Univerzitet u novom sadu

Fakultet tehni

kih nauka

Departman Za Proizvodno Mašinstvo

Prof. dr Dragiša Viloti

Mašine za obradu deformisanjem

II deo

Hidrauli

ne prese i

eki

(Pomo

ni materijal za pripremu ispita)

Novi Sad, decembar, 2014.

SADRŽAJ

4. HIDRAULI

NE PRESE

................................................................................................ 83

4.1. Uvod, na

in funkcionisanja, osnovne osobine ............................................................... 83

4.2. Vrste hidrauli

nih presa ................................................................................................. 89

4.2.1. Hidrauli

ne prese za obradu lima ................................................................................ 89

4.2.1.1. Univerzalne hidrauli

ne prese .................................................................................. 90

4.2.1.2. Hidrauli

ne prese za razdvajanje lima .................................................................... 91

4.2.1.3. Hidrauli

ne prese za savijanje .................................................................................. 97

4.2.1.4. Hidrauli

ne prese za oblikovanje višepozicionim alatom ........................................ 102

4.2.1.5. Hidrauli

ne prese za duboko izvla

enje ................................................................... 104

4.2.1.6. Višepozicione hidrauli

ne prese ............................................................................... 106

4.2.1.7. Hidrauli

ne probne prese (tryout prese) ................................................................... 109

4.2.1.8. Automatske linije za obradu lima ............................................................................. 111
4.2.2. Hidrauli

ne prese za zapreminsko deformisanje ......................................................... 112

4.2.2.1. Prese za hladno oblikovanje .................................................................................... 113
4.2.2.1.1. Prese za hladno istiskivanje ................................................................................... 113
4.2.2.1.2. Prese za hladno utiskivanje .................................................................................. 115
4.2.2.1.3. Prese za ispravljanje .............................................................................................. 117
4.2.2.1.4. Prese za kalibrisanje ............................................................................................. 118
4.2.2.2. Hidrauli

ne prese za toplo oblikovanje ................................................................... 119

4.2.2.2.1. Hidrauli

ne prese za slobodno kovanje ................................................................ 119

4.2.2.2.2. Hidrauli

ne prese za kovanje u kalupu ................................................................ 120

4.2.2.2.3. Višepozicione kova

ke prese ................................................................................ 121

4.2.2.2.4. Horizontalna presa za toplo istiskivanje profila .................................................... 122
4.3. Elementi konstrukcije hidrauli

nih presa ....................................................................... 124

4.3.2. Pogonski sistem hidrauli

nih presa ............................................................................. 128

4.3.3. Sistem upravljanja kod savremenih mašina za obradu deformisanjem ................... 134

5.0

EKI

.......................................................................................................................... 139

5.1.Uvod, princip rada i podela

eki

a .................................................................................. 139

5.2. Parovazdušni

eki

......................................................................................................... 143

5.2.1.

eki

i za slobodno kovanje ......................................................................................... 143

5.2.2.

eki

i za kovanje u kalupu ......................................................................................... 144

5.2.3. Protivudarni paro-vazdušni

eki

i ............................................................................... 145

5.4. Hidrauli

eki

i ........................................................................................................... 147

5.5. Mehani

eki

i ............................................................................................................ 151

6. FUNDAMENTI

............................................................................................................... 154

7. LITERATURA .................................................................................................................. 156

Slika 4.2– Šema hidrauli

ne prese

Osnovni sistemi (struktura) hidrauli

ne prese (slika 4.2):

Pogonski sistem koji se sastoji iz pumpe i radnog cilindra. Snaga pumpe (

) odre

uje se

na osnovu radnog pritiska (

) i protoka radnog fluida (





(



– koeficijent

korisnog dejstva). Pogonski sistem hidrauli

nih presa može biti: 1 – direktni pumpni

pogon, 2 – pumpno-akumulatorski, 3 – multiplikatorski, što zavisi od traženih tehni

kih

karakteristika, odnosno namene prese. Ugra

eni cilindri u prese mogu biti jednostranog ili

dvostranog dejstva. Pumpe koje se koriste kod hidrauli

nih presa mogu biti: krivajno

klipne i rotaciono klipne, krilne i zup

aste.

Izvršni deo hidrauli

ne prese je pritiskiva

na koji se postavlja pokretni deo alata. Na

nekim presama ulogu izvršnog dela ima sto prese koji je pokretan. Pokretanje pritiskiva

izvodi se sa jednim ili više hidrauli

nih cilindara zavisno od njegovih dimenzija.

Sistem upravljanja hidrauli

ne prese obezbe

uje ostvarenje svih funkcija i performansi

prese. Sastoji se iz hidrauli

nih komponenti (ventila) i elektronskih komponenti

(grani

nika i kontrolera).

Sistem za podmazivanje obezbe

uje podmazivanje vo

ica pritiskiva

Nose

a struktura hidrauli

ne prese objedinjuje sve delove u jedinstvenu celinu, a može

biti otvorena i zatvorena.

Na slici 4.2 prikazana je hidrauli

na presa jednostrukog dejstva s jastukom za izvla

enje, koja

se sastoji iz slede

ih sklopova: 1 – radni cilindar, 2 – pritiskiva

, 3 – plo

a jastuka, 4, 5 –

cilindri jastuka za izvla

enje, 6 – donja traverza (sto prese), 7 – stubovi, 8 – gornja traverza, 9

– zavrtanj za prednaprezanje stubova prese.

Prema broju dejstava hidrauli

ne prese mogu biti a) prese jednostrukog dejstva, b)

prese višestrukog dejstva. Kod presa jednostrukog dejstva poželjno je da se u sto mašine
ugradi jastuk za izvla

enje koji pove

ava opseg primene takve mašine.

U pogledu namene hidrauli

ne prese se dele na:

Prese za oblikovanje lima – koje se koriste za obradu razdvajanjem, savijanjem, dubokim
izvla

enjem, razvla

enjem itd.

Prese za zapreminsko oblikovanje – koje se koriste za slobodno kovanje, kovanje u
kalupu, ispravljanje i kalibrisanje, istiskivanje cevi i profila, istiskivanje komadnih delova,
utiskivanje gravura itd.

Hidrauli

ne prese specijalne namene: prese za hidrostati

ku obradu, za izostati

presovanje praha, prese za montažu itd.

Hidrauli

ne prese za nemetale, na primer za gumu, plastiku, drvo, papir, tekstil, kožu i dr.

Radni ciklus hidrauli

ne prese

Približni radni ciklus hidrauli

ne prese prikazan je na slici 4.3 i definiše osnovne vremenske

komponente:



 

Slika 4.3.– Približni radni ciklus hidrauli

ne prese

a) dijagram hoda pritiskiva

a, b) dijagram brzine pritiskiva

– vreme potrebno za va

enje obratka i ubacivanje pripremka u alat

– vreme približavanja,

– vreme obrade,

– vreme zadržavanja obratka pod optere

enjem

– vreme povratka u po

etni (gornji) položaj

Broj radnih ciklusa u jedinici vremena:

nominalna sila ostalih dejstava

brzina pritiskiva

a: a) približavanje, b) deformisanje, c) povratni hod

brzine izvršnih elemenata pomo

nih dejstava mašine (drža

lima i izbaciva

, ako postoje)

hod pritiskiva

hod pomo

nih dejstava

dimenzije pritiskiva

dimenzije stola mašine

karakteristike pumpe (

p, q

)

10.

snaga mašine

11.

gabariti mašine

12.

masa prese

Radna te

nost

Radna te

nost kod hidrauli

nih presa je komponenta koja je veoma zna

ajna za

ispravno funkcionisanje ove vrste mašina. Radna te

nost obezbe

uje prenos hidrauli

ne snage

od pumpe do radnog cilindra, podmazuje pokretne delove pumpe i u radnom cilindru,
obezbe

uje antikorozionu zaštitu površina pumpe, radnog cilindra upravlja

kih elemenata i

cevovoda i odvodi toplotu i ne

isto

e iz hidrauli

nog sistema.

Radna

nost u pogonskim sistemima hidrauli

nih presa može biti:

voda sa dodatkom emulzije

mineralno ulje

Pogonski sistemi modernih hidrauli

nih presa koriste mineralno ulje

ije karakteristike

su odre

ene standardima pojedinih zemalja, kao na primer DIN 51524 deo 2 (u našoj

zemlji hidrauli

na ulja na mineralnoj bazi definisana su standardom JUS ISO 6743-

4/1991) prema kojem hidrauli

no ulje mora da ispunjava slede

e zahteve:



konstantan nivo viskoznosti u temperaturnom intervalu od 20 do 60 stepeni
celzijusa,



otpornost na temperaturne promene i visoku ta

ku paljenja,



nisku stišljivost (komperisbinost),



nisku sklonost ka stvaranju pene pri strujanju,



nisku apsorpciju vazduha,



dobre mogu

nosti filtriranja i



nisku cenu.

