Крупные поковки обрабатываются на гидравлических прессах. Гидравлические ковочные прессы (рис. 140), действие которых основано на законе гидростатического давления, характеризуются наибольшим усилием, передаваемым бойком пресса на обрабатываемый металл.
Рис. 140. Ковочный чистогидравлический пресс.
Гидравлические ковочные прессы могут развивать усилие до 15000 т и выше. Энергоносителем в гидропрессах являются вода или масло давлением 200—400 аmu.
Усилие Р на плунжер со стороны жидкости определяется формулой
P = η ΣF p,
где η — коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах, ΣF—сумма площадей поперечного сечения всех плунжеров, р — давление воды.
Если пресс имеет один рабочий цилиндр с диаметром плунжера D, то
ΣF = πD2 / 4,
Гидравлический ковочный пресс (рис. 140) имеет рабочий цилиндр 8, в котором находится плунжер 6, цилиндр закреплен в верхней неподвижной поперечине 7. Последняя с помощью колонн 5 соединяется с нижней неподвижной поперечиной 1, являющейся основанием пресса. Рабочий плунжер 6 соединен с подвижной поперечиной 4, несущей верхний боек 3 и направляемой колоннами 5. Рабочий цилиндр 8 с плунжером 6 сообщает поперечине 4 движение вниз. Для ее подъема наверху установлен подъемный цилиндр 9 с плунжером 10, соединенным при помощи поперечины 11 и тяг 12 с поперечиной 4. Для работы гидравлических прессов необходимо иметь источник воды высокого давления, приемник отработанной воды 16 и распределительное устройство 15. Если при помощи распределительного устройства 15 рабочий цилиндр посредством трубы 14 соединить с источником воды высокого давления, а подъемный цилиндр посредством трубы 13 — с баком отработанной воды 16, то прессбудет производить рабочий ход — передавать усилие на поковку.
Если же, наоборот, рабочий цилиндр соединить с баком, а подъемный цилиндр — с источником воды высокого давления, то средняя подвижная поперечина вместе с верхним бойком будет двигаться вверх.
В зависимости от источника воды высокого давления различают чисто гидравлические и парогидравлические ковочные прессы. Первые работают от насоса высокого давления. У этих прессов насос подает воду не на пресс непосредственно, а через аккумулятор. Последний накапливает (аккумулирует) воду высокого давления во время пауз в работе пресса и отдает ее в пресс во время рабочих ходов. Аккумуляторы позволяют иметь насосы меньшей мощности, подача которых соответствует среднему потреблению воды прессом, а не тому, которое необходимо в процессе рабочего хода.
При наличии в цехе нескольких гидравлических прессов насосная и аккумуляторная установки устанавливаются на обслуживание всей группы прессов в целом.
В настоящее время наибольшее распространение имеют беспоршневые воздушно-гидравлические аккумуляторы. Эти аккумуляторы (рис. 140) имеют резервуар 17 для воды и несколько воздушных резервуаров 18. Полости всех резервуаров соединены между собой сверху. Всe резервуары нагнетают сжатым воздухом при помощи компрессора до давления равного давлению воды. И если вода от насоса под давлением, например 200 аmu, поступит в водяной резервуар 17, то давление воды снижаться не будет.
При потреблении прессом воды меньшего количества, чем подает насос, уровень воды в гидравлическом резервуаре будет повышаться, а если подаваемой насосом воды не хватает для питания пресса, то уровень воды в гидрорезервуаре будет понижаться. Эти аккумуляторы обеспечиваются автоматически действующей аппаратурой, которая автоматически прекращает (выключает) действие насоса, если вода в резервуаре поднимается до верхнего определенного уровня, и наоборот.
В парогидравлических прессах источником воды высокого давления является паровой мультипликатор (рис. 141), который как бы трансформирует низкое давление пара Р1 (6—12 аmu) в иысокое давление воды P2 (например, 400 аmu).
Рис. 141. Схема мультипликатора.
Мультипликатор состоит из парового цилиндра 2, в котором находится поршень 1. Скалка 3 является плунжером гидравлического цилиндра 4 мультипликатора, подающего воду в пресс. Давление воды P2 будет во столько раз больше давления пара Р1, во сколько раз площадь F поршня 1 будет больше площади f плунжера 3 гидроцилиндра мультипликатора.
При
P1 = 10 аmu и F/f = 40
P2f = P1F; P2 = P1 ּ F/f = 10 ּ 40 = 400 amu.
Усилия прессов выбираются по таблицам в зависимости от ве слитка.
