Пресс на 50 тонн на пневмоцилиндрах: два MPT Ø160 40T

Краткий ответ: один пневмогидравлический цилиндр Ø160 исполнения 40T по таблице усилий SNS даёт не больше 46 000 кгс при 7 кгс/см² (около 0,69 МПа), то есть 92 % от пятидесяти тонн, поэтому пресс на 50 тонн (≈490 кН) собирают на двух таких цилиндрах с общей траверсой. Каждый несёт по 25 000 кгс: при коэффициенте K = 6 500 кгс на 1 кгс/см² это 3,85 кгс/см², около 0,38 МПа. Рабочую точку берут выше, например 0,40 МПа: два цилиндра дадут около 53 000 кгс, запас 6 %. Цилиндры берут нашей серии MPT.

Подобрать и купить пневмоцилиндры в каталоге →

Содержание статьи (12 разделов)

1. Что значит «пресс на 50 тонн» и почему одного цилиндра мало
2. Какое давление нужно двум цилиндрам Ø160 40T на 50 тонн?
3. Пример: пресс 50 т на двух MPT Ø160
4. Как два цилиндра работают на одну траверсу
5. Чем MPT отличается от MPTD на двух цилиндрах
6. Станина и траверса: на что рассчитывать раму при 50 тоннах
7. Как задать давление, скорость и выхлоп
8. Чего этот расчёт не покрывает
9. Безопасность
10. Типичные ошибки
11. Рубрики каталога
12. Частые вопросы

Что значит «пресс на 50 тонн» и почему одного цилиндра мало

Запрос «пресс 50 тонн» чаще всего относится к гидравлическому напольному или мастерскому прессу на 50 тс. Это 50 000 кгс, или около 490 кН. Обычному пневмоцилиндру на такую силу при 0,6 МПа потребовался бы диаметр около 1 020 мм, поэтому между воздухом и штоком ставят газогидравлический усилитель: воздух давит на большой поршень, его малый плунжер поднимает давление масла во много раз, и масло давит на рабочий поршень.

Самый большой диаметр в таблице SNS и в прайсе WAALPC, где усилитель развивает больше всего, это Ø160 исполнения 40T. Таблица заканчивается на 7 кгс/см², и в ней одному такому цилиндру до пятидесяти тонн не хватает 4 000 кгс. Дальше таблицы цифры мы не приводим: выше 0,7 МПа усилие по источнику не подтверждено, хотя рабочий диапазон наших MPT и MPTD 0,2–0,8 МПа. Поэтому честный вывод такой: 50 т одним цилиндром по источнику не получить, нужны два.

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 50 т нужны на последних миллиметрах: запрессовка, гибка, калибровка, правка, штамповка. Держать 50 т на длинном ходу усилитель не может.

Какое давление нужно двум цилиндрам Ø160 40T на 50 тонн?

Усилие в таблице SNS растёт как K × давление в кгс/см² (1 МПа ≈ 10,2 кгс/см²); в строке 7 кгс/см² каталог печатает 46 000 кгс, а не 45 500, и мы оставляем значение каталога. Для Ø160 40T одного цилиндра и пары на общую траверсу получается так:

листайте таблицу вбок →

Значения таблицы взяты из каталога дословно, мы их не пересчитываем. Для пары цилиндров усилия складываются, и пятидесяти тонн хватает уже при давлении около 0,38 МПа. Пересчитайте сами: 25 000 кгс на цилиндр делим на 6 500 и получаем 3,85 кгс/см², а умножая на точный множитель 0,0981, получаем около 0,38 МПа.

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 40T при заказе явно, для обоих цилиндров.

Пример: пресс 50 т на двух MPT Ø160

Исходные данные: усилие 50 т на последних 20 мм хода, общий ход до 100 мм, два цилиндра на общей траверсе, цеховая сеть 0,7–0,8 МПа, один регулятор на входе узла.

1. Усилие в кгс. 50 т = 50 000 кгс (≈ 490 кН), на каждый цилиндр по 25 000 кгс.
2. Давление воздуха. p = F / K = 25 000 / 6 500 ≈ 3,85 кгс/см², то есть около 0,38 МПа (3,85 × 0,0981).
3. Рабочая точка. Ставим на регуляторе 0,40 МПа (4,08 кгс/см²): 6 500 × 4,08 ≈ 26 500 кгс на цилиндр, около 53 000 кгс на пару. Запас над 50 т около 6 %. При 0,35 МПа было бы около 46 400 кгс, то есть на 7 % меньше номинала.
4. Цилиндры. Два Ø160, исполнение 40T, ход 1–100 мм: MPT-160-1~100, цена базовой строки Ø160 в реестре за штуку 1 591 800 ₸. Строка реестра посчитана от колонки 30T прайса, цену исполнения 40T подтверждает инженер при заказе. Цилиндров два, значит, и расход воздуха удваивается.

Как два цилиндра работают на одну траверсу

У каждого цилиндра свой масляный контур, а воздух на оба подают из одной точки: один регулятор, один распределитель, трубки одинаковой длины. Тогда давление на поршнях одинаково, а усилия близки. Но «близки» не значит «равны»: у двух цилиндров немного отличаются трение и объём масла, и если нагрузка на траверсе приложена не посередине, один цилиндр нагружается сильнее. Допуск по расхождению усилия в таблицах SNS не приведён, поэтому закладывайте жёсткие направляющие траверсы (колонны со втулками) и не ставьте детали с большим смещением от оси между цилиндрами.