Hidrauli

ne jedinice projektuju se u skladu sa navedenim standardom. Radni vek

nosti, izbor radnog pritiska i materijala zaptivki povezan je sa vrstom hidrauli

nog ulja.

Jedan od problema u hidrauli

nom sistemu presa je stišljivost radne te

nosti koja je

naro

ito izražena pri visokim pritiscima koji se po pravilu pojavljuju pri radu hidrauli

prese. Kompresibilnost radnog fluida umanjuje ta

nost izvršavanja radnog hoda, odnosno

nost kona

nih dimenzija obratka, usporava odziv hidrauli

nog sistema i mora se uzeti u

obzir pri projektovanju prese. Pri radu prese sa hidrauli

nim uljem može o

ekivati

smanjenje zapremine od 0,7 do 0,8 % za svakih 100 bara pritiska. Visoka stišljivost
hidrauli

nog ulja otežava postizanje visokog pritiska i stvara probleme kod rastere

enja

mašine. Izbor hidrauli

nog ulja kod presa zavisi od vrste pogonskog sistema, zatim od

vrste pumpe i nivoa radnog pritiska

ije vrednosti su standardizovane (200, 300, 400, 630,

1000…bara).

Viskozitet mineralnog ulja kod hidrauli

nih presa odnosi se na temperaturu od 40

C a

kre

e se u granicama od ISO VG 22, 32, 46, 68,100 i 150.

Rafinerija nafte Novi Sad za hidrauli

ne prese preporu

uje hidrauli

no ulje HIDROL

HM,

ija se viskoznost na 40

C kre

e od 22 do 150 mm

/s (cSt), a ta

ka paljenja je u

intervalu 196 do 222

Mašine starije konstrukcije, pretežno mašine sa pumpno-akumulatorskim i

multiplikatorskim pogonskim sistemom, kao radnu te

nost koriste vodu sa dodatkom

emulzije, kako bi se umanjila korozija elemenata pogonskog sistema. Primena vode
obezbe

uje nisku viskoznost i smanjene gubitke zbog trenja, mogu

nost ostvarenja

velikog protoka kroz male popre

ne preseke cevovoda, eliminiše opasnost od paljenja,

ekološki je

ista i cena je vrlo niska.

Mineralno ulje omogu

uje gradnju kompaktnih pogonskih sistema, dobro podmazuje

taru

e elemente te smanjuje njihovo habanje, ima dobru antikorozionu zaštitu i

obezbe

uje dugotrajnost elemenata pogonskog i upravlja

kog sistema prese. Potrebne

osobine mineralnih ulja postižu se dodavanjem aditiva. Radni vek hidrauli

nog

mineralnog ulja treba da iznosi oko 5000

asova. Prilikom zamene hidrauli

nog ulja u

pogonskom sistemu prese treba postupiti prema preporuci proizvo

a mašine u pogledu

vrste ulja i filtera za pre

iš

avanje.

Izbor hidrauli

nog ulja vrši se u fazi projektovanja pogonskog sistema i zavisi od vrste

pumpi ugra

enih u pogonski sistem. Za slu

aj rotaciono klipnih pumpi preporu

uje se ulje

kinematske viskoznosti od 20 do 45 mm

/s (cSt), zup

aste pumpe rade sa uljima

ija je

viskoznost u granicama od 35 do 50 mm

/s (cSt) dok se za krilne pumpe preporu

uje

viskoznost od 30 do 45 mm

/s (cSt).

Stepen korisnog dejstva hidrauli

nih presa

Stepen korisnog dejstva hidrauli

ne prese odre

en je odnosom korisne i ukupne

energije jednog radnog ciklusa:

cev

cil

W W

 

    



gde je:

- koristan rad

uložen rad u radnom hodu

- uložen rad u povratnom hodu



stepen korisnog dejstva pumpe



cev

- stepen korisnog dejstva cevovoda



- stepen korisnog dejstva akumulatora



cil

- stepen korisnog dejstva cilindra

Pri odre

ivanju ukupnog stepena korisnog dejstva nije potrebno uzimati u obzir energetiku

povratnog hoda jer su gubici energije u ovom delu ciklusa relativno mali i mogu se zanemariti
pa je efektivni koeficijent korisnog dejstva cilindra definisan izrazom:

W W

 





Gubici energije u radnom hodu prese definišu se odnosom odgovaraju

ih energetskih

komponenti, tj. stepenom korisnog dejstva cilindra:

4.2.1.1. UNIVERZALNE HIDRAULI

NE PRESE

Univerzalne hidrauli

ne prese imaju visok nivo fleksibilnosti, a koriste se za operacije

razdvajanja i oblikovanja lima (savijanje, duboko izvla

enje, plitko utiskivanje, ispravljanje,

kalibrisanje itd.), u jednopozicionim i višepozicionim alatima. Pogodne su za izradu manjih i
srednje velikih delova. Hidrauli

ne univerzalne prese u odnosu na mehani

ke univerzalne

prese imaju manji broj hodova (prosek je 12 hodova za hidrauli

ne, a 17 za mehani

ke). Ove

mašine imaju povoljniji dijagram brzine u zavisnosti od hoda u odnosu na krivajne prese,
odnosno, dijagram koji se može programirati u skladu sa fazama radnog ciklusa.

Slika 4.5- Univerzalna hidrauli

na presa

Slika 4.6.- Univerzalna presa Müller Weingarten

1-stubovi pres, 2-pritiskiva

, 3-vo

ice pritiskiva

a podmazivane uljem, 4- grani

nik hoda

pritiskiva

a, sa centralnim sistemom podešavanja, 5-plo

a stola, 6-jastuk za izvala

enje, 7-

PC kontrolno-upravlja

ki sistem, 8-pogonski sistem sa aksijalno-klipnom pumpom

Hidrauli

ne prese univerzalne namene po pravilu su opremljene jastukom za izvla

enje

(slika 4.5) što omogu

uje izvo

enje operacija izvla

enja. Nose

a struktura mašine na slici je

zatvorena prednapregnuta a pogonski cilindri su smešteni na gornjoj traverzi. Jastuk za
izvla

enje je smešten u stolu prese i sastoji se od dva brza cilindra i centralnog cilindra za

obezbe

enje sile drža

Na slici 4.6 je prikazana univerzalna presa Müller Weingarten, koja može biti

opremljena razli

itim nivoima pomo

ne opreme, kao na primer, amortizerom pritiskiva

sistemom za obezbe

enje paralelnosti kretanja pritiskiva

a, drža

em lima u stolu i

pritiskiva

u prese, ure

ajem za brzu zamenu alata itd. Nominalna sila ovih mašina se kre

e od

1000 kN do 12.500 kN, broj hodova u minutu iznosi 10-35

4.2.1.2. HIDRAULI

NE PRESE ZA RAZDVAJANJE LIMA

1. Konvencionalno razdvajanje

Kada je u pitanju konvencionalno razdvajanje lima (probijanje i prosecanje) uobi

ajeno

je da se za tu svrhu koriste mehani

ke (krivajne) prese, pre svega zbog svoje brzohodosti.

utim, u odre

enim slu

ajevima kod operacija razdvajanja prednost imaju hidrauli

prese, što je posebno izraženo kod razdvajanja lima velike debljine, kada sila premašuje
vrednost od 2,5 MN. U tu svrhu mogu se upotrebiti i univerzalne hidrauli

ne prese (slika 4.7).

Poseban problem kod operacija razdvajanja jeste naglo rastere

enje pri kraju razdvajanja koje

može dovesti do vibracija obradnog sistema, a taj problem se kod hidrauli

nih presa rešava

ugradnjom specijalnih amortizera. Upotrebom specijalnog pogonskog sistema sa malim
radnim hodom broj hodova kod hidrauli

ne prese može biti i preko 300 min

-1

Slika 4.7. - Univerzalna presa primenjena za razdvajanje (Wanzke A-SPS 120)

Na slici 4.10 je prikazana linija za isecanje pripremaka za izradu fijoka metalnog

nameštaja. Liniju

ine ure

aj za odmotavanje trake iz bunta mase do 5000 kg, mašina za

ispravljanje lima, hidrauli

na presa za isecanje pripremaka HPV250 (Wanzke, Nema

ka) i

ure

aj za paletiranje delova. Nominalna sila mašine je 2.500 kN, a broj hodova se kre

e od 10

do 50 u minutu. Na ovoj liniji obra

uju se limovi debljine 1-1,5 mm i širine do 800 mm.

Slika 4.10 - Linija za isecanje pripremaka – Wanzke, Nema

2. Hidrauli

ne prese za fino razdvajanje

Za operacije finog razdvajanja presovanjem osim mehani

ko-hidrauli

ne prese, koriste

se i

isto hidrauli

ne prese trostrukog dejstva (slika 4.12). Kod ove mašine u stolu prese

smešten je glavni cilindar i cilindar za protivdejstvo, dok se u gornjem delu prese (traverza)
nalazi pogonski cilindar konturnog zuba. Osim toga, u stolu prese se nalaze cilindri za brzo
podizanje donje polovine alata, što omogu

uje skra

enje radnog ciklusa. Ovi cilindri se

napajaju pomo

u akumulatora, dok se glavno i ostala dejstva napajaju pomo

u pumpe.

