Настольный пресс на 10 тонн: Ø100 10T, ход усиления, станина

Краткий ответ: настольный пресс на 10 тонн (≈98 кН) собирают на газогидравлическом цилиндре Ø100 исполнения 10T, например нашем MPT: усилие равно K × давление воздуха, где для Ø100 10T коэффициент K = 1 560 кгс на каждый 1 кгс/см² (по таблице SNS для серии MPTF, для MPT это оценка).

Вступление полностью

Значит, 10 т даёт давление около 0,63 МПа, а при 7 кгс/см² (около 0,7 МПа) цилиндр развивает 10 920 кгс. Ø80 5T (K = 1 000) до 10 т не дотягивает: его предел по таблице 7 000 кгс. Полное усилие появляется только на ходе усиления 5–20 мм в конце хода, а рама из двух колонн M30 и траверсы 100 × 60 мм выдерживает 10 т с запасом около 1,9 по текучести.

Что значит «настольный пресс на 10 тонн» и зачем здесь усилитель

В запросе «пресс гидравлический настольный 10 тонн» обычно имеют в виду малый пресс для мастерской: запрессовать подшипник, согнуть полосу, выпрессовать втулку, отштамповать деталь. Усилие 10 тс — это 10 тыс. кгс, около 98 кН. В гидравлическом прессе его создаёт ручной или электрический насос. В пневмогидравлическом схема другая: источник энергии — воздух цеховой сети, а между воздухом и штоком стоит усилитель, где большой воздушный поршень давит на малый масляный.

Обычный пневмоцилиндр здесь не спасёт. Чтобы получить 10 т при 0,6 МПа, ему понадобилась бы площадь поршня около 1 634 см², то есть диаметр порядка 455 мм. Усилитель решает ту же задачу цилиндром Ø100. Подробнее о выборе между пневматикой и гидравликой — в статье «Пневматика или гидравлика».

Какой диаметр и исполнение дают 10 тонн?

Усилие по таблице SNS для серии MPTF считается как K × давление в кгс/см² (1 МПа ≈ 10,2 кгс/см²). Значения даны до 7 кгс/см², дальше таблица не идёт, и выше мы цифры не приводим, хотя рабочий диапазон наших серий MPT, MPTF и MPTD 0,2–0,8 МПа.

листайте таблицу вбок →

Для настольного пресса оптимален Ø100 10T: он подходит впритык с запасом около 9 %. Ø125 15T даёт запас больше, но цилиндр тяжелее, длиннее и дороже, а станину для него придётся делать крепче. В прайсе WAALPC для Ø100 есть только исполнение 10T, 13T у нас нет, поэтому ряд каталога SNS (с 13T) переносить на наш ассортимент не нужно.

Оговорка: таблица усилий есть в каталоге SNS только для MPTF. Для MPT и MPTD мы применяем те же значения K как оценку и при заказе уточняем у инженера.

Пример: пресс 10 т на MPT Ø100

Исходные данные: усилие 10 т на последних 20 мм хода, общий ход до 100 мм, сеть 0,8 МПа.

1. Усилие в кгс. 10 т = 10 000 кгс (≈ 98 кН).
2. Давление воздуха. p = F / K = 10 000 / 1 560 ≈ 6,41 кгс/см², то есть около 0,63 МПа.
3. Проверка на 0,6 МПа. Регулятор на 0,6 МПа (6,12 кгс/см²) даёт 1 560 × 6,12 ≈ 9 540 кгс: примерно на 4,5 % меньше нужного. Поэтому «обычные 6 бар» для 10 т не хватает.
4. Рабочая точка. Ставим 7 кгс/см² (около 0,69 МПа): 1 560 × 7 = 10 920 кгс, запас над 10 т 9 %. Сеть 0,8 МПа с запасом на потери в трубке и распределителе это обеспечивает.
5. Цилиндр. Ø100, исполнение 10T, ход 1–100 мм: MPT-100-1~100, цена в реестре 583 740 ₸.

Как это выглядит в цифрах: цилиндр Ø80 5T при тех же 7 кгс/см² выдаст лишь 7 000 кгс, 70 % нужного, и никакое «подкручивание» регулятора в пределах сети не поможет.

