na klip, nadogradili brtve na visokotemperaturni poliuretan i ugradili temperaturne senzore u obje ploče kako bismo osigurali jednoliku toplinu u radnom području. Nakon modifikacije, njihova gustoća zupčanika povećala se za 12%, smanjujući trošenje i produžujući vijek trajanja dijelova za 30%. To je rezultat koji možete dobiti kada pravilno prilagodite H okvir za vruće prešanje.
Također postoje ograničenja koja treba uzeti u obzir kada se koristi H okvir za vruće prešanje. Za primjene na vrlo visokim temperaturama (iznad 800°C), često preporučujemo dodatnu izolaciju između ploča i okvira, jer čak i mala količina prijenosa topline na okvir može uzrokovati probleme s širenjem. Također ne predlažemo korištenje H okvira za vruće prešanje ultra-visoke sile (iznad 5000 tona) bez prilagođenog inženjeringa, jer dvije bočne noge okvira mogu iskusiti veći torzijski stres nego četiri stupa stupne preše kada se sila primjenjuje neravnomjerno zbog toplinske ekspanzije. Za one zahtjevne primjene, preša na stupu mogla bi biti pouzdanija opcija, a mi bismo vas proveli kroz tu usporedbu.
Sigurnost je još jedan čimbenik koji nikada ne zanemarujemo kada modificiramo H okvire za vruće prešanje. Vruće ploče mogu doseći temperature koje uzrokuju teške opekline, stoga postavljamo sigurnosne štitnike oko radnog područja, blokade koje zaustavljaju prešu ako su štitnici otvoreni te rukavice i opremu otpornu na toplinu kao dio našeg standardnog paketa za vruće prešanje. Također pružamo obuku za operatere naših kupaca, jer vruće prešanje dodaje nove rizike poput izbacivanja dijelova zbog toplinskog širenja i pregrijavanja hidrauličke tekućine.
Na kraju dana, radi li hidraulična preša s H okvirom za vaše potrebe vrućeg prešanja svodi se na tri stvari: potreban temperaturni raspon, veličinu i snagu dijela i spremnost da se pozabavite toplinskim širenjem i poravnavanjem. Ako već posjedujete prešu s H okvirom, nemojte pretpostavljati da ne može raditi vruće prešanje—s pravim izmjenama ploča, sustava grijanja i komponenti za poravnanje, to može biti isplativa alternativa kupnji namjenske vruće preše. Ako ste na tržištu za novom prešom, rad s dobavljačem koji razumije i dizajn H okvira i zahtjeve za vrućim prešanjem pomoći će vam da izbjegnete skupe pogreške.
Za više informacija o tome kako prilagoditi svoj postojeći H okvir ili odabrati novi za vruće prešanje, možete istražiti naš cijeli niz rješenja za hidrauličke preše, uključujućiHidraulička preša H okvira, saznajte kako se hidraulična preša s C okvirom može usporediti za vaše specifične zadatke ili pogledajte prednosti poravnanja stubne hidraulične preše. Naš tim ima desetljeća iskustva podržavajući proizvođače u raznim industrijama, od automobilske do zrakoplovne, a mi smo tu da vam pomognemo pronaći pravo rješenje za vaše potrebe vrućeg prešanja. Kontaktirajte nas danas kako bismo razgovarali o vašem projektu i dobili prilagođenu preporuku prilagođenu vašim proizvodnim ciljevima.
Reference
- Kalpakjian, S. i Schmid, SR (2014).Proizvodni procesi za inženjerske materijale(7. izdanje). Pearson obrazovanje.
- Groover, MP (2020).Osnove moderne proizvodnje: materijali, procesi i sustavi(7. izdanje). John Wiley & sinovi.
- Američko društvo inženjera strojarstva (ASME). (2018).Sigurnosni standardi za hidrauličke preše(B11.1-2018). ASME International.
- Dieter, GE i Bacon, DJ (2018.).Mehanička metalurgija(3. izdanje). Obrazovanje McGraw-Hill.
