Пресс на 40 тонн на пневмогидравлическом цилиндре: Ø160 40T, давление сети около 0,6 МПа, ход усиления и станина

Краткий ответ: пресс на 40 тонн (≈392 кН) на пневмогидравлическом цилиндре собирают на Ø160 исполнения 40T: по таблице усилий SNS коэффициент K = 6 500 кгс на каждый 1 кгс/см² давления воздуха (таблица напечатана на странице серии MPTF, для MPT и MPTD это оценка, которую уточняют при заказе).

Подобрать и купить пневмоцилиндры в каталоге →

Что значит «пресс на 40 тонн» и где здесь усилитель

Запрос «пресс 40 тонн» чаще всего относится к гидравлическому мастерскому или заводскому прессу на 40 тс. Усилие сорока тонн-силы это 40 000 кгс, или около 392 кН. Воздух из цеховой сети при 0,6 МПа даёт такую силу только на поршне диаметром около 910 мм, а между воздухом и штоком ставят газогидравлический усилитель: воздух давит на большой поршень, масло в малом цилиндре превращает это давление в многократно большую силу.

Оговорка, без которой расчёт теряет смысл: полное усилие усилитель развивает только на ходе усиления. У наших MPT и MPTD он 5–20 мм по прайсу WAALPC, а полный ход серии доходит до 400 мм. Остальную длину цилиндр проходит быстрым подводом с небольшим усилием. Значит, пресс подходит там, где 40 т нужны на последних миллиметрах: запрессовка, гибка, калибровка, правка, штамповка. Если нужно держать 40 т на длинном ходу, усилитель не годится.

Какое исполнение и давление дают 40 тонн?

Усилие в таблице SNS считается как K × давление в кгс/см² (1 МПа ≈ 10,2 кгс/см²). Для Ø160 исполнения 40T таблица выглядит так:

листайте таблицу вбок →

Строки таблицы взяты из каталога дословно (при 7 кгс/см² он печатает 46 000, а не 45 500 по K, поэтому значения таблицы мы не пересчитываем). Усилия выше 0,7 МПа мы не приводим: таблица SNS дальше не идёт, хотя рабочий диапазон наших серий MPT и MPTD 0,2–0,8 МПа. Вывод для проекта: при цеховых 0,6 МПа до номинала не хватает долей процента, поэтому рассчитывайте на 0,65–0,69 МПа и ставьте регулятор с запасом по давлению на входе.

Важная оговорка по источнику. Таблица усилий SNS напечатана на странице серии MPTF; для MPT и MPTD мы применяем её как оценку и при заказе уточняем у завода. Ø160 у нашей MPTF нет (в прайсе WAALPC она идёт до Ø125), поэтому на Ø160 речь идёт о серии MPT или MPTD. Исполнение 40T у Ø160 подтверждают и каталог SNS, и прайс WAALPC.

В артикуле WAALPC (например, MPT-160-1~100) исполнение по усилию не кодируется, а цена у 30T и 40T разная: строка реестра посчитана от колонки 30T, цена 40T выше, её подтверждает инженер при заказе. Называйте тоннаж при заказе явно.

Пример: пресс 40 т на MPT Ø160

Исходные данные: усилие 40 т на последних 20 мм хода, общий ход до 100 мм, цеховая сеть 0,7–0,8 МПа, регулятор на входе узла.

1. Усилие в кгс. 40 т = 40 000 кгс (≈ 392 кН).
2. Давление воздуха. p = F / K = 40 000 / 6 500 ≈ 6,15 кгс/см², то есть около 0,60 МПа (6,15 × 0,0981).
3. Рабочая точка. Ставим на регуляторе 0,65 МПа: 6 500 × 6,63 кгс/см² ≈ 43 100 кгс. Запас над 40 т около 8 %. При 0,6 МПа было бы 39 800 кгс, то есть на 0,6 % меньше номинала: для пресса на 40 т этого мало.
4. Цилиндр. Ø160, исполнение 40T, ход 1–100 мм: MPT-160-1~100, цена базовой строки Ø160 в реестре 1 591 800 ₸. Строка реестра посчитана от колонки 30T прайса, цена исполнения 40T выше, её подтверждает инженер при заказе.