Ход усиления, скорость и расход воздуха

Главное, чего не видно в слове «10 тонн»: это усилие существует не на всём ходу. Цилиндр сначала быстро подводит шток почти без нагрузки. По таблице SNS для Ø100 подвод даёт 78 кгс на каждый 1 кгс/см², то есть 546 кгс при 7 кгс/см². Потом включается ход усиления: у MPT он 5–20 мм (колонки «5-20» в прайсе WAALPC), у MPTF 20 мм. Значит, пресс подходит для работ, где 10 т нужны на последних миллиметрах: запрессовка, гибка, клёпка, чеканка. Прессовать на длинном ходу (например, брикетировать стружку на 100 мм) с полным усилием нельзя.

Оценка скорости, расхода и времени цикла для нашего примера:

• Скорость. Каталог SNS называет для MPT и MPTF диапазон 50–700 мм/с. Для примера возьмём подвод 80 мм при 100 мм/с (0,8 с) и ход усиления 20 мм при 50 мм/с (0,4 с): около 1,2 с на прямой ход, плюс выдержка и возврат. Реальное время задают нагрузка и настройка дросселей.
• Расход воздуха на подвод. Площадь рабочего поршня Ø100 равна 78,5 см². Ход 100 мм при 0,69 МПа: 78,5 см² × 10 см × (0,69 + 0,101)/0,101 ≈ 6,1 нл. При 10 циклах в минуту это около 61 нл/мин. Это нижняя оценка: воздух на полость узла усиления и на возврат сюда не входит, их объёмов в таблицах SNS нет. Компрессор подбирайте с запасом и уточняйте расход у инженера.
• Распределитель. Средний поток при 100 мм/с составляет около 0,785 л/с × 7,8 ≈ 6,1 нл/с (≈ 370 нл/мин). Для нашего 4V210 лист 4V200 называет 900–1 200 нл/мин при входе 6 бар: запас не меньше 2,4 раза.

Калькулятор расхода воздуха и скорости цилиндра пересчитает те же величины под ваши ход и частоту.

Какую серию взять: MPT, MPTF или MPTD

Подробно серии разобраны в статье «MPTF и MPT: в чём разница». Для настольного пресса важны три отличия.

• MPT проще всех и дешевле, цена Ø100 в реестре 583 740 ₸. Подходит для пресса, которым работают нечасто.
• MPTF имеет цилиндр быстрого подвода и отделённое от воздуха масло, по заявлению производителей подвод примерно на 30 % быстрее; цена Ø100 928 620 ₸. Берут для частых циклов.
• MPTD с регулируемым полным ходом, цена Ø100 648 600 ₸. Выручает, если в один пресс кладут детали разной высоты: ход подгоняют, а не перенастраивают стол.

Цены в реестре даны для Ø100 исполнения 10T и полного хода до 100 мм; для длинного хода цену подтверждает инженер.

Станина: колонны и траверса

Рама воспринимает ту же силу 98 кН, что и цилиндр, только в обратную сторону. Мы проверяем одну типовую схему настольного пресса: цилиндр закреплён на траверсе, траверса опирается на две колонны с резьбой M30 по бокам стола. Плиту считаем сплошной: если шток или посадочный буртик цилиндра проходит сквозь отверстие в середине траверсы, сечение там ослаблено, и плиту пересчитывают за вычетом отверстия (шире или толще). Это не единственная схема (есть С-образные рамы и порталы), но она позволяет показать порядок расчёта.

1. Колонны. Две M30 классом прочности 8.8, площадь по напряжениям M30 равна 561 мм². Растяжение: σ = 98 066 Н / (2 × 561 мм²) ≈ 87 МПа. Пробное напряжение для класса 8.8 при диаметре больше 16 мм — 600 МПа (ISO 898-1), запас ≈ 6,9.
2. Траверса. Стальная плита шириной b = 100 мм, пролёт между колоннами L = 300 мм, сила в середине. Изгибающий момент M = F·L/4 = 98 066 × 0,3 / 4 ≈ 7 355 Н·м. Момент сопротивления W = b·t²/6.

листайте таблицу вбок →

Для 10 т берём плиту 60 мм: запас по текучести ≈ 1,9, прогиб 0,15 мм при модуле E = 2,06·10⁵ МПа. Плита 40 мм при тех же размерах работает выше предела текучести. Расчёт заведомо жёсткий: сила приложена в точке, а на деле фланец цилиндра распределяет её по площади. Стол пресса (нижнюю плиту) мы здесь не считаем, он опирается всей площадью.