Slika 4.11- Kvalitet površine finog i klasi

nog razdvajanja

Slika 4.12- Šema hidrauli

ne prese za fino razdvajanje presovanjem

Slika 4.13- Hidrauli

na presa za FRP, Feintool – Švajcarska

hodova u jedinici vremena (preko 2000 min

-1

), koji omogu

uju isecanje pravolinijskih i

krivolinijskih kontura u limu. Osim toga, mašina je snabdevena velikim brojem standardnih
alata koji omogu

uje probijanje i prosecanje otvora razli

itih oblika i dimenzija (slika 4.18).

Slika 4.15- Mašina za seckanje Trumpf model 2020

Na istoj mašini mogu se izvoditi i operacije savijanja i reljefnog oblikovanja pomo

u alata, sl.

4.19. Zamena alata je automatska a pomeranje lima u horizontalnoj ravni (X-Y) izvodi se vrlo
precizno i sa velikom brzinom. Radi pove

anja veka trajanja alata isti su prevu

eni sa TiCN

prevlakom.

Slika 4.16- Alat u zahvatu

Slika 4.17-Hidrauli

na glava za

razdvajanje

Na slici´je prikazan izgled mašine za inkrementalnu obradu TRUMPF tip 2020 koja ima
slede

a tehni

ke karakteristike:



maksimalna radna površina 2540 mm x 1270 mm



maksimalna sila 180 kN



maksimalna debljina lima 6,4 mm



maksimalni broj hodova pri probijanju/markiranju 900/2200



Broj alata 19, magacin linearn

Osnovni tipovi alata za ovu vrstu mašina su alati za probijanje otvora razli

itih oblika i

dimenzija, alat za prosecanje, alat za utiskivanje i alt za savijanje (slika 4.18 i 4.19)

Slika 4.18- Alati za Trumpf mašine

za probijanje otvora razli

itog oblika i dimenzija b) za prosecanje lima

a) b)

Slika 4.19- Alati za oblikovanje na Trumpf mašinama

a) alati sa to

em b) alat za savijanje

4.2.1.3. HIDRAULI

NE PRESE ZA SAVIJANJE

Hidrauli

ne prese se veoma uspešno koriste za razli

ite postupke savijanja, tj. za:

izradu komada manjih dimenzija u specijalnom alatu

izradu tankozidih profila velike dužine

savijanje velikih delova ve

e debljine (plo

Kod savijanja pojedina

nih delova manjih dimenzija racionalna je upotreba specijalnog

alata i univerzalne hidrauli

ne prese ili hidrauli

ne prese koja osim glavnog ima i dopunsko

dejstvo (pogon izbaciva

a).

Savremene abkant prese grade se sa numeri

kom kontrolom pojedinih osa (slika 4.20):



CNC upravljanje grani

nikom (x – osa)



CNC upravljanje hodom pritiskiva

a (y – osa)



CNC upravljanje uzdužnim grani

nikom (z – osa)

Broj upravlja

kih osa abkant prese zavisi od stepena automatizacije mašine i može biti od 3

do 6.

Slika 4.22- Abkant presa Trumpf model 3120

Za smanjenje elasti

nih deformacija pritiskiva

a prese primenjuju se novi pogonski sistemi sa

etiri hidrauli

na cilindra (slika 4.23)

Slika 4.23- Pogon sa

etiri cilindra – patent kompanije Trumpf

100

Slika 4.24- Hidrauli

na abkant presa Trumpf sa robotom za manipulaciju obratkom

Zaštita od povreda pri radu sa abkant presom izvodi se na razne na

ine, a jedan od njih koji

primenjuje trumpf je laserski sistem (slika 4.25)

Slika 4.25- Šema zaštitnog sistema Trumpf

Slika 4.26- Sistem za održavanje paralelnosti kretanja pritiskiva

a kod abkant prese

102

Slika 4.29- Delovi oblikovani na presama HKO i HKC

Na sl.4.27 je prikazana hidrauli

na presa za savijanje Litostroj tip HKO-1,

jednostrukog dejstva koja se gradi sa nominalnom silom do 1 MN, a na slici 4.28 presa
trostrukog dejstva, koja se gradi sa silom nominalnog dejstva od 4 ÷ 10 MN.

4.2.1.4. HIDRAULI

NE PRESE ZA OBLIKOVANJE VIŠEPOZICIONIM

ALATOM

Delovi od lima manjih dimenzija složenog oblika, koji zahtevaju primenu razli

itih

operacija obrade (razdvajanje, savijanje, duboko izvla

enje i dr.) uspešno se oblikuju na

univerzalnim ili specijalnim za tu namenu hidrauli

nim presama. Na slici 4.30 je prikazana

jedna takva presa nema

kog proizvo

a Wanzke tip HPV / F450, koja je postavljena u

proizvodnu liniju. Nominalna sila prese je 3500 kN, a odmota

trake ima nosivost od 5000kg.

Na presi se oblikuju delovi od lima debljine od 2 do 8 mm, širine do 300 mm. Broj hodova
prese je do

50 u minutu

. Presi prethodi mašina za ispravljanje lima i precizni dodava

trake. Mašina je numeri

ki upravljana. Transport obratka izvodi se pomo

u trake koju pomera

dodava

Slika 4.30- Linija za oblikovanje elemenata šarke pomo

u višepozicionog alata

103

Slika 4.31- Višepozicioni alat za razdvajane i savijanje

Slika 4.32- Delovi oblikovani višepozicionim alatom na hidrauli

noj presi Wanzke

105

Slika 4.34- Presa za oblikovanje sudopera, Schuler serija SH do 16 MN

Slika4.35- Hidrauli

ni jastuk prese

Schuler SH

Slika4.36- Panel sistema upravljanja

Tehni

ke karakteristike presa Schuler serija SH

106

Slika 4.37- Principijelna šema hidrauli

ne prese dvostrukog dejstva za duboko

izvla

enje

4.2.1.6. VIŠEPOZICIONE HIDRAULI

NE PRESE

Analogno mehani

kim višepozicionim presama, postoje i hidrauli

ne višepozicione

prese koje imaju sli

nu namenu, ali se pre svega koriste za višeoperaciono duboko izvla

enje

(šema, sl. 4.38). Na sl.4.40 prikazana je jedna višepoziciona hidrauli

na presa sa elektronskim

grajferom za unutrašnji me

uoperacioni transport obradaka. Presa je namenjena za

višeoperaciono duboko izvla

enje što podrazumeva da svaka pozicija raspolaže sa sopstvenim

drža

em lima. Isecanje pripremka iz trake izvodi se pomo

u alata koji se nalazi van radnog

prostora mašine (bo

no sa leve strane).

Slika 4.38- Šema višepozicione hidrauli

ne presa

108

Slika 4.41- Alat sa reverzibilnim izvla

enjem na višepozicionoj presi (Schuler)

Hidrauli

ne višepozicione prese koriste se i u auto industriji za oblikovanje delova

velikih dimenzija (slika 4.42 i 4.43), uz primenu razli

izih sistema transporta radnog komada

(mehani

ki, sa popre

nom letvom, elektronski)

Slika 4.42- Transporter sa mehani

kim grajferom

109

Slika 4.43- Šema višepozicione prese za auto industriju Schuler

Range of application manufacturing of structural and outer skin components
Bed dimensions
(l x w)

1.7 x 1.3 m – 7.2 x 3.1 m

Press capacity

5,000 – 32,000 kN

Drive

hydraulic drive

Material feeding

coil line or blankloader

Part transport

two or three axis transfer

Tehni

ki podaci višepozicione prese Schuler

4.2.1.7. HIDRAULI

NE PROBNE PRESE (Tryout prese)

Ova vrsta hidrauli

nih presa koristi se za probu alata, na primer, za oblikovanje delova od

lima velikih dimenzija, koji se koriste u auto industriji

Slika 4.44- Probne prese Müller Weingarten

111

Pogonski sistem probne prese je pumpno-akumulatorski, koji zahvaljuju

i adekvatnom

sistemu upravljanja može da simulira kretanje pritiskiva

a krivajne prese, odnosno dijagram

brzine krivajne prese sa složenim pogonskim sistemom. Na mašini tako

e postoji kontrola

paralelnosti kretanja pritiskiva

a i precizna kontrola veli

ine hoda.

4.2.1.8. AUTOMATSKE LINIJE ZA OBRADU LIMA

Alternativa velikim mehani

kim presama za izradu delova karoserije automobila su

automatske linije sa hidrauli

nim presama za izradu istih delova.

