در بین دستگاهها و ماشین آلات پرس، دستگاه پرس هیدرولیک یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها و در واقع قوی‌ترین دستگاه‌هاست که در ابعاد بزرگ و کوچک استفاده می‌شود. استفاده از هیدرولیک سابقه طولانی دارد و در حقیقت منشاء اصلی آن به قانون پاسکال بر می‌گردد. استفاده از این قانون باعث شده که افراد سیستم‌هایی پیاده سازی کنند که با وارد آوردن فشار کوچک در یک قسمت، نیروی بسیار بزرگتری در طرف مقابل به وجود آید که امکان بلند کردن اجسام بسیار سنگین یا متراکم کردن اجسام بسیار محکم را فراهم می‌کنند.
با ذکر این مقدمه به سراغ معرفی دستگاه پرس هیدرولیک خواهیم رفت و ضمن پرداختن به نحوه عملکرد آن، معروف‌ترین مدل این دستگاهها را هم بررسی خواهیم کرد.
دستگاه پرس هیدرولیک چیست؟
دستگاه پرس هیدرولیک (hydraulic press machine) دستگاهی است که بر مبنای انتقال نیرو در یک سیال طراحی شده است و می‌توان از آن برای متراکم کردن اشیا مختلف تحت فشار زیاد استفاده کرد. در این دستگاهها، نقش مایع یا سیال هیدرولیک بسیار مهم و محوری است و وظیفه انتقال نیرو بر عهده آن است. اگر از فرمان‌های هیدرولیک یا از جک هیدرولیک استفاده کرده باشید، متوجه می‌شوید که نیروی اعمالی شما نسبت به تغییری که ایجاد می‌کنید بسیار کمتر است.
این نیرو در حالت انتقال مستقیم، باید معادل باشد. اما استفاده از قانون پاسکال باعث شده که دستگاه پرس هیدرولیک امکان بلند کردن اشیای بسیار سنگین یا فشرده کردن اشیای بسیار محکم با نیروی بسیار کم فراهم شود.
نحوه عملکرد دستگاه پرس هیدرولیک
در بند قبل به استفاده از قانون پاسکال در دستگاههای هیدرولیکی اشاره کردیم. قانون پاسکال می‌گوید که تغییر فشار در هر نقطه از سیال تراکم ناپذیر به همه نقاط و سطح مایع منتقل می‌شود. این رابطه به شکل P=F/A بیان می‌شود. در اینجا مشخص است که فشار و نیرو تحت تأثیر سطح یا همان A تغییر می‌کند. حالا اگر به تصویر نشان داده شده توجه کنید، ما دو سیلندر با اندازه متفاوت یعنی سطح A1 و سطح A2 مواجه هستیم. از طرف دیگر مایع هیدرولیک استفاده شده در دو طرف هم با یکدیگر یکسان است.
طبق قانون پاسکال P1=F1/A1 باید با P2=F2/A2 یکسان باشد. از آنجایی که هر دو سیال یکسان هستند، برای ایجاد این توازن باید مساحت و نیروی اعمالی تغییر کند. در تصویر نشان دادیم که در سمتی که ما فشار را وارد می‌کنیم سیلندر و پیستون کوچک‌تر است. بنابراین فشار کمتری به آن وارد می‌شود تا در طرف مقابل یک جسم با مساحت بزرگتر و با اندازه بزرگتر تغییر داده شود.
حالا نحوه عملکرد دستگاه پرس وکیوم به این صورت است که نیروی وارده بر یک مخزن کوچک یا یک پیستون کوچک وارد می‌شود و در طرف مقابل باعث حرکت یک پیستون بزرگ با وزن بسیار زیاد می‌شود. در نتیجه، حرکت پیستون بزرگ باعث ایجاد فشار زیادی بر روی قطعه کار شده و منجر به متراکم شدن یا اصطلاحاً له شدن آن می‌شود.