Воздушная часть пресса

Давление выставляет регулятор с манометром, например ARG (цена от 20 520 ₸): диапазон выходного давления 0,1–0,85 МПа, резьба G; 0,69 МПа лежит внутри диапазона. Подачу и возврат ведёт распределитель 5/2 серии 4V, например 4V210-08 с портами 1/4 (резьба по умолчанию PT, G — опция кода), 7 200 ₸, рабочий диапазон 0,15–0,8 МПа. Выхлопной порт у него 1/8, его закрывает глушитель PSL-01 размером 1/8, 180 ₸ (от 180 ₸).

Скорость воздушного хода задают дроссели с обратным клапаном AS (от 1 080 ₸), которые ставят на выхлоп или на впуск в зависимости от модели: чем медленнее ход усиления, тем плавнее набирается усилие. Давление в сети стабильным делает блок подготовки воздуха (регуляторы AR), а о питании компрессором читайте в статье «Компрессор для пневматики». Схема управления прессом разобрана в статье о пневмогидравлическом прессе.

Чего этот расчёт не покрывает

• Нижняя плита и опоры стола. Мы считаем только колонны и траверсу.
• Усилие на длинном ходу. Полное усилие только на ходе усиления 5–20 мм.
• Давление выше 7 кгс/см². Таблица SNS дальше не идёт.
• Запас больше 9 %. Это уже Ø125 15T или 20T; раму под большее усилие смотрите в статье о гаражном прессе.

Безопасность

10 т — это нагрузка, при которой нельзя полагаться на аккуратность оператора. Нужны защитное ограждение зоны прессования и пуск двумя руками, а руки не должны попадать между упором и штоком. Простая логика «два крана последовательно» не заменяет сертифицированного узла двуручного управления по ISO 13851: он требует нажатия обеих кнопок с разницей не более 0,5 с. Пропадание воздуха снимает усилие: продумайте, что при этом происходит с заготовкой и подвижной частью, и проверьте на стенде до рабочей загрузки.

Типичные ошибки

• Берут «обычные 6 бар». При 0,6 МПа Ø100 10T даёт лишь около 9,5 т.
• Берут Ø80 5T «потому что дешевле». Его предел 7 т.
• Ждут 10 т по всему ходу. Усиление только на последних 5–20 мм.
• Считают усилие по площади воздушного поршня. Для усилителя берут таблицу усилий (у нас — SNS MPTF как оценка).
• Траверсу делают «на глаз». Плита 40 мм в нашем примере работает выше текучести.
• Переносят K с MPTF на MPT без оговорки. Для MPT это оценка, уточняйте при заказе.

Рубрики каталога

• Пневмоприводы — цилиндры и усилители;
• Газогидравлический цилиндр MPT;
• Газогидравлический цилиндр MPTF;
• Газогидравлический цилиндр MPTD;
• Калькулятор усилия цилиндра.

Частые вопросы

Какой цилиндр нужен для настольного пресса на 10 тонн?

Газогидравлический усилитель Ø100 исполнения 10T: по таблице SNS для MPTF K = 1 560 кгс на 1 кгс/см² (для MPT — оценка), и 10 т получается при давлении около 0,63 МПа.

Хватит ли Ø80 5T?

Нет: его предел по таблице при 7 кгс/см² — 7 000 кгс, меньше 10 т.

Хватит ли давления 0,6 МПа?

Нет: Ø100 10T при 0,6 МПа даёт около 9 540 кгс. Нужна рабочая точка около 0,69 МПа (7 кгс/см²), 10 920 кгс.

На какой длине хода будет 10 т?

Только на ходе усиления: 5–20 мм у MPT и 20 мм у MPTF по прайсу WAALPC.

Сколько воздуха расходует пресс?

Подвод на 100 мм у Ø100 при 0,69 МПа — около 6,1 нл; при 10 циклах в минуту около 61 нл/мин. Это нижняя оценка: узел усиления и возврат не учтены.

Какая рама нужна под 10 т?

В нашей схеме: две колонны M30 и стальная траверса 100 × 60 мм с пролётом 300 мм. Это пример расчёта, под вашу конструкцию станину считают отдельно.

Ещё по теме: артикулы, аналоги и статьи (1)

• Пневмогидравлический цилиндр: принцип работы и выбор