Пресс для кирпича на пневмогидравлическом цилиндре: расчёт

Краткий ответ: усилие пресса для кирпича считают по площади формы: F = p × A, где p — давление прессования смеси, A — площадь формы в плане. Для силикатной известково-песчаной смеси в учебном материале по силикатным изделиям указано 15…20 МПа.

Подобрать и купить пневмоцилиндры в каталоге →

Какое усилие нужно прессу для кирпича?

Кирпич из сыпучей смеси получают уплотнением в закрытой форме: пуансон давит на смесь, и твёрдость изделия растёт вместе с давлением. Для силикатного кирпича смесь — кварцевый песок 92–94 %, воздушная известь 6–8 % и вода 7–8 %. Её формуют на прессах под давлением 15…20 МПа, а затем запаривают в автоклаве при 0,8 МПа и около 175 °С. Это значение относится к силикатной смеси; для керамических, глиняных и цементно-грунтовых смесей давление иное, и его берут из технологии вашей смеси.

Для смеси кирпича «лего» (с пазами и выступами) и грунтовых блоков проверенного давления прессования мы в источниках не нашли и цифру не печатаем. Формула ниже остаётся той же: подставьте своё давление из технологической карты смеси.

Усилие на форме не зависит от толщины кирпича, оно задаётся площадью в плане. Трение смеси о стенки формы в формулу не входит: для него нужны данные вашей смеси и формы, и оно увеличивает потребное усилие, поэтому запас по цилиндру нужен.

листайте таблицу вбок →

Как посчитать усилитель на реальном артикуле?

Исходные данные: форма 100 × 50 мм (5 000 мм²), давление прессования 15–20 МПа (силикатная смесь), сеть 10 бар. Сначала усилие: 5 000 мм² × 15 МПа = 75 кН ≈ 7 645 кгс; × 20 МПа = 100 кН ≈ 10 194 кгс.

1. Исполнение по тоннажу. Ряд нашей серии MPT: Ø63 — 1 и 3 т, Ø80 — 5 т, Ø100 — 10 т, Ø125 — 15 и 20 т, Ø150 — 25 т, Ø160 — 30 и 40 т. Ø100 10T (номинал 98,1 кН) закрывает 75 кН, но при 20 МПа (100 кН) номинала уже не хватает. Поэтому берём Ø125 15T: номинал 147 кН, запас к 100 кН около 1,5 раза.
2. Давление за регулятором. Своей таблицы усилий для MPT у изготовителя нет; таблица SNS для быстрой серии MPTF даёт K = 2 560 кгс на 1 кгс/см² для Ø125 15T, по ней и считаем, поэтому давление ниже — оценка: точное значение выставьте по пробной форме. Для 15 МПа: p = 7 645 / 2 560 ≈ 3,0 кгс/см² ≈ 0,30 МПа; для 20 МПа: p = 10 194 / 2 560 ≈ 4,0 кгс/см² ≈ 0,40 МПа. Это выше нижней границы серии 0,2 МПа и ниже верхней 0,8 МПа. Максимум по той же таблице MPTF при 7 кгс/см² — 17 900 кгс.
3. Подвод и усиление. Подвод даёт только давление на воздушный поршень: Ø125 — около 120 кгс на 1 кгс/см² (площадь поршня 122,7 см²), то есть при 0,4 МПа около 480 кгс, это в двадцать раз меньше нужного. Значит, смесь уплотняет только ход усиления. У MPT он 5–20 мм (прайс WAALPC печ. 102, колонки «5-20»). Сыпучая смесь должна быть засыпана так, чтобы до нужной плотности её надо было сжать не более чем на этот ход; коэффициент уплотнения вашей смеси определите пробой, в источниках его нет.
4. Артикул. MPT-125-1~100, 707 520 ₸. Исполнение 15T в артикуле не кодируется: назовите его при заказе. Полный ход 100 мм — условие примера: он задаёт засыпку и выталкивание.

Цифры подвода и тоннажа для других диаметров смотрите в калькуляторе усилия цилиндра, а скорость хода — в калькуляторе скорости цилиндра. Принцип работы усилителя разобран в статье про пневмогидравлический цилиндр.

Где проходит граница нашего ряда?

Из тоннажа и давления прессования получается наибольшая площадь формы, которую тянет исполнение, если усилие брать по номиналу из обозначения: A = F / p.

листайте таблицу вбок →

Полноразмерный кирпич 250 × 120 мм (300 см²) при 15 МПа просит 450 кН — больше самого сильного исполнения 40T (392 кН), а при 20 МПа — 600 кН. Поэтому одну полноразмерную форму на нашем усилителе не прессуют, наша граница — форма примерно до 196–262 см² на Ø160 40T, и то по номиналу, без запаса на трение и износ. Кроме усилия граница задаётся станиной: на десятки тонн рама, плиты и пуансон считаются на прочность отдельно, и этот расчёт пневматикой не заменяется. Для полноразмерного кирпича берут гидравлический пресс.