Slika 4.48- Automatska linija hidrauli

nih presa za izradu delova karoserije

Broj presa 5, dimenzije pripremka 3600x1830mm, ukupna sila svih presa 54000 kN, broj

hodova 14/min., dužina linije 38 m, širina linije 10,5 m, masa linije 2800 tona

Zavisno od koncepta linija hidrauli

nih presa se obi

no sastoji od jedne vode

hidrauli

ne prese i nekoliko sekundarnih presa, obi

no celokupna linija se sastoji od 4, 5 ili 6

presa zavisno od složenosti delova koji se oblikuju. Vode

a presa je složenija od sekundarnih

presa i po pravilu to je presa dvostrukog dejstva (sa pogonom drža

a lima). Sekundarne prese

su jednostrukog dejstva.

Transport obratka kod ovih linija se izvodi primenom razli

itih sistema: dodava

pripremka, klasi

an linearni grajfer, roboti, transporter sa popre

nim grajferom itd. Izme

presa obi

no postoje pomo

ni prihvatni ure

aji jer je direktan transport sa prese na presu

112

prakti

no nemogu

. Na me

upozicijama mogu

e je i okretanje radnog komada za 180 stepeni

radi pripreme položaja za narednu operaciju.

utim, novi koncept automatskih linija upravo je baziran na direktnom transferu

radnog komada sa prese na presu.

Slika 4.49- Funkcionalna šema linije hidrauli

nih presa

1-donošenje pripremaka, 2-utovar pripremka, 3-dodavanje pripremka, 4-oblikovanje i

opsecanje, 5-transporter-dodava

, 6-operacija izvla

enja, konvejer gotovih delova

Slika 4.50- Transport obratka u automatskoj liniji sa me

uskladištem

4.2.2. HIDRAULI

NE PRESE ZA ZAPREMINSKO DEFORMISANJE

Hidrauli

ne prese imaju posebnu važnost za odre

ene operacije zapreminskog

deformisanja. Neke tehnološke operacije mogu

e je uspešno izvesti isklju

ivo na hidrauli

nim

presama, kao naprimer, slobodno kovanje delova velikih dimenzija, istiskivanje duga

kih

profila, precizno utiskivanje i kalibrisanje itd. Pri tome posebno dolaze do izražaja tehni

karakteristike hidrauli

nih presa u odnosu na mehani

ke, koje se ogledaju u mogu

nosti

kontrole brzine deformisanja, veli

ine hoda i veli

ine deformacione sile.

114

Na sl.4.51 prikazana je jednopoziciona hidrauli

na presa za istiskivanje, Lasco tip KFP

koja se proizvodi sa nominalnom silom od 2,5 do 15 MN. Hod pritiskiva

a je od 500 do

1200mm, površina stola od 600x600 do 1400x1500 mm, brzina pritiskiva

a u fazi

približavanja oko 500mm/s, a u radnom hodu od 45 do 67 mm/s.
Za višeoperaciono istiskivanje Schuler je razvio posebnu familiju hidrauli

nih transfer presa

MH serije sa tri,

etiri ili pet radnih pozicija (sl. 4.53). Nominalna sila ovih mašina kre

e se

od 2MN do 100MN. Svaka radna pozicija ima ugra

ene izbaciva

e u pritiskiva

u i u stolu

prese. Transport obratka izvodi troosni transporter. Zavisno od veli

ine serije proces

oblikovanja može biti potpuno ili delimi

no automatizovan. Na ovim mašinama izra

uju se

duga

ki delovi tipa pogonskih vratila automobila.

Tehni

ki podaci:



nominalna sila 9 MN



maksimalni hod pritiskiva

a 550



Svetli otvor prese 1550 mm



Dimenzije stola prese 1300x1000
mm



Sila izbaciva

a u stolu prese 500



Sila jednog izbaciva

a u

pritiskiva

u 100 kN



Broj izbaciva

a u pritiskiva

u 3

Slika 4.53- Tropoziciona hidrauli

na presa Schuler

Slika 4.54 - Višepoziciona hidrauli

na presa za hladno istiskivanje

U procesima zapreminskog deformisanja, na hidrauli

nim i krivajnim presama, za

automatizovani transport materijala i obratka najviše se koriste grajferni sistemi i roboti. U
nastavku su prikazana neka od rešenja ovih ure

aja.

115

Na slici 4.55 prikazana je varijanta dodavanja pripremka i transporta obratka u obliku

urke pomo

u grajfernog mehanizma. Orijentacija pripremka ostvaruje se pomo

profilisanih šina (kanala) a donji komad u kanalu se zadržava pomo

u drža

a i izbacuje u

transportni ure

aj delovanjem izbaciva

a. Izba

eni komad prihvata grajfer transportera i

prenosi ga do prve pozicije. Me

uoperacioni transport na ostalim pozicijama se izvodi na isti

in – izba

ene komade iz matrice prihvataju grajferi i prenose ih do slede

e radne pozicije,

potom ih otpuštaju, a pogonske šine sa grajferima se vra

aju u po

etnu poziciju. Kretanje

grajfera izvodi se pomo

u paralelnih šina koje pogon dobijaju od vratila, pomo

u zup

anika i

bregastih plo

a, ili na neki drugi na

in.

Slika 4.55- Ure

aji za dodavanje pripremka i me

uoperacioni transport

Kretanje grajfera može biti u ravni - 2D gajfer ili u prostoru, kada je re

o 3D

grajfernom sistemu. S obzirom na vrstu pogona grajferi mogu biti mehani

ki, pneumatski,

hidrauli

ni i elektri

ni.

4.2.2.1.2.

PRESE ZA HLADNO UTISKIVANJE

Hladno utiskivanje (sl.4.56) je proces zapreminskog deformisanja kod koga se žig odre

enog

oblika utiskuje malom brzinom u pripremak, koji je obi

no od alatnog

elika ožaren na

minimalnu tvrdo

Proces se izvodi u uslovima visokog pritiska što uslovljava visoka mehani

ka svojstva žiga.

Ovaj postupak primenjuje se za izradu šupljina u alatima za kovanje, livenje, zatim alatima za
oblikovanje plastike itd. Ovim postupkom dobijaju se gravure izuzetnog kvaliteta sa boljim
mehani

kim svojstvima u odnosu na alternativne postupke izrade: rezanje – struganje,

glodanje, brušenje, elektro-erozija, livenje itd.

117

4.2.2.1.3.

PRESE ZA ISPRAVLAJANJE

Operacija ispravljanja primenjuje se kod duga

kih delova tipa osovine nakon izrade

kovanjem, livenjem ili posle termi

ke obrade, kada dolazi do zna

ajnijeg odstupanja ose

vratila od idealne ose. Ispravljanje se primenjuje i na delove prizmati

nog oblika, na delove

od cevi i prstenaste delove (zup

anici, sinhroni, ležajevi i sli

no). Postupak ispravljanja izvodi

se na hidrauli

nim presama koje su opremljene specijanim mernim sistemom za odre

ivanje

veli

ine odstupanja geometrije obratka od idealnog oblika.

Slika 4.58- Hidrauli

na presa za ispravljanje vratila (Galdabini –Italija)

Slika 4.59- Presa za ispravljanje zup

anika Galdabini

Savremene prese za ispravljanje opremljene su softverom za prora

un optere

enja u

zavisnosti od veli

ine odstupanja oblika obratka. Na slici 4.58 a) je prikazana hidrauli

presa sa ure

ajem za ispravljanje kolenastih vratila sa nominalnom silom od 1MN, a na sl.

118

4.58b) presa za ispravljanje ravnih vratila. Mašine su opremljene automatskim sistemom za
manipulaciju sa obratkom. Na slici 4.59 je prikazan postupak ispravljanja zup

anika.

4.2.2.1.4.

PRESE ZA KALIBRISANJE

Delovi dobijeni hladnim i toplim oblikovanjem, kao i sinterovani delovi podležu

operaciji kalibrisanja radi finiširanja dimenzija obratka i smanjenja dodataka za obradu.
Kalibrisanje se izvodi u hladnom, toplom i polutoplom stanju.

Sastavni deo automatske linije za sinterovanje se hidrauli

na presa za kalibrisanje

Lasco tip KP (slika 4.60). Klaibrisaje sinterovanih delova izvodi se u toplom stanju odmah
nakon sinterovanja. Nakon ove operacije nije potrebna nikakva dodatna obrada pa delovi
dobijeni ovim postupkom odgovaraju standardu near net shape tehnologiji oblikovanja.

