المكابس الهيدروليكية: المبادئ والأنواع الأساسية

1. مبدأ عمل المكبس الهيدروليكي

يتم تصنيع المكبس الهيدروليكي وفقًا لمبدأ باسكال، باستخدام طاقة ضغط السائل لدفع الآلة للعمل. يظهر مبدأ عمل المكبس الهيدروليكي في الشكل 3-61. حاويتان مملوءتان بسائل بأحجام مختلفة (المساحة أ ₁ و A ₂ على التوالي) متصلان ومغلقان بإحكام لمنع تسرب السائل الموجود في كلا الوعاءين.

1-مكبس صغير 1 - مكبس صغير
2-مكبس كبير 2 - كبير الغطاس
3-قطعة العمل

عند وجود قوة مؤثِّرة لأسفل F ₁ على المكبس الصغير، يكون ضغط الوحدة المبذول على السائل هو p=F ₁ /A ₁ . وفقًا لمبدأ باسكال: في حاوية محكمة الغلق، يكون ضغط السائل متساويًا في جميع الاتجاهات، وينتقل الضغط إلى كل نقطة من الحاوية.

لذلك، يولِّد المكبس الكبير في حاوية أخرى قوة دفع لأعلى F ₂ ,

F ₂ =pA ₂ =F ₂ (A ₂ /A ₁ ).

من الواضح أنه من خلال زيادة مساحة المكبس الكبير، فإن القوة الصغيرة F ₁ على المكبس الصغير يمكن الحصول على قوة كبيرة F ₂ على المكبس الكبير. هنا، المكبس الصغير يعادل المكبس الموجود في المضخة الهيدروليكية، في حين أن المكبس الكبير هو المكبس الموجود في أسطوانة العمل في مكبس هيدروليكي.

2. خصائص وتصنيف المكابس الهيدروليكية

(1) خصائص المكابس الهيدروليكية.

المكابس الهيدروليكية هي آلات تعمل تحت ضغط ساكن، باستخدام الضغط الساكن للسوائل لتشويه قطع العمل. ويختلف هذا اختلافًا جوهريًا عن معدات التشكيل الأخرى (مثل مكابس الساعد، ومطارق التشكيل، والمكابس اللولبية)، كما تتميز المكابس الهيدروليكية بالخصائص التالية:

① من السهل الحصول على ضغط مرتفع.

وكلما كانت حمولة المعدات أكبر، كلما برزت هذه الميزة للمكبس الهيدروليكي، في حين أن زيادة الضغط بواسطة الآليات الميكانيكية محدودة بقوة المكونات.

② يمكن ضبط ضغط العمل.

يمكن لبعض المكابس الهيدروليكية استخدام عدة مستويات من الحمل الزائد لضغط العمل في دورة عمل واحدة لحماية القالب.

③ من السهل الحصول على شوط عمل كبير.

تتميز المكابس الهيدروليكية بسهولة الحصول على ضربات عمل كبيرة، ويمكنها توليد أقصى ضغط مقدر والحفاظ على الضغط لفترة طويلة في أي موضع من شوط العمل. وهذا مفيد بشكل خاص لعمليات الكبس ذات ضربات العمل الطويلة، مثل السحب العميق للصفائح المعدنية وبثق المقاطع الجانبية.

④ ملائمة للنقل.

يحقق النظام الهيدروليكي القابل للتعديل سرعات شوط مختلفة، وتعديل السرعة هذا غير متدرج وسهل التشغيل.

⑤ تتميز المكابس الهيدروليكية بهيكل بسيط ويمكن أن تتكيف مع الإنتاج متعدد الأصناف.

⑥ اهتزازات وضوضاء عمل منخفضة.

تعمل المكابس الهيدروليكية بسلاسة مع تقليل الصدمات والاهتزازات والضوضاء. لديها متطلبات منخفضة لأساسات المصنع. وهي مفيدة لحماية البيئة وتحسين ظروف عمل العمال.

⑦ سهولة تنفيذ الإنتاج الآلي.

ومع ذلك، فإن المكابس الهيدروليكية لها أيضًا بعض العيوب. على سبيل المثال، لديها متطلبات عالية لتقنية الختم؛ يمكن أن يؤدي سوء الختم إلى تسرب السوائل، مما يؤثر على كفاءة الماكينة وتلويث البيئة. نظرًا لمقاومة تدفق السائل، فإن سرعة العمل القصوى للمكبس الهيدروليكي محدودة.

(2) تصنيف المكابس الهيدروليكية.

تنقسم المكابس الهيدروليكية إلى 10 مجموعات وفقًا لاستخداماتها.

① مكبس هيدروليكي للحدادة

تُستخدم للتشكيل الحر، وتكسير السبائك، وتشكيل القوالب الحديدية وغير الحديدية المعادن.

② مكبس الختم الهيدروليكي

تُستخدم لختم مختلف الصفائح المعدنية، بما في ذلك ختم الصفائح المعدنية الأحادية والمزدوجة وختم القوالب المطاطية.

③ مكبس هيدروليكي للاستخدام الأساسي

تُستخدم لعمليات مختلفة، ويشار إليها عادةً باسم المكبس الهيدروليكي العام أو للأغراض العامة.

④ مكبس هيدروليكي للاستقامة والتركيب بالضغط

تُستخدم لتقويم الأجزاء وتجميعها.

⑤ مكبس هيدروليكي للتغليف

يُستخدم لكبس الخشب الرقائقي، وألواح الخشب المضغوط، والمواد المقواة بالألياف الزجاجية، إلخ.

⑥ مكبس البثق الهيدروليكي

تستخدم لبثق مختلف الأسلاك المعدنية، والأنابيب، والقضبان، والمقاطع الجانبية وقطع العمل للسحب العميق، والتثقيب، وغيرها من العمليات.

⑦ مكبس الضغط الهيدروليكي

تُستخدم لكبس منتجات المساحيق المختلفة، مثل مسحوق المعادن، والماس الاصطناعي، والبلاستيك المتصلد بالحرارة، ومنتجات المطاط.

⑧ مكبس هيدروليكي للتكديس والضغط

تُستخدم لضغط البُرادة المعدنية والخردة في كتل وبالات ولضغط المواد غير المعدنية.

⑨ مكابس هيدروليكية أخرى

مثل تطوير القوالب، وتغطية الكابلات، وكبس محور العجلات، وغيرها من العمليات المتخصصة.

⑩ مكبس هيدروليكي يدوي

مكبس هيدروليكي صغير يُستخدم للاختبار والتركيب بالضغط والعمليات اليدوية الأخرى التي لا تتطلب قوة كبيرة.

يتضمن وسيط العمل للمكابس الهيدروليكية نوعين بشكل أساسي: تلك التي تستخدم الماء المستحلب كوسيط عمل تسمى المكابس الهيدروليكية، بضغط اسمي أعلى من 10000 كيلو نيوتن بشكل عام. تلك التي تستخدم الزيت كوسيط عمل تسمى مكابس الزيت الهيدروليكية، بضغط اسمي أقل من 10000 كيلو نيوتن بشكل عام.