Чем MPT отличается от MPTD на двух цилиндрах

У MPTD полный ход регулируется, а у MPT задаётся при заказе. На сдвоенной траверсе это решает вопрос высоты детали: ход меняют регулировкой на месте, но на обоих цилиндрах и одинаково, иначе траверсу перекосит. Цена базовой строки MPTD Ø160 в реестре 1 856 160 ₸ за штуку; она, как и у MPT, посчитана от колонки 30T. В прайсе WAALPC у исполнения 40T разница между MPTD и MPT заметно больше, чем у 30T, поэтому цену пары MPTD 40T подтверждает инженер при заказе. Для одной операции с постоянной высотой хватает двух MPT, для переналадки между деталями выбирают MPTD. 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 и траверса: на что рассчитывать раму при 50 тоннах

На рабочей точке два усилителя развивают около 490–520 кН, а при полном давлении таблицы — до 900 кН, и всю эту силу принимает рама. Порядок расчёта покажем на примере, не заменяющем проект: сначала на 50 т, затем проверка на максимум. Схема: два цилиндра стоят на верхней неподвижной траверсе, расстояние между осями 300 мм; нагрузку принимают четыре колонны с резьбой M30 класса 8.8; траверса — сплошная стальная плита шириной 250 мм, пролёт между колоннами 600 мм, силы приложены по 150 мм от каждой опоры.

• Колонны. Сила 490 кН на четыре колонны даёт ≈123 кН на каждую, то есть ≈219 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 2,7.
• Траверса. Между двумя силами по 245 кН момент постоянный: M = P·a = 245 кН × 0,15 м ≈ 36,8 кН·м, σ = 6M/(b·t²). Для плиты толщиной 100 мм σ ≈ 88 МПа, прогиб ≈0,35 мм; для 120 мм σ ≈ 61 МПа, прогиб ≈0,21 мм; для 150 мм σ ≈ 39 МПа, прогиб ≈0,10 мм (E = 2,06·10⁵ МПа). Это для сплошной плиты: отверстия под штоки ослабляют сечение, и это нужно учитывать отдельно.
• Проверка на максимум. При 0,69 МПа (7 кгс/см²) два цилиндра дают 92 000 кгс (≈902 кН), почти вдвое больше. Тогда на колонну приходится ≈226 кН, напряжение ≈402 МПа, запас по пробной нагрузке падает до ≈1,5; в траверсе σ ≈ 162 / 113 / 72 МПа и прогиб ≈0,65 / 0,38 / 0,19 мм для плиты 100 / 120 / 150 мм. Поэтому станину считают на максимум, который возможен на вашем регуляторе, а не на 50 т, или ограничивают давление предохранительным клапаном.

Если плита выходит слишком толстой, меняйте схему: ставьте ребра жёсткости, сокращайте пролёт или переходите на сварную коробчатую раму. Раму под 50 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 0,40 МПа этого хватает, а типоразмер регулятора выбирают по расходу воздуха двух усилителей: рабочего цилиндра Ø160 и узла усиления каждого. Подачу и возврат ведёт распределитель 5/2 серии 4V, например 4V410-15 с портами G1/2, 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. Хватит ли одного распределителя на два цилиндра, определяют расчётом расхода, и мы его здесь не приводим.

Скорость подвода и обратного хода задают дроссели с обратным клапаном AS (от 1 080 ₸): чем плавнее набирается давление, тем спокойнее растёт усилие и тем меньше разница между двумя цилиндрами при подходе к детали. 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. 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.
• Выравнивание усилий двух цилиндров. Допуск на расхождение усилий в источниках не указан: считайте нагрузку на траверсе с запасом и ставьте направляющие.
• 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

50 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 штоками. Пропадание воздуха снимает усилие: продумайте, что при этом происходит с заготовкой и с подвижной траверсой, и проверьте это на стенде до рабочей загрузки.

Типичные ошибки

• Ждут 50 т от одного Ø160. Таблица SNS даёт максимум 46 000 кгс при 7 кгс/см²; выше таблицы усилие не подтверждено.
• Берут 50 т от двух цилиндров на одну сторону траверсы. Нагрузка приложена не посередине, один цилиндр перегружен, траверса перекашивается.
• Рассчитывают станину на 50 т. Два цилиндра при 0,69 МПа дают около 92 000 кгс: раму считают на максимум, который возможен на регуляторе.
• Считают усилие по площади воздушного поршня. Она даёт только усилие подвода; полное усилие берут по таблице усилий.
• Переводят кгс/см² в МПа умножением на 0,1. Точный множитель 0,0981: 3,85 кгс/см² это 0,38 МПа, а не 0,385 (множитель 0,1 завышает давление).

Рубрики каталога

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

Частые вопросы

Какой цилиндр нужен для пресса на 50 тонн?

Два газогидравлических усилителя Ø160 исполнения 40T на общей траверсе: по таблице SNS один такой даёт максимум 46 000 кгс при 7 кгс/см², а пара при 0,38 МПа выдаёт 50 т. Для MPT и MPTD таблица служит оценкой, которую уточняют при заказе.

Почему нельзя одним цилиндром?

Один Ø160 40T по таблице не добирает 4 000 кгс до пятидесяти тонн, а выше 0,7 МПа усилие источником не подтверждено.

Какое давление нужно на 50 т?

Номинал достигается при 0,38 МПа, рабочую точку берут с запасом, например 0,40 МПа, что даёт около 53 000 кгс на два цилиндра.

Что будет, если сеть даёт 0,6 МПа?

Регулятор снижает давление до нужного значения. Если оставить 0,6 МПа без ограничения, усилие вырастет до значений, на которые станина может быть не рассчитана.

На какой длине хода будет 50 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 с двумя силами. Проект рамы нужно делать под ваши размеры.

Ещё по теме: артикулы, аналоги и статьи (4)

• Пневмогидравлический цилиндр: принцип работы и выбор
• Пресс на 20 тонн на пневмоусилителе
• Настольный пресс на 10 тонн
• Пресс с пневмоприводом: цилиндр или усилитель