Slika 4.60- Hidrauli

na presa za kalibrisanje Lasco serije KP (a) i tipi

ni delovi koji se

kalibrišu nakon sinterovanja (b)

Tehni

ki podaci za KP prese:



nominalana sila od 2 do 10 MN



hod pritiskiva

a 350 mm kod svih presa



razmak vo

ica pritiskiva

a 750 do 1100mm



površina pritiskiva

a od 700x700 do 1000x800 mm



brzina pritiskiva

a u praznom hodu (približavanje i povrtani hod) do 300mm/s



brzina pritiskiva

a u radnom hodu 10 do 14 mm/s



snaga elektromotora od 30 do 55 kW

120

Masa otkivaka dobijenih ovim postupkom kre

e se i do nekoliko desetina tona (npr.

turbinsko vratilo mase preko 200 t koje se kuje na hidrauli

noj presi od 75 MN). Kovanje

takvog vratila traje 7 sati, zagrevanje (12 puta) 205 sati i transport 7 sati.
Transport i okretanje teških otkivaka kod slobodnog kovanja izvodi se pomo

u specijalnog

manipulatora koji se kre

e po šinama (sl.4.61).

Upravljanje manipulatorm može biti spregnuto sa radom hidrauli

ne prese. Na sl.4.62

prikazana je hidrauli

na presa za slobodno kovanje od 25 MN firme Japan Steel Works, koja

proizvodi ovakve tipove presa sa nominalnom silom od 3 do 80 MN za kovanje otkivaka
mase od 300 kg do 120 t. Ova firma tako

e proizvodi i odgovaraju

e manipulatore.

4.2.2.2.2. HIDRAULI

NE PRESE ZA KOVANJE U KALUPU

Za kovanje u kalupu tako

e se mogu koristiti hidrauli

ne prese sa direktnim pumpnim i

pumpno-akumulatorskim pogonskim sistemom. Prese za kovanje starije konstrukcije sa
nominalnom silom ve

om od 50 MN gra

ene su sa multiplikatorskim pogonskim sistemom.

Slika 4.63- Hidrauli

na prese za kovanje Lasco a) tip VPE b) tip VPZ

Slika 4.64-Delovi oblikovani na presama Lasco serije VP

121

Ove mašine primenjuju se za kovanje u kalupu delova od

elika i od obojenih metala i

njihovih legura.

Za kovanje u kalupu kompanija Lasco preporu

uje hidrauli

ne prese serije VP

(VP/VPA/VPE ) koje se grade sa nominalnom silom od 2,5 MN pa do 50 MN. Zavisno od
tehnoloških zahteva ove prese se grade sa direktnim pumpnim ili pumpno-akumulatorskim
pogonskim sistemom. Transport pripremka i otkovka kod ovih mašina može biti manuelni ili
automatizovani (mehani

ki transporter ili transport pomo

u robota).

Zbog izuzetno visoke krutosti nose

e strukture prese i duga

kih vo

ica mašine su vrlo

precizne

ak i pri ekscentri

nom optere

enju. Po potrebi mašine mogu biti opremljene

razli

itim dodatni sistemima, kao na primer, sistemom za brzu zamenu alata, izbaciva

ima u

stolu i pritiskiva

u prese, i razli

itim nivoima sistema upravljanja – obi

no programabilni

elktronsko-hidrauli

ni sistem. Brzina pritiskiva

a se može menjati (programirati) u skladu sa

fazama radnog ciklusa. Ove mašine grade se kao jednopozicione i višepozicione.

4.2.2.2.3. VIŠEPOZICIONE KOVA

KE PRESE

Za izradu složenih otkovaka kovanjem u kalupu primenjuju se višepozicione

hidrauli

ne kova

ke prese. Pored osnovnih tehni

kih zahteva u pogledu sile, hoda i radnog

prostora, kod ovih mašina mora biti obezbe

en transport zagrejanog obratka izme

u radnih

pozicija. Taj problem razli

iti proizvo

i rešavaju na slede

i na

in:

–

manuelni transport

–

transport pomo

u specijalnog manipulatora

–

upotrebom robota

in premeštanja obratka izme

u operacija zavisi od veli

ine serije, a zna

ajno uti

na cenu mašine.

Slika 4.65- Hidrauli

na presa za kovanje Müller Weingarten tip ZE

123

Slika 4.67- Horizontalna hidrauli

na presa HPDH-1 „Lola”-Železnik

Na sl.4.68 prikazana je specijalna hidrauli

na presa horizontalne izvedbe („Schuler”)

koja ima jedan pokretni pritiskiva

i dva alata – žiga, i dva kompleta matrica koje su smeštene

na nepokretnim traverzama (levo i desno). Pritiskiva

pokre

u dva para hidrocilindara

plunžerskog tipa. Na radnim pozicijama naizmeni

no se odvijaju procesi oblikovanja koji

mogu biti identi

ni ili razli

iti. Ovakav tip horizontalnih presa koristi se za operacije

istiskivanja i dubokog izvla

enja u toplom i hladnom stanju.

Slika 4.68- Horizontalna hidrauli

na presa Schuler

124

4.3. ELEMENTI KONSTRUKCIJE HIDRAULI

NIH PRESA

Projektovanje hidrauli

ne prese je složen zadatak koji zahteva veliko iskustvo u ovoj

oblasti kao i dobro poznavanje tehnoloških metoda za koje je mašina namenjena. Generalno,
može se re

i da koncepciju hidrauli

ne prese, kao i svake druge mašine za obradu

deformisanjem, odre

uje namena mašine, zatim asortiman gotovih komponenti (agregata) na

tržištu i prizvodne (tehnološke) mogu

nosti proizvo

a mašine. Kada je u pitanju namena

mašine posebno je zna

ajno imati u vidu vrstu obrade koja

e se na mašini izvoditi, jer

tehni

ko – tehnološke osobine mašine upravo zavise od predvi

ene vrste obrade. Tako na

primer, hidrauli

ne prese koje se koriste za zapreminsko deformisanje moraju imati višu

krutost zbog velikih sila koje nastaju pri operacijama istiskivanja, kovanja, utiskivanja i dr.
Ove mašine po pravilu imaju manji prostor za smeštaj alata a hod pritiskiva

a zavisi od

visine obratka. Nasuprot tome, mašine za oblikovanje delova od lima imaju ve

i prostor za

alat, hodovi pritiskiva

a su ve

i, dok su sile u procesu manje pa je potrebna i manja krutost

nose

e strukture. Performanse pogonskog sistema tako

e zavise od vrste tehnološke

operacije koja

e se na mašini izvoditi. Dok, s jedne strane kod ve

ine operacija obrade

deformisanjem postoji zahtev za skra

enjem radnog ciklusa, odnosno ubrzavanjem svih faza

rada mašine, na suprot tome kod operacije hladnog utiskivanja postoji zahtev da se proces
odvija sa izuzetno malom brzinom (0-0,3 mm/s), što se mora respektovati i pažljivo analizirati
za svaku mašinu.

Polazni podaci pri projektovanju hidrauli

ne prese svakako proizlaze iz tehnoloških

zahteva operacija koje

e se na mašini izvoditi, ali se pri tome mora voditi ra

una da

projektovana mašina mora biti ekonomi

na, pouzdana u radu, jednostavna za održavanje i ne

sme ugrožavati poslužioca niti životnu sredinu.

Kao što je ranije navedeno, strukturu hidrauli

ne prese

ini:



nose

a struktura



pogonski sistem



izvršni deo



sistem upravljanja



sistem podmazivanja i



pomo

ni sistemi.

U nastavku su prikazani detalji pojedinih elemenata konstrukcije hidrauli

ne prese.

4.3.1. NOSE

A STRUKTURUA

Nose

a struktura hidrauli

ne prese odre

uje opštu fizionomiju mašine i ima slede

zadatke:



povezuje sve elemente mašine u jedinstvenu celinu,



uravnotežuje (poništava) optere

enja iz procesa obrade deformisanjem i drugih

izvora (prednaprezanje, gravitacija ...)



dovodi u sklad kretanje izvršnog dela mašine, tj. kretanje pokretnog dela alata u
odnosu na nepokretni deo,



obezbe

uje potreban radni prostor mašine.

Konstrukciju nose

e strukture, kao i celokupnu konstrukciju mašine, kao što je ve

eno

odre

uje namena hidrauli

ne prese i tehni

ko-tehnološki parametri. Nose

a struktura

hidrauli

ne prese je sli

na sa telom krivajnih presa. Razlika postoji zbog razlike u elementima

pogonskog sistema krivajnih i hidrauli

nih presa.

126

U pogledu optre

enja nose

e strukture, ona može biti prednapregnuta (sl. 4.71) ili bez

prednaprezanja. Svrha prednaprezanja je pove

anje nosivosti nose

e strukture.

Slika 4.71 - Nose

a struktura prese:

monoblok (jednodelna) b) višedelna prednapregnuta

Otvorena nose

a struktura sastoji se od vertikalnog stuba konzole i stola mašine, a

zatvorena nose

a struktura se sastoji od stubova i traverzi (gornja i donja traverza). Donja

traverza ujedno je i sto mašine.