کاربرد دستگاههای پرس هیدرولیک
یک دستگاه پرس هیدرولیک تقریباً در همه حوزه‌های صنعتی کاربرد دارد، اما به طور ویژه و خاص برای تبدیل اشیا فلزی به ورقه‌های فلزی استفاده می‌شود. البته این دستگاهها در نازک کردن شیشه‌های داغ، تولید پودر در صنعت آرایشی و بهداشتی و همچنین تشکیل قرص برای مصارف پزشکی هم کاربرد دارد. در واقع کاربرد دستگاههای پرس هیدرولیک بیشتر به اندازه و فشار تولیدی آنها بستگی دارد و کاربرد اصلی آنها را می‌توان در سه گروه زیر قرار داد:
- برای خرد کردن و اوراق کردن اتومبیل: پرس هیدرولیک قلب سیستم خردکننده اتومبیل است. در این فرایند، یک موتور هیدرولیک فشار زیادی به مایعات داخل سیلندر وارد می‌کند. فشار مایع باعث می‌شود که صفحات به سمت بالا بروند و سپس با نیروی زیاد و سرعت بر روی خودرو فرود آیند. در نتیجه این موضوع باعث خرد شدن خودرو می‌شود.
- گرفتن چربی از پودر کاکائو: یکی از کاربردهای دستگاه پرس هیدرولیک در ابعاد کوچک است. هنگام پردازش دانه‌های کاکائو، مایع مخصوص شکلات به دست می‌آید. برای تهیه پودر کاکائو بدون چربی، این مایع در یک پرس هیدرولیک فشرده می‌شود. در نتیجه مایع به دست آمده بدون چربی بوده و در مراحل بعد برای تولید پودر کاکائو به کار گرفته می‌شود.
- برای تولید چاقو و چاقو سازی: دستگاههای پرس هیدرولیکی از بهترین گزینه‌ها برای تولید چاقو و شمشیر سازی هستند که فولاد خام مسطح را به شکل چاقو و خنجر در می‌آورند.
البته همانطور که اشاره شد، این سه مورد متفاوت از کاربردهای دستگاه پرس هیدرولیک هستند که ابعاد مختلف آنها را به رخ می‌کشند. اما کاربردهای آنها بسیار وسیع‌تر است و تقریباً در همه حوزه‌های صنعتی استفاده می‌شوند.
انواع دستگاه پرس هیدرولیک
با توجه به نیاز صنعت به دستگاههای مختلف و همچنین نیاز به اندازه‌های مختلف از آنها، امروزه شامل انتخاب طراحی‌های مختلف برای این دستگاهها هستیم که کاربرد آنها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. هر کدام از این دستگاهها می‌تواند در یک یا چند حوزه به کار گرفته شوند و شامل موارد زیر می‌شوند.
دستگاه پرس آربور (Arbor)
این دستگاه پرس معمولاً زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که کار مربوط به آنها از نظر ماهیت چندان سنگین نباشد. این دستگاهها در اندازه‌ها و مشخصات مختلفی ارائه می‌شوند و در مقایسه با سایر دستگاههای پرس هیدرولیک، فشار زیادی برای تولید خروجی بیشتر ایجاد نمی‌کند. دستگاه پرس هیدرولیک آربور در فرآیندهایی مانند سوراخ کردن فلزات، مهر زنی و نشان دار کردن فلزات، صاف کردن فلزات، برش دادن فلزات و همچنین مارک گذاری سطح کتیبه‌های فلزی استفاده می‌شوند.
دستگاه پرس لمینت (Laminating presses)
بر خلاف سایر پرس‌های هیدرولیکی که به صورت خودکار کار می‌کنند، این دستگاههای پرس نیاز به کار دستی دارند. پرس‌های لمینت دارای دو دهانه هستند که به عنوان صفحه شناخته می‌شوند. یکی از این صفحات برای گرمایش استفاده می‌شود، در حالی که دیگری نقش خنک کننده دارد. این باعث می‌شود که روند لمینت کردن نسبتاً سریع انجام شود.
با استفاده از دستگاه پرس هیدرولیک لمینت می‌توان موادی مانند پلیمرها را به شکل ورقه درآورد. معمولاً بر روی صفحات این دستگاهها از روغن یا از جریان الکتریسیته برای گرما استفاده می‌شود. این دستگاهها بهترین گزینه برای مصارف رایج مانند لمینت شناسنامه، لمینت کردن گواهینامه‌ها و حتی جلد کتاب است. در این روش، دستگاه می‌تواند لمینت کردن سریع برای نیازهای صنعتی و خانگی را تسهیل کند.