Как это выглядит в цифрах: при 0,5 МПа (5,10 кгс/см²) усилитель даёт около 33 100 кгс, то есть на 17 % меньше нужного, а обычному цилиндру при 0,6 МПа потребовался бы Ø около 910 мм.

Чем MPT отличается от MPTD при 40 тоннах

У MPTD полный ход регулируется, а у MPT задаётся при заказе. Для пресса это удобно, когда меняется высота заготовки: упор не переставляют вручную, ход настраивают у цилиндра. Цена MPTD Ø160 в реестре 1 856 160 ₸, то есть заметно выше MPT. Для одной операции с постоянной высотой хватает MPT, для переналадки между деталями MPTD оправдывает разницу. Про MPTF, у которой есть цилиндр быстрого подвода, и сравнение с MPT читайте в статье «MPTF и MPT: в чём разница»: на Ø160 эта серия у нас не продаётся.

Станина: на что рассчитывать раму при 40 тоннах

Пневмоусилитель развивает 392–422 кН (40 т и рабочая точка 0,65 МПа), и всю эту силу принимает рама. Покажем порядок расчёта на примере, не заменяющем проект. Схема: цилиндр стоит на верхней траверсе, нагрузку принимают четыре колонны с резьбой M30 класса 8.8, траверса — сплошная стальная плита шириной 200 мм, пролёт между колоннами 400 мм, сила в середине.

• Колонны. Сила 392 кН на четыре колонны даёт ≈98 кН на каждую, то есть ≈175 МПа по площади сечения резьбы 561 мм². Пробное напряжение класса 8.8 при d > 16 мм 600 МПа (пробная нагрузка 337 кН на колонну), запас по пробной нагрузке около 3,4.
• Траверса. Изгибающий момент в середине M = F·L/4, напряжение σ = 1,5·F·L/(b·t²). Для плиты толщиной 80 мм σ ≈ 184 МПа, прогиб ≈0,30 мм; для 100 мм σ ≈ 118 МПа, прогиб ≈0,15 мм; для 120 мм σ ≈ 82 МПа, прогиб ≈0,09 мм (E = 2,06·10⁵ МПа). Это для сплошной плиты: отверстие под шток в середине ослабляет сечение и это нужно учитывать отдельно.
• Предел текучести. Сравнивайте напряжение с пределом текучести вашей стали и берите запас; при давлении 0,69 МПа сила вырастает до 451 кН (в 1,15 раза), а напряжения пропорционально: колонна ≈201 МПа (запас по пробной нагрузке ≈3,0), плита 80 мм ≈212 МПа, 100 мм ≈135 МПа, 120 мм ≈94 МПа. Плита 80 мм при этом подходит близко к пределу текучести обычной конструкционной стали, поэтому считайте раму на максимум, а не на 40 т.

Если плита выходит слишком толстой, меняйте схему: ставьте ребра жёсткости, сокращайте пролёт или переходите на сварную коробчатую раму. Раму под 40 т проектируют по расчёту, а не подбирают на глаз.

Как задать давление, скорость и выхлоп

Давление выставляет регулятор с манометром, например ARG (цена от 20 520 ₸): диапазон регулирования на выходе 0,1–0,85 МПа, резьба G. Для 0,65 МПа этого хватает, а типоразмер регулятора выбирают по расходу воздуха на воздушном цилиндре Ø160. Подачу и возврат ведёт распределитель 5/2 серии 4V, например 4V410-15 с портами 1/2″ (по листу WAALPC резьба по умолчанию PT, G и NPT — опции кода), 15 000 ₸: пропускная способность Cv = 2,82, давление в диапазоне 0,15–0,8 МПа. В таблице размеров SNS для 40T указаны резьбы G3/4 и G1/2; к какой из них подключается воздух, смотрите на чертеже при заказе, и если порт цилиндра крупнее порта распределителя, ставьте переходник.