Osim toga svaka nose

a struktura prese ima i pomo

ne elemente kao što su: vo

ice

pritiskiva

a, postolje na koje se postavlja mašina, stope za povezivanje sa fundamentom,

elemente za prenošenje mašine (kuka itd.)

ice pritiskiva

a obezbe

uju pravilno kretanje pritiskiva

a i precizan položaj pokretnog

dela alata odnosu na nepokretni. Preko vo

ica se u slu

aju pojave ekscentri

nog ukupnog

optere

enja, deo optere

enja prenosi na stubove nose

e strukture. Pove

anjem ekscentriciteta

napadne ta

ke sila pove

ava se udeo optere

enja koje se preko vo

ica prenosi na stubove.

Primer konstrukcije vo

ica prese prikazan je na slici 4.72 . Vode

i elementi vo

ica izra

uju

se od bronze a u poslednje vreme i od plastike. Za dug vek vo

ica veoma je važna efikasnost

sistema za podmazivanje. Dobro vo

enje omogu

uju vo

ice sa valj

ima koji se kotrljaju po

kaljenoj letvi. I kod ove konstrukcije potrebno je obezbediti podmazivanje ležaja (zatvoreni
ležajevi) letvi.

Konstrukcija vo

ica kod presa za toplo oblikovanje mora biti takva da absorbuje promenu

dimenzija pritiskiva

a usled promene temperature.

127

Slika 4.72- Vo

enje pritiskiva

a prese

Optere

enje nose

e strukture

Optere

enje nose

e strukture može biti stati

ko i dinami

ko zavisno od vrste i namene

mašine, mada se u ve

ini slu

ajeva može smatrati da je stati

ko zbog sporohodosti

pritiskiva

Optere

enje nose

e strukture je posledica sila od procesa deformisanja, zatim nastaje

od inercijalnih sila, prednaprezanja nose

e strukture i usled težine ugra

enih elemenata.

Optere

enje nose

e strukture može još biti simetri

no (centri

no) i ekscentri

no.

Pove

anje ekscentriciteta delovanja ukupne sile izaziva dopunske sile i momente u

elementima nose

e strukture i pove

ava ukupno naprezanje. Pri eksploataciji mašine treba

težiti centri

nom optere

enju što se postiže pravilnim pozicioniranjem alata na mašini.

Optere

enje se na stubove nose

e strukture prenosi preko pritiskiva

a (ili stola prese) i

traverzi (gornje i donje). Optere

enje merodavno za prora

un nose

e strukture je nominalno

optere

enje (F

Prora

un nose

e strukture

Algoritam prora

una nose

e strukture zavisi od vrste optere

enja (stati

ko ili dinami

ko),

odnosno uslova rada mašine.

Slika 4.73-Analiza optere

enja nose

e strukture metodom kona

nih elemenata, Schuler

129

Da bise to popravilo u pogonskom sistemu se primenjuju pumpe sa promenljivom

p-Q

karakteristikom. Snaga pumpe kod ovog pogona približno je jednaka snazi elektromotora, tj.:

p Q



 

Slika 4.74 b - Dijagram sile i stepena iskoriš

enja snage pumpe [8]

a) Pumpa ima konstantan kapacitet a u toku deformisanja potreban je rad koji odgovara
površini ispod krive. Me

utim, snaga pumpe se odre

uje na osnovu maksimalnog pritiska i

protoka





max

. Pa se vidi da je šrafirani deo rada ne iskoriš

en, tj. ne koriste se

maksimalne performanse pumpe.
b) Pogonski sistem sa trostepenom pumpom

ija nominalna snaga iznosi:

Pri porastu sile raste i pritisak pa se drugi sklop pumpe uklju

uje pri pritiscima ve

im od

uz smanjeje protoka

, a pri dostizanju pritiska

uklju

uje se i tre

i sklop pumpe sas

protokom

. Na taj na

in se režim rada hidrauli

ne prese sa konstantnom snagom elektro

motora približava radu idealne pumpe.
c) Pogonski sistem sa dve pumpe koje pokre

e isti elektromotor. Pumpe zadovoljavaju

uslov

Do vrednosti pritiska

rade pbe pumpe sa protokom

)

(



, a posle toga prva pumpa

se isklju

uje a druga radi sa pararmetrima

Pumpno-akumulatorski pogonski sistem

Kod hidrauli

nih presa sa ovom vrstom pogona, akumulator (5) puni se te

noš

u pod

pritiskom za vreme pauze i praznog hoda, koja se koristi u radnom delu hoda. Maksimalni
pritisak u akumulatoru jednak je maksimalnom pritisku pumpe (

). Na taj na

in pove

ava se

ukupna snaga prese koja iznosi:

max

(

)

p Q Q

 



, gde je

- protok akumulatora. Pri

pražnjenju akumulatora snižava se pritisak, a dozvoljeni pad pritiska iznosi 10-20 procenata
nominalnog pritiska.

gde

const

































130

Slika 4.75- Pumpno-akumulatorski pogonski sistem

1. Rezervoar, 2. Pumpa sa motorom, 3. Ventil sigurnosti, 4. Nepovratni ventil, 5. Hidrauli

akumulator, 6. Razvodnik 4/3, 7. Podesivi ventil protoka , 8. Cilindar prese

Slika 4.76- Hidrauli

ni akumulator

Konstrukcija akumulatora može biti razli

ita, a na slici 4.76 su prikazana dva rešenja. Svaki

akumulator se sastoji od dve komore – komora za radnu te

nost i komora za gas pod

pritiskom. Ove komore su razdvojene na primer, gumenom membranom.

132

Slika 4.78- Šema aksijalno-klipne pumpe

Slika 4.79- Aksijalna klipna pumpa sa promenljivim hodom

133

Slika 4.80- Šema Radijalno-klipne pumpe

Slika 4.81- Radijalno-klipna pumpa promenljivog hoda

1: Pogonsko vratilo, 2: Disk spojnica, 3: Nosa

klipa, 4: Kontrolna osovinica, 5: Klip

6: Pritisne vo

ice, 7: Vode

i prsten, 8,9: Potisni prsteni, 10,11: Podešavaju

i klipovi

Zup

aste pumpe –

su najjednostavnije pumpe i danas najjeftinije pumpe koje se koriste u

uljnoj hidraulici. Pouzdane su u radu a koriste se za pritiske od 50 do 70 bara i rade sa brojem
obrtaja do 1500 u minutu. Nedostatak im je buka pri radu.

Krilne pumpe

- odlikuje miran i tih rad. Kod njih je mogu

a regulacija protoka promenom

ekscentriciteta rotora. Rade sa pritiscima do 100 bara. Osetljive su na hidrauli

ni udar koji

može dovesti do loma krilaca.

135

4.3.3. SISTEM UPRAVLJANJA HIDRAULI

NIH PRESA

Sistemi upravljanja savremenih mašina za obradu deformisanjem bazirani su na

informacionim tehnologijama uz odgovaraju

i hardver i softver. Ovi sistemi su daleko

savršeniji od klasi

nih sistema upravljanja koji su bazirani na mehani

kim, pneumatskim,

hidrauli

nim i elektronskim komponentama. Savremeni sistemi upravljanja mehani

kim i

hidrauli

nim presama, doprineli su stvaranju novih generacija mašina, koje imaju daleko bolje

tehni

ke karakteristike u odnosu na klasi

ne prese. Uvo

enje servo pogonskog sistema u

kombinaciji sa CNC upravljanjem, omogu

uje realizaciju najpovoljnijeg na

ina kretanja

pritiskiva

a tokom odre

ene obrade. Novi sistemi upravljanja koji su spregnuti sa

mnogobrojnim regulacionim krugovima mašine (na primer, održavanje pritiska u
hidrauli

nom i pneumatskom sistemu, održavanje temperature ulja, održavanje paralelnosti

kretanja pritiskiva

a itd.), tako

e su doprineli podizanju kvaliteta presa.

Zahvaljuju

i primeni informacionih tehnologija kod presa je proširen krug

upravlja

kih funkcija mašine, koji se kod klasi

ne krivajne prese svodi na upravljanje

spojnicom i ko

nicom, odnosno, hidrauli

nim ventilima kod hidrauli

ne prese. CNC sistem

upravljanja, pored upravljanja pogonom mašine, omogu

uje upravljanje drugim funkcijama

prese, na primer, upravljanje sistemom za dodavanje pripremka, sistemom za transport
obratka, sistemom za zamenu i stezanje alata, zaštitnim sistemima mašine i operatera itd.

Funkcije sistema upravljana prese su pra

enje signala sa kontrolnih elemenata i

senzora postavljenih na mašini, njihova obrada i izdavanje komandi aktuatorima [13].
Generisanje komande koja se prenosi na aktuator zavisi od izabranog operativnog moda i
zadatih parametara (set-up), zatim od podataka o „automatskoj zameni alata“, „automatskom
radu mašine“ i podataka o drugim sistemima koji se prate na mašini.

