Существуют десятки эффективных механизмов, позволяющих создавать высокое механическое давление. Общим их качеством является работа на сжатие, но все они отличаются по способу реализации.
Наиболее распространенными механизмами прессов являются:
- Винтовые.
- Гидравлические.
- Кривошипные.
- Листогибочные.
- Магнито-импульсные.
Все они отличаются по габаритам, скорости и удобству работы. В связи с этим в разных направлениях производства преобладают разные конструкции.
Винтовой пресс
Это один из более простых и распространенных механизмов бытового назначения. Его основным преимуществом выступает компактность и дешевизна изготовления. Он представляет собой четырехугольную раму со штоком с нарезанной резьбой. При вкручивании штока, его конец движется к основанию рамы, сжимая расположенные между ними предметы или вещества. По принципу работы механизм аналогичный тискам или винтовым струбцинам.
Винтовые прессы представлены ручными соковыжималками, вулканизаторами для ремонта шин, оборудованием для ремонта обуви, ручными трубогибами. При работе с винтовым прессом требуется применение мускульной силы. Чем большее давление нужно достичь, тем сложнее вращение винта. Главный недостаток прессов данного типа заключается в низкой производительности. После сжима требуется время на выкручивание винта обратно.
Пресс на гидравлике
Один из самых распространенных на производстве. Он позволяет быстро создавать большое давление. Конструкция может подразумевать ручной или электрический привод, поэтому используется в промышленном и бытовом направлении. Ранее гидравлические устройства назывались прессами Брама, в честь изобретателя.
Простейшее устройство данного типа представляется собой 2 сообщающихся сосуда разного объема. Каждый из них оснащен поршнем и заполнен маслом. Согласно закону Паскаля создаваемое давление в неподвижной жидкости одинаково по всему ее объему. Таким образом, прикладывая минимальное усилие на вдавливание поршня с малой площадью в меньшем сосуде, можно получить выигрыш в силе на большом поршне. Усилие на выходе будет больше на уровень соотношения рабочей площади. То есть, силы действующие на поршни пропорциональны их площади. Давя на малый поршень с одной силой, можно получить давление на втором поршне в разы большее.
Простейшим аналогом пресса данной конструкции является автомобильный гидравлический домкрат. Данный механизм позволяет создавать давление в десятки и сотни тонн, при этом имеет достаточно малые габариты.
Кривошипные прессы
Установка данного типа имеет полное название кривошипно-ползунный механизм. Обычно используется для штамповки стальных заготовок. Усилие в механизме создается за счет преображения вращающегося усилия в поступательное движение ползуна.
Пресс имеет шатун, обороты которого обеспечиваются вручную с помощью рукоятки или вала электромотора. С целью увеличения эффективности механизма шатун может приводиться в движение через редуктор. За один оборот шатуна ползун пресса делает одно полное движение вперед и возвращается обратно.
Уровень давления зависит от используемого в системе редуктора и номинальной мощности электропривода. Прессы данной конструкции в разы более быстрые, чем гидравлические и винтовые. Обычно они используются на крупных производствах для штамповки. Примером такого бытового механизма является колун для дров. Устройство последнего несколько упрощено. В колуне момент вращения электромотора передается на массивный маховик через приводной ремень, а ползун связанный с маховиком двигает колющее зубило вперед и обратно.
Несмотря на большую производительность выполнения работ, кривошипные прессы все же имеют ограниченное применение. Это связано со сложностью реализации механизма. позволяющего развивать большое давление. По силе сжатия их превосходит большинство гидравлических прессов. Для повышения давления кривошипного механизма требуется увеличивать его массу и габариты. В связи с этим такие прессы обычно используются в направлениях производства, где большое давление не требуется.
Листогибочные прессы
Пресс листогиб в простейшей реализации работает за счет мускульной силы человека. Он позволяет ровно сгибать тонкие листы металла. Однако устройство такого типа является малопроизводительным и требует больших физических усилий. В связи с этим механизм комбинируется с разными типами приводов:
- Гидравлический.
- Пневматический.
- Электромеханический.
- Механический.
Обычно листогибочные прессы не применяются на автоматических конвейерах. Они требуют точного позиционирования заготовки перед выполнением сгиба. Поэтому механизм всегда контролируется рабочим, который после выравнивания детали запускает механизм сгиба. Тот в свою очередь может деформировать заготовку за счет сжимания пуансона с матрицей, поворота или ротации нескольких валиков.
Магнитно-импульсные
Это высокоскоростной пресс, главной деталью механизма которого выступает генератор импульсного тока. Устройство требует подвода электропитания и является сугубо производственным оборудованием. При подаче питания на устройство, то создает сильное электромеханическое давление, обычно за счет возникновения магнитного поля и притяжения между подвижной и неподвижной частью механизма. При этом расположенные между ними заготовки поддаются давлению, меняющему их форму, плотность или влажность. Обычно устройства данного типа применяются для прессования различных порошков.
Магнитно-импульсные прессы способны создавать давления разными способами:
- Электродинамическим.
- Индукционным.
- Ударным.
Устройства, работающие по электродинамическому методу, используют физическое явление отталкивания между противоположно направленными импульсами. Прессы данного типа ограничены пределом импульсного давления в 0,5 ГПа.
Индукционный метод прессования разработан специально для получения деталей со сложной поверхностью. Сдавливающее усилие в данном механизме обеспечивается за счет взаимодействия импульсного поля рабочего индуктора с магнитным полем токопроводящей части пресса. При этом данные силы напрямую не взаимодействуют со спрессованным порошком, а только сдавливают его путем механического контакта с матрицей.
Пресс работающий по ударному методу магнитного молота имеет пуансон с площадью поперечного сечения в разы меньшей площади концентратора поля. За счет этого создается большое динамическое давление, обеспечивающее быстрое прессование со скоростным повторением циклов. Такие устройства могут использоваться на автоматическом конвейере.