Скорость подвода и обратного хода задают дроссели с обратным клапаном AS (от 1 080 ₸): чем плавнее набирается давление, тем спокойнее растёт усилие. Выхлоп гасят глушителями PSL: к выхлопному порту 1/2″ распределителя 4V410-15 подходит PSL-04 с резьбой 1/2, 240 ₸. Электрическую часть, концевые выключатели и пуск двумя руками выбирайте под вашу схему управления; общий порядок описан в статье о схеме управления пневмогидравлическим прессом. У усилителя второй распределитель 3/2 на узел усиления и датчик касания: схему собирают по статье «Пресс с пневмоприводом: цилиндр или усилитель». Расход воздуха усилителя мы здесь не считаем: объёмы полостей узла усиления в таблицах SNS не даны, для оценки есть калькулятор расхода воздуха, а переводы единиц удобно делать в конвертере.

Чего этот расчёт не покрывает

• Усилие на длинном ходу. Полное усилие только на ходе усиления 5–20 мм.
• Выдержка под нагрузкой. Удержание заготовки под полным усилием не рассчитывается: усилие существует, пока есть давление воздуха.
• Жёсткость и выбор стали станины. Пример выше показывает порядок расчёта, но проект рамы нужно сделать под ваши размеры.
• Исполнение 40T и цена. Усилие по нему мы берём из таблицы SNS как оценку, цену исполнения подтверждает инженер.

Безопасность

40 т это нагрузка, при которой нельзя рассчитывать на аккуратность оператора. Нужны ограждение зоны прессования и пуск двумя руками, руки не должны попадать между упором и штоком. Пропадание воздуха снимает усилие: продумайте, что при этом происходит с заготовкой и с подвижной частью, и проверьте это на стенде до рабочей загрузки.

Типичные ошибки

• Рассчитывают 40 т на цеховых 0,6 МПа. Таблица при 6 кгс/см² даёт 39 000 кгс, пересчёт на 0,6 МПа — около 39 800 кгс: номинал не достигается, нужен запас по давлению.
• Подают 0,8 МПа без регулятора. Усилие уходит за таблицу (46 000 кгс есть уже при 0,69 МПа), а станина считалась на 40 т.
• Считают усилие по площади воздушного поршня. Она даёт только усилие подвода; полное усилие берут по таблице усилий.
• Ждут 40 т по всему ходу. Полное усилие только на ходе усиления.
• Переводят кгс/см² в МПа умножением на 0,1. Точный множитель 0,0981: 6,15 кгс/см² это 0,60 МПа, а не 0,62.

Рубрики каталога

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

Частые вопросы

Какой цилиндр нужен для пресса на 40 тонн?

Газогидравлический усилитель Ø160 исполнения 40T: по таблице усилий SNS K = 6 500 кгс на 1 кгс/см², и 40 т получается при давлении около 0,60 МПа. Для MPT и MPTD таблица служит оценкой, которую уточняют при заказе.

Какое давление воздуха нужно на 40 т?

Номинал достигается при 0,60 МПа, рабочую точку берут с запасом, например 0,65 МПа, что даёт около 43 100 кгс.

Хватит ли цеховой сети 0,6 МПа?

Нет, запаса не будет: при 0,6 МПа усилие около 39 800 кгс, то есть чуть меньше 40 т. Нужна сеть 0,65–0,7 МПа с регулятором.

Почему нельзя взять обычный пневмоцилиндр?

На 40 т при 0,6 МПа ему нужен диаметр около 910 мм, а усилитель решает задачу при Ø160.

На какой длине хода будет 40 т?

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

Рассчитали ли вы раму пресса?

Показали порядок расчёта на примере: колонны M30 8.8 и стальная траверса. Проект рамы нужно делать под ваши размеры.