Sistem upravljanja mašine za obradu deformisanjem

ine slede

e komponente:



Operativno-vizuelni sistem (kontrolna tabla)



Upravlja

ki sistem (centralni ili decentralizovan)



Senzori i aktuatori prese

Vizuelizacija procesa predstavlja sofisticirani na

in pra

enja rada mašine,

proizvodne linije ili cele fabrike.

Slika 4.85- Kontrolna tabla sa monitorom za vizuelizaciju

136

Vizuelizacija procesa rada mašine i posluživanje mašine (komandovanje mašinom) izvodi se
preko kontrolne table, koja može biti izvedena kao jednostavna jedinica sa tasterima i
signalnim lampicama, ili kao industrijski kompjuter sa monitorima visoke rezolucije.

Jedna od glavnih funkcija sistema za upravljane i vizuelizaciju je pomo

operateru pri

postavljanju po

etnih upravlja

kih podataka, prikazivanje trenutnog statusa mašine, pružanje

informacija o mogu

im akcijama na mašini, kao i prikazivanje informacija o eventualnim

teško

ama u radu i njihovim uzrocima. Na osnovu informacija prikazanih na monitoru

komandno-kontrolnog ure

aja, operater donosi odluku o daljem toku rada mašine.

Informacioni sistem ugra

en u sistem za vizuelizaciju, omogu

uje korisniku intervenisanje na

mašini u slu

aju nastalih problema.

Zavisno od tipa prese, sistem upravljanja prati i reguliše rad slede

ih funkcija,

odnosno sistema mašine:

Dodavanje materijala

Glavni pogonski sistem

Pritiskiva

prese (kretanje, zaštita od preoptere

enja, kompenzacija težine, sistem za

vezivanje alata, podešavanje visine itd.)

Jastuk za izvla

enje ili drža

lima (pomeranje, podizanje/spuštanje, blokiranje)

Sistem za transport obratka

Hidrauli

ni i pneumatski sistem i sistem za podmazivanje i hla

enje

Sistem zaštite mašine

Posebne funkcije, zamena alata itd.

Osnovu sistema upravljanja presa

ine programabilno logi

ni kontroleri (PLC) koji

su povezani sa senzorima i aktuatorima pomo

u input/output modula. Komunikacioni sistem

je povezan sa PLCom i obezbe

uje razmenu podataka sa displejom i sa eksternim sistemima.

utim, ovakvi sistemi upravljanja imaju odre

ene nedostatke, izme

u ostalog

komplikovan na

in programiranja (programski jezik asembler), teško

e u razumevanju

programa, zahtevi za skupim dodatnim ure

ajima i drugo. Radi toga su razvijeni sistemi

upravljanja bazirani na industrijskim kompjuterima, koji raspolažu boljim grafi

kim

interfejsom, naprednijim sistemom programiranja (object orjented programing) i mogu da
koriste napredne alate za programiranje. Osim toga, moderni sistemi upravljanja zahtevaju
umrežavanje mašina i razmenu podataka relevantnih za upravljanje i podataka o procesu
proizvodnje, dijagnostici i održavanju sistema. Sve ove zahteve, prakti

no ispunjavaju

industrijski kompjuteri, koji su po ceni hardvera i softvera pristupa

ni i koji su postali

standard savremenih sistema upravljanja presa i drugih mašina za obradu deformisanjem.

Na platformi industrijskih kompjutera pojedini proizvo

i mašina su razvili

sopstvene sisteme upravljanja koji uzimaju u obzir specifi

nosti mašine i tehnološkog

procesa koji se na njoj izvodi. Tako, na primer, Müller Wingarten je za prese namenjene za
kovanje, razvio specijalni sistem upravljanja FCS (Forging Control System), za univerzalne
prese Beutler Nova razvijen je upravlja

ki sustem CCS (Compact Control System),

kompanija Schuler za ve

inu svojih presa koristi ABI-Plus sistem upravljanja, kompanija

Lasco za svoje mašine koristi tzv. decentralizovane upravlja

ke sisteme „heart“ i „brain“, itd.

ŠEMA

SISTEMA

UPRAVLJANJA SAVREMENE HIDRAULI

NE PRESE

PRIKAZANA JE NA SLICI 4.86,

IJI GLAVNI ELEMENTI SU:



Industrijski kompjuter (PC)



PLC kontroleri



Senzori



Aktuatori (Hidrauli

ni upravlja

ki blok)

138

Ventili koji regulišu tok fluida pod pritiskom
po

etak, završetak toka , kao i njegov pravac.

Ventil koji ograni

ava veli

inu pritiska u

jednom hidrauli

nom sistemu i na taj na

in deluje

kao sigurnosni ventil.

Ventil koji ima funkciju prigušivanja protoka i pritiska.

Ovaj ventil dozvoljava protok fluida samo u jednom smeru.

Pregled hidrauli

nih komponenti i njihovih simbola dat je u narednoj tabeli.

Razvodni ventili
Directional control valves
Wegeventile

Sigurnosni ventili
Pressure valve
Druckbegrenzugsventile

Prigušni ventil
Flow control valve
Drosselventile

Nepovratni ventil
Reverse flow control valve
Rückschlagventil

139

141

S obzirom na na

in ubrzavanja malja postoje:

. Slobodnopadaju

eki

(slika 5.3) kod kojih raspoloživu energiju (

) predstavlja

potencijalna energija (

) koja se pretvara u kineti

ku, odnosno deformacioni rad:

m g H



Slika 5.3 - Šema slobodnopadaju

eki

Slika 5.4 - Sistem podizanja malja slobodnopadaju

eki

i dvojnog dejstva

(

eki

i sa nadpritiskom, tj. s prinudnim ubrzavanjem malja) kod

kojih se postižu ve

e brzine malja u trenutku kovanja, što se ostvaruje dejstvom aktivne

sile koju obezbe

uju, zavisno od pogonskog sistema

eki

a, parovazdušni cilindar,

hidrauli

ni cilindar, opruga itd.

142

Slika 5.5 - Šema

eki

a dvojnog dejstva

1-sto

eki

a, 2-vo

ice malja, 3-telo

eki

a, 4-malj, 5-ulazni ventil, 6- ventil, 7-izlazni

ventil, 8- radni cilindar sa klipom i klipnja

U ovom slu

aju kineti

ka energija predstavlja raspoloživu energiju mašine:





p A

p A H









Protivudarni

eki

(slika 5.6), kod kojih raspoloživa energija iznosi

1 1

2 2

m v





Slika 5.6 - Šema protivudarnog

eki

Nose

a struktura

eki

a (slika 5.7) može biti:

otvorena nose

a – jednostubna Slika 5.7 I)

zatvorena – dvostubna, koja može biti



višedelna (slika 5.7 II)



sa stubovima i traverzom iz jednog dela (slika 5.7 II-b)



jednodelna - stubovi nakovanj i traverza u jednom bloku (slika 5.7 II-c

144

5.2. PAROVAZDUŠNI

EKI

Paro-vazdušni

eki

i koriste se za kovanje u kalupu najsloženijih otkovaka, a tako

e i za

slobodno kovanje. Za sada raspolžu sa najve

om korisnom (nominalnom) energijom ( do

1000kJ) i velikim brojem hodova u jedinici vremena. Dele se na:

•

eki

e za slobodno kovanje

•

eki

e za kovanje u kalupu

• protivudarne
U pogledu nose

e strukture, parovazdušni

eki

i se dele na vertikalne i horizontalne,

jednostubne, dvostubne, arkadnog (lu

nog) i mostovskog tipa. Radni cilindar ovih

eki

može biti prostog dejstva (slobodnopadaju

eki

i) i dvojnog dejstva.

5.2.1.

eki

i za slobodno kovanje

Ovi

eki

i se koriste za oblikovanje slobodnim kovanjem velikih delova. Na slici 5.8

su prikazane dve varijante

eki

a za slobodno kovanje. Pokretna masa ovih

eki

a se kre

e do

10 tona. Raspoloživa energija

eki

a lu

nog tipa se kre

e od 25 do 80 kJ, a mostovskih od 80

do 1180 kJ. Kod ovi

eki

a stubovi nose

e strukture su oslonjeni na temelj i nisu povezani sa

nakovnjem, pa zbog toga ove mašine imaju manju krutost i manju ta

nost. Vo

enje malja

obezbe

eno je pomo

u klipa i cilindra ili sa vo

icama na stubovima nose

e strukture.

a) b)

Slika 5.8 -

eki

i za slobodno kovanje

eki

nog tipa, b)

eki

mostovskog tipa

Slika 5.9 -

eki

za slobodno kovanje

145

5.2.2.

eki

i za kovanje u kalupu

Ovi

eki

i se koriste za kovanje u otvorenom kalupu. Stubovi nose

e strukture su

spojeni sa nakovnjem, što obezbe

uje bolju krutost i ta

nost mašine. Radi ublažavanja uticaja

udara pri radu

eki

a, elementi

eki

a su me

usobno spojeni zavrtanjskim vezama u kojima

su integrisanje opruge.

