Prensas hidráulicas: Princípios essenciais e tipos

1. O princípio de funcionamento da prensa hidráulica

A prensa hidráulica é fabricada de acordo com o princípio de Pascal, utilizando a energia da pressão do líquido para fazer funcionar a máquina. O princípio de funcionamento da prensa hidráulica é mostrado na Figura 3-61. Dois recipientes cheios de líquido de diferentes tamanhos (áreas A ₁ e A ₂ respetivamente) são ligados e selados para evitar a fuga do líquido em ambos os recipientes.

1-Punção pequeno
2-Embolo grande
3-Peça de trabalho

Quando uma força descendente F ₁ é aplicada ao êmbolo pequeno, a pressão unitária exercida sobre o líquido é p=F ₁ /A ₁ . Segundo o princípio de Pascal: num recipiente fechado, a pressão do líquido é igual em todas as direcções e a pressão é transmitida a todos os pontos do recipiente.

Por conseguinte, o êmbolo grande noutro recipiente gera um impulso ascendente F ₂ ,

F ₂ =pA ₂ =F ₂ (A ₂ /A ₁ ).

É evidente que, ao aumentar a área do êmbolo grande, uma pequena força F ₁ no êmbolo pequeno pode obter uma grande força F ₂ no êmbolo grande. Neste caso, o êmbolo pequeno é equivalente ao êmbolo de uma bomba hidráulica, enquanto o êmbolo grande é o êmbolo do cilindro de trabalho de uma prensa hidráulica.

2. Características e classificação das prensas hidráulicas

(1) Características das prensas hidráulicas.

As prensas hidráulicas são máquinas que funcionam sob pressão estática, utilizando a pressão estática dos líquidos para deformar as peças de trabalho. Este facto é fundamentalmente diferente de outros equipamentos de forjamento (como as prensas de manivela, os martelos de forjamento, as prensas de parafuso) e as prensas hidráulicas têm também as seguintes características

① É fácil obter uma pressão elevada.

Quanto maior for a tonelagem do equipamento, mais proeminente é esta vantagem da prensa hidráulica, enquanto o aumento da pressão por mecanismos mecânicos é limitado pela resistência dos componentes.

② A pressão de trabalho pode ser ajustada.

Algumas prensas hidráulicas podem utilizar vários níveis de sobrecarga de pressão de trabalho num ciclo de trabalho para proteger o molde.

③ É fácil obter um grande curso de trabalho.

As prensas hidráulicas são fáceis de obter grandes cursos de trabalho e podem gerar pressão máxima nominal e manter a pressão durante muito tempo em qualquer posição do curso de trabalho. Isto é particularmente vantajoso para processos de prensagem com cursos de trabalho longos, como a estampagem profunda de chapas metálicas e a extrusão de perfis.

④ Conveniente para o transporte.

O sistema hidráulico ajustável atinge várias velocidades de curso, este ajuste de velocidade é contínuo e fácil de operar.

⑤ As prensas hidráulicas têm uma estrutura simples e podem adaptar-se à produção de várias variedades.

⑥ Baixa vibração e ruído de trabalho.

As prensas hidráulicas funcionam suavemente com menos impacto, vibração e ruído. Têm baixos requisitos para as fundações da fábrica. São benéficas para a proteção ambiental e para a melhoria das condições de trabalho dos trabalhadores.

⑦ Produção automatizada fácil de implementar.

No entanto, as prensas hidráulicas também têm algumas desvantagens. Por exemplo, têm requisitos elevados em termos de tecnologia de vedação; uma vedação deficiente pode levar a fugas de fluido, afectando a eficiência da máquina e poluindo o ambiente. Devido à resistência ao fluxo do fluido, a velocidade máxima de trabalho da prensa hidráulica é limitada.

(2) Classificação das prensas hidráulicas.

As prensas hidráulicas dividem-se em 10 grupos, consoante a sua utilização.

① Prensa hidráulica para forjar

Utilizado para forjamento livre, desagregação de lingotes e forjamento em matriz de metais ferrosos e não ferrosos metais.

② Prensa hidráulica de estampagem

Utilizada para estampagem de várias chapas metálicas, incluindo estampagem de ação simples, dupla ação e de moldes de borracha.

③ Prensa hidráulica de utilização primária

Utilizada para vários processos, normalmente designada por prensa hidráulica universal ou de uso geral.

④ Prensa hidráulica para endireitar e prensar

Utilizada para o endireitamento e montagem de peças.

⑤ Prensa hidráulica de laminagem

Utilizado para prensar contraplacado, painéis de partículas, materiais reforçados com fibra de vidro, etc.

⑥ Prensa Hidráulica de Extrusão

Utilizada para a extrusão de vários fios metálicos, tubos, varetas, perfis e peças de trabalho para estampagem profunda, perfuração e outros processos.

⑦ Prensa hidráulica de compressão

Utilizado para prensar vários produtos em pó, tais como metalurgia do pó, diamantes sintéticos, plásticos termoendurecíveis e produtos de borracha.

⑧ Prensa Hidráulica de Enfardamento e Compactação

Utilizada para compactar aparas de metal e sucata em blocos e fardos, e para enfardar materiais não metálicos.

⑨ Outras prensas hidráulicas

Por exemplo, desenvolvimento de moldes, revestimento de cabos, prensagem de eixos de rodas e outros processos especializados.

⑩ Prensa hidráulica manual

Uma pequena prensa hidráulica utilizada para testes, montagem de prensas e outros processos manuais que não requerem grande força.

O meio de trabalho das prensas hidráulicas inclui principalmente dois tipos: as que utilizam água emulsionada como meio de trabalho são designadas por prensas hidráulicas, com uma pressão nominal geralmente superior a 10000kN. As que utilizam óleo como meio de trabalho são designadas prensas hidráulicas a óleo, com uma pressão nominal geralmente inferior a 10000 kN.