دستگاه پرس سی فریم (C- frame presses)
فریم و چارچوب استفاده شده برای این دستگاهها همانند حرف C انگلیسی است تا کارگران خیلی راحت‌تر بتوانند در محل کار خود از این دستگاهها استفاده کنند. بر خلاف سایر دستگاههای پرس هیدرولیک که دارای چندین فرآیند هستند، پرس‌های سی فریم فقط شامل یک برنامه پرس کاری واحد هستند. کاربردهای دستگاه پرس هیدرولیک C فریم شامل صاف کردن، ترسیم و همچنین مونتاژ قطعه کار است. این دستگاهها در اندازه‌ها و وزن‌های متنوعی به بازار عرضه شده‌اند و در آنها از پایه‌های چرخ و فشارسنج هم استفاده شده است.
دستگاه پرس پنوماتیک (Pneumatic presses)
این دستگاهها اصلی‌ترین و پایه‌ای‌ترین پرس‌های هیدرولیک مورد استفاده در صنایع مختلف هستند، زیرا از هوا برای ایجاد فشار استفاده می‌کنند. مزیت دستگاههای پرس پنوماتیک این است که عملیات پرس کاری را به سرعت انجام می‌دهند و تنها ایراد کار آنها این است که نمی‌توانند فشار بسیار بالایی ایجاد کنند. این محدودیت بیشتر به دلیل استفاده از هوا برای ایجاد فشار است.
دستگاه پرس هیدرولیک پنوماتیک اغلب در سیستم ترمز ماشین و هواپیما مورد استفاده قرار می‌گیرد. مصارف صنعتی این دستگاهها شامل مونتاژ، طراحی، پانچ و موارد مشابه آنهاست. معمولاً این دستگاهها نیاز به یک اپراتور تمام وقت دارند و در آنها باید نکات ایمنی و لوازم جانبی ایمنی به طور کامل رعایت شوند.
دستگاه پرس پاور یا پرس برقی (Power presses)
این دستگاهها در صنایع بزرگ استفاده می‌شود که نیاز به استفاده از ماشین آلات سنگین و تجهیزات مربوط به آنها دارند. با توجه به نوع کلاچ استفاده شده در این دستگاهها، به دو دسته کلی تقسیم بندی می‌شوند. آن‌هایی که کلاچ کامل دارند، تا کامل شدن فرآیند کلاچ، امکان متوقف کردن دستگاه وجود ندارد. اما دستگاه‌هایی که دارای کلاچ جزئی یا کلاچ مرحله‌ای هستند، در هر لحظه می‌توان دستگاه را متوقف کرد. از آنجایی که این دستگاهها برای عملیات سنگین به کار برده می‌شوند، موارد ایمنی در مورد آنها بسیار مهم است.
دستگاه پرس مونتاژ (Assembly presses)
این دستگاههای پرس از فشار شدید ایجاد شده توسط پیستون‌ها و مایعات هیدرولیک برای مونتاژ و نگهداری قطعات استفاده می‌کنند.
دستگاه پرس اچ فریم (H- frame presses)
طراحی خاص و منحصر به فرد این دستگاهها به شکل حرف H انگلیسی باعث شده که از این عنوان برای آنها استفاده شود و قطعه متراکم کننده یا صفحه دستگاه در مرکز دو ستون قرار می‌گیرد که حرکت آن به صورت عمودی و بالا و پایین است.
با توجه به اطلاعات گفته شده، امیدواریم این مطلب بتواند راهنمای خوبی برای انتخاب و خرید دستگاه پرس هیدرولیک باشد. اما اگر در این زمینه ابهامی دارید، سؤالات خود را در بخش نظرات مطرح کنید یا مستقیماً با کارشناسان ما در گروه تهران CNC تماس بگیرید.
مطالعه مطالب زیر می‌تواند به شما در این زمینه کمک کند:
منبع: hydraulicmania