Slika 5.10 - Parovazdušni

eki

dvojnog dejstva za kovanje u kalupu

Uobi

ajene konstrukcije ovih

eki

a se grade sa pokretnom masom od 630 do 25.000 kg, ali

postoje i

eki

i sa pokretnom masom od 50 tona pa i više. Raspoloživa energija ovih

eki

a se

kre

e u rasponu od 16 do 630 kJ, hod malja od 1000 do 1600mm, masa nakovnja od 12,5 do

500 tona (GOST 7024-65)
Parovazdušni

eki

(slika 5.10) ) sastoji se iz radnog cilindra (1), klipa (2), klipnja

e (3),

malja (4), nakovnja (5), nose

e strukture (6) i razvodnog mehanizma (7)

a) b) c)

Slika 5.11 - Upravlja

ki mehanizam parovazdušnog

eki

manuelno upravljanje, b) automatsko upravljanje, c) kombinovano upravljanje

147

Slika 5.13 – Protivudarni parovazdušni

eki

a) s mehani

kim prenosom kretanja, b) s hidrauli

nim prenosom,

eki

s nezavisnim pogonom –impaktor

eki

Na slici 5.15 je prikazan protivudarni

eki

sa pneumatskim pogonom gornjeg malja i

hidrauli

nim prenosom kretanja na donji malj koji danas proizvodi kompanija Beche.

Robusna nose

a struktura

eki

a i duga

ke vo

ice i CNC sistem upravljanja, obezbe

uju

visoku ta

nost otkivaka. Protivudarni

eki

Beche (slika 5.14) gradi se sa raspoloživom

energijom od 63 do 800kJ.

Slika 5.14 - Protivudarni vazdušni

eki

Beche

5.3.

VAZDUŠNI

EKI

Pneumatski

eki

i imaju manju raspoloživu energiju u pore

enju s parovazdušnim. Koriste se

uglavnom za operacije slobodnog kovanja, a mogu se koristiti i za kovanje u kalupu manjih i
jednostavnijih otkovaka. Grade se s masom malja od 100 do 3000 kg.

148

Slika 5.15 - Pneumatski

eki

dvojnog dejstava

ice malja, b) telo

eki

c) kalupi za kovanje

Slika 5.16 - Izgled pneumatskog

eki

Pokretanje malja kod pneumatskog

eki

a izvodi se vazduhom pod pritiskom iz kompresora

koji predstavlja sastavni deo

eki

a (sl. 5.15). Pri kretanju klipa kompresora nadole vrši se

podizanje malja, a pri pokretanju klipa kompresora nagore, ubrzava se malj nadole. Broj
hodova malja odgovara broju hodova klipa kompresora u jedinici vremena. Ranije su se
pneumatski

eki

i gradili i kao slobodnopadaju

5.4. HIDRAULI

EKI

Hidrauli

eki

i grade se kao slobodnopadaju

i i kao

eki

i dvojnog dejstva. Po

performansama polako se približavaju parovazdušnim

eki

ima, me

utim po stepenu

korisnog dejstva oni su ispred ostalih

eki

a. Kod parovazdušnog

eki

a stepen korisnog

dejstva kre

e se i od 0,1 do 0,3, dok kod hidrauli

nog

eki

a iznosi i do 0,75.

Hidrauli

eki

i koriste se za kovanje u kalupu, a podizanje i ubrzavanje malja obavlja se

pomo

u hidrocilindra i odgovaraju

eg agregata. Osnovni problem ovih

eki

a jeste problem

brzog pražnjenja radnog cilindra s donje strane klipa pri kretanju malja nadole. Odre

ena

poboljšanja su postignuta primenom specijalnih ventila.
Hidrauli

eki

i s obzirom na na

in dejstva mogu biti:



slobodnopadaju

i (starije verzije)



dvojnog dejstva



protivudarni.

Konstrukciona šema hidrauli

nog

eki

a dvojnog dejstva prikazana je na slici 5.17. Pogon se

ostvaruje pomo

u pumpno-akumulatorkog pogonskog sistema. U radnom hodu pokretanje

malja na dole izvodi se pomo

u hidrauli

ne te

nosti iz akumulatora i obeju pumpi. U

150

Slika 5.19 - Hidrauli

ni protivudarni

eki

Na slici 5.20 je prikazan hidrauli

eki

Lasko serija HO-U, koji se gradi sa raspoloživom

energijom od 10 do 125 kJ, i ostvaruje od 110 do 75 hodova u minutu. Snaga pogonskih
elektromotora kre

e se od 30 do 2x132 kW. Ovaj

eki

se koristi za kovanje u otvorenom

kalupu.

Slika 5.20 - Hidrauli

eki

Lasco HO-U

151

Protivudarni

hidrauli

eki

i predstavljaju noviju verziju

eki

a sa hidrauli

nim

pogonom, koji imaju znatno ve

u raspoloživu energiju u odnosu na hidrauli

eki

dvojnog dejstva. Na slici 5.22 je prikazan protivudarni hidrauli

eki

Lasco tip GH, koji se

gradi sa raspoloživom energijom od 63 do 400 kJ, maksimalnim hodom gornjeg malja od 430
do 550 mm i maksimalnim hodom donjeg malja od 100 do 150 mm.

eki

pokre

elektromotori snage od 2x45 do 2x145 kW. Masa donjeg malja je od 4 do 5 puta ve

a u

odnosu na masu gornjeg malja, brzina gornjeg malja je oko 6m/s a donjeg od 1,2 do 1,5 m/s.
Donji malj leži na vazdušnom jastuku a pogon dobija od dva plunžera koji su povezani sa
gornjim maljem.

Slika 5.21 – KontrolnA tabla Lasco

eki

Slika 5.22 - Protivudrani hidrauli

eki

, Lasco GH 2500

153

eki

sa daskom

– spada u kategoriju slobodnopadaju

eki

a, kod kojih se malj mase m1

podiže u krajnji gornji položaj pomo

u daske i valjaka. Masa malja se kre

e od 500 do

2500kg. Najosetljiviji deo pogonskog sistema je upravo daska

iji radni vek je oko 50 radnih

sati.
Efektivna energija

eki

a jednaka je:

m g H



 

a) b)

Slika 5.25 -

eki

sa daskom: a) dispozicija, b) mehanizam za podizanje malja

eki

sa kaišem –

tako

e je slobodno padaju

eki

kod kojeg se podizanje malja ostvaruje

silom trenja izme

u kaiša i valjaka. Masa malja je od 150 do 2000 kg

a) b)

Slika 5.26 -

eki

sa kaišem

a) šema mehanizma za podizanje malja, b)dispozicija

eki

sa lancem –

tako

e je slobodnopadaju

i u kojeg se podizanje malja ostvaruje pomo

lanca koji je sigurniji u odnosu na kaiš ili dasku. Masa malja se kre

e od 250 do 7500 kg, a

154

nominalna energija od 2,5 do 100 kJ. Broj hodova se kre

e od 45-55 (od 80-100). Nosivost

lanca je (3,5-4) G

Slika 5.27 -

eki

sa lancem

eki

sa oprugom -

je mašina za kovanje dvojnog dejstva. Pokretanje malja izvodi se

pomo

u paketa lisnatih opruga i krivajnog mehanizma (slika 5.28). Pri podizanju malja ka

gornjoj mrtvoj ta

ki usled inercije pokretne mase opruga se savija i akumulira energiju koju

predaje pri kretanju malja na dole.

Slika 5.28 -

eki

sa oprugom

156

Površina stope fundamenta

prema Ziminu odre

uje se prema izrazu:

a m





=(0,33-1,33) m2/kN mase malja za

eki

e za kovanje u kalupu dvojnog dejstva

=(0,25-0,9) m2/kN mase malja za

eki

e za kovanje u kalupu prostog dejstva

=(0,3-1,1) m2/kN mase malja za

eki

e za kovanje u kalupu dvojnog dejstva

=(0,2-0,75) m2/kN mase malja za

eki

e za kovanje u kalupu prostog dejstva

Masa fundamenta odre

uje se prema izrazu:

k m





= 48 – za

eki

e za kovanje u kalupu dvojnog dejstva

= 34 – za

eki

e za kovanje u kalupu prostog dejstva

= 33 – za

eki

e za slobodno kovanje dvojnog dejstva

= 25 – za

eki

e za slobodno kovanje prostog dejstva

Vibroizolovani fundamenti

Primenjuju se kod

eki

a dvojnog dejstva i u stanju su da priguše udarna optere

enja i

vibracije. Starija konstrukcija vibroizolovanog fundamenta se sastojala od betonskog bloka i
amortizera.
Novije – aktuelne konstrukcije vibroizolovanih fundamenata i absorbera udara prikazane su
na slici 5.30 i 5.31.