Если высота пакета разная, ставьте MPTD с регулируемым полным ходом, от 357 900 ₸. Если важна скорость цикла, смотрите MPTF, от 442 200 ₸, у производителей это быстрый тип: чем он отличается, описано в статье про MPTF и MPT.

Что поставить рядом с цилиндром в пневмолинии?

Усилие задаёт давление, поэтому перед усилителем нужен регулятор с манометром: ARG, от 20 520 ₸, его диапазон 0,1–0,85 МПа покрывает 0,30–0,40 МПа. Подвод и возврат ведёт распределитель 5/2 4V210, от 4 920 ₸. Узел усиления включает отдельный нормально закрытый 3/2 3V, от 3 600 ₸, только после касания смеси: ход усиления тратится на работу, а не на пустой путь. Скорость подвода и возврата настраивают дросселями AS на портах цилиндра, от 1 080 ₸, с дросселированием на выпуск; шум сброса убирает глушитель PSL, от 180 ₸.

Полный состав схемы и порядок включения разобраны в статье про схему управления пневмогидравлическим прессом; сравнение приводов — в статье пневматика или гидравлика. Тот же расчёт усилия для листового металла разобран в статье про штамповку мелких деталей; здесь его не повторяем.

Что учесть в конструкции пресса?

• Засыпка по массе или по объёму. От постоянства засыпки зависит высота изделия: следите за ней, иначе ход усиления закончится раньше нужной плотности.
• Выталкивание. Готовое изделие нужно вытолкнуть из формы отдельным ходом: усилие и привод выталкивателя считайте по своей форме, мы данных по нему в источниках не нашли.
• Выдержка под давлением. Время выдержки задаётся пробой для вашей смеси; источников с цифрами мы не нашли.
• Жёсткая рама. Рама и плиты принимают полное усилие цилиндра; сварная конструкция «на глаз» опасна.
• Защита рук. Руки в зоне пуансона — это риск раздавливания. Нужны ограждение, закрытая зона загрузки и пуск двумя руками: двуручное управление типа III по ISO 13851:2019 требует нажатия обеих кнопок с разбежкой не более 0,5 с.

Типичные ошибки

• Давление «с потолка». Силикатная смесь, керамика и грунт требуют разных давлений: берите своё из технологии.
• Расчёт по толщине кирпича. Усилие определяет площадь в плане, а не толщина.
• Сеть 10 бар напрямую. Давление определяет усилие: регулятор обязателен.
• Усиление включено сразу. Подвод даёт сотни килограммов; уплотняет только ход усиления, поэтому 3V включают после касания.
• Номинал без запаса. Ø100 10T при 20 МПа на форме 100 × 50 мм уже на пределе: берите исполнение выше.
• Полноразмерный кирпич на малом усилителе. 300 см² требуют 450–600 кН: нужен другой привод.

Рубрики каталога

• Пневмоприводы — цилиндры;
• Регуляторы давления AR;
• Калькулятор усилия цилиндра;
• Калькулятор скорости цилиндра.

Частые вопросы

Какое давление прессования у кирпича?

Для силикатного кирпича в учебном материале по силикатным изделиям указано 15…20 МПа. Для керамики, грунтовых блоков и кирпича «лего» значение другое, берите его из технологии своей смеси.

Как посчитать усилие пресса для кирпича?

F = p × A: давление прессования на площадь формы в плане. Для формы 100 × 50 мм при 15–20 МПа получается 75–100 кН.

Какой цилиндр взять для формы 100 × 50 мм?

По ряду нашей серии MPT — Ø125 исполнения 15T при ориентировочно 0,30–0,40 МПа за регулятором: он закрывает 15–20 МПа с запасом около 1,5 раза по номиналу. Ø100 10T подходит только для давления ближе к 15 МПа.

Можно ли отпрессовать полноразмерный кирпич на вашем усилителе?

Нет: для 300 см² при 15–20 МПа нужно 450–600 кН, а наш старший ряд — 40 т (392 кН). Для полноразмерного кирпича берут гидравлический пресс.

Почему подвода недостаточно для уплотнения?

Подвод даёт только давление на воздушный поршень: для Ø125 при 0,4 МПа около 480 кгс. Нужное усилие создаёт ход усиления, поэтому смесь надо засыпать так, чтобы сжимать её на длину этого хода.

Нужен ли регулятор давления?

Да: усилие зависит от давления, а сеть 10 бар даст усилие выше расчётного. За регулятором ставят давление, посчитанное под вашу форму.