Основы сервопрессов: мощность, точность и эффективность

Что такое сервопресс?

Сервопрессы приводятся сервоприводом. Как и традиционные прессы, они предназначены для формовочных операций. Способность управлять положением поршня, длиной хода, профилем слайда, нагрузкой, моментом и скоростью делает их высокоэффективными. Потери энергии при работе минимальны.

Сервопрессы — высокомоментные машины. Они способны выдавать полную прессующую силу с полной энергией в любой точке операции. Поэтому идеальны для обработки высокопрочных материалов. Полный контроль позволяет выполнять высокоточную формовку. Вторичные процессы (например, чистовая отделка) сокращаются.

Полный контроль прессовых действий реализуется системой замкнутого цикла с обратной связью. Система включает датчики на поршне, поэтому время цикла и нагрузки регулируются точнее. Сервопресс может выполнять задачи, требующие разного момента, скорости, слайда и хода. Типовые применения: прессовка, ничевание, герметизация, гибка, вытяжение, формовка, резка, штамповка и др.

Как работает электрический сервопресс?

Принцип работы поршня существенно отличается от традиционного механического пресса. В сервопрессе поршень движут винтовой вал и гайка, а не цилиндр. Сервопривод соединен с винтовым валом ремнем. При вращении вала привода ремень заставляет винтовой вал вращаться.

При вращении винтового вал гайка внутри цилиндра движется по направляющей канавке. В отличие от типичных электродвигателей, сервопривод может вращать вал по или против часовой стрелки. Это управляет направлением вращения винтового вала, а следовательно, продвижением и отходом поршня. Ниже видео показывает работу пресса.

Типы сервоприводных прессов

● Гидравлические

Гидравлические прессы работают по закону Паскаля. Давление в замкнутой среде распространяется равномерно без потерь энергии. В обычных гидравлических прессах один поршень создает силу в малом цилиндре, другой — большую силу в большом цилиндре.

По сравнению с обычными, сервогидравлические прессы с высокопроизводительными сервоприводами достигают значительно более высокой скорости слайда в процессе формовки. Используются для ковки, литья, штамповки, формовки металла. Популярны в промышленности за способность формировать сложные формы с меньшими отходами.

● Шарнирно-винтовые (Ball Screw)

Этот тип использует шарнирно-винтовые пары для снижения трения. В отличие от обычных винтовых прессов, скорость слайда может меняться в процессе без сцепления или маховика. Преимущество: полная скорость слайда и максимальная сила работают в любой позиции. Применяется для широкого спектра задач, включая длинные ходы (экструзия).

Также идеальны для формовки, требующей быстрого движения в конце процесса. По максимальной нагрузке шарнирно-винтового типа нужно учитывать грузоподъемность шарнирно-винтовой пары и редукцию ремня. Увеличение числа сервоприводов и шпинделей повышает мощность.

● Коленчатые (Crank)

Сервоколенчатые прессы — экономичная альтернатива шарнирно-винтовым. Сервопривод с высоким моментом может быть напрямую присоединен к приводному валу. Очень похожи на традиционные механические прессы, главное отличие — исключение маховика и сцепления. Работают с двумя шатунами для усиления мощности при высоких нагрузках.

● Шарнирно-рычажные (Linkage)

Шарнирно-рычажный механизм снижает скорость слайда и достигает более высокой грузоподъемности мотора, расположенного рядом с нижней мертвой точкой. Замедляя скорость слайда в ходе, они увеличивают скорость приближения и возврата. Еще одно преимущество — способность удерживать высокие нагрузки на относительно длинном рабочем ходе.