Пресс для запрессовки крепежа: усилие PEM и цилиндр

Краткий ответ: пресс для запрессовки крепежа в листовой металл — это цилиндр, который сжимает гайку или винт между пуансоном и опорой с усилием из каталога изготовителя крепежа. Для самозажимных гаек PEM типов S и CLS в холоднокатаной стали это 18–27 кН на M4 и 27–36 кН на M6 и M8 (≈ 1,8–3,7 тс).

Подобрать и купить пневмоцилиндры в каталоге →

Какое усилие нужно, чтобы запрессовать крепёж в лист?

Усилие запрессовки не считают по формуле: его берут из таблицы изготовителя крепежа и проверяют пробой. PEM прямо оговаривает, что опубликованные усилия установки — справочные, а полноту посадки подтверждают по правильной посадке крепёжного элемента (головка прилегает к листу). Поэтому ниже числа — верхняя и нижняя граница из каталога, а не гарантия.

Принцип установки у самозажимных гаек один: гайку кладут в подходящее отверстие листа и сжимают параллельным усилием за головку; металл листа затекает в проточку под головкой, а рифлёный поясок не даёт гайке проворачиваться. Никакого удара: усилие нарастает плавно до касания головки листа.

Две оговорки из того же каталога. Первая: гайки типа S рекомендованы для листа твёрдостью не выше HRB 80 (HB 150), типа CLS — не выше HRB 70 (HB 125); в более твёрдом листе гайка не «утонет». Вторая: с отверстия в листе не снимают заусенцы и не делают других дополнительных операций, а лист надевают на гайку предпочтительно стороной пробивки.

Почему обычного цилиндра не хватает?

Теоретическое усилие прямого цилиндра — давление, умноженное на площадь поршня: F = p × A. Для нашей серии SI при давлении 0,6 МПа Ø160 даёт около 12 кН, Ø200 — около 18,8 кН. Этого хватит на M3 в алюминии, но не на M4 в стали (до 27 кН): потребовался бы поршень около Ø240 мм, которого в ряду нет. Выбор между прямым цилиндром и усилителем:

Граница статьи: ударная установка крепежа и автоматическая подача из бункера здесь не разбираются — это другое оборудование с другими требованиями.

Как подобрать цилиндр на реальном артикуле?

Исходные данные примера: гайки CLS-M6 в холоднокатаной стали, лист любой толщины в допустимом диапазоне, сеть 0,6–0,8 МПа. За расчётное усилие берём верхнюю границу каталога, 36 кН: для листа неизвестной твёрдости это осторожный выбор.

1. Усилие в кгс. 36 000 Н / 9,81 ≈ 3 670 кгс.
2. Исполнение. Ø63 исполнения 3T даёт при 7 кгс/см² до 3 500 кгс: запаса нет (3 670 > 3 500). Берём Ø80 исполнения 5T: K = 1 000, при 7 кгс/см² до 7 000 кгс. Коэффициенты K взяты из таблицы усилий SNS для усилителей MPTF; для нашего MPT это оценка, давление уточняют пробой.
3. Давление за регулятором. p = F / K = 3 670 / 1 000 = 3,67 кгс/см², то есть 3,67 / 10,2 ≈ 0,36 МПа. Это выше нижней границы серии (0,2 МПа) и ниже верхней (0,8 МПа).
4. Узлы линии. Регулятор ARG настраивается на выходе в диапазоне 0,1–0,85 МПа, распределитель 4V работает при 0,15–0,8 МПа, 3V с пилотным управлением — тоже при 0,15–0,8 МПа: 0,36 МПа входит во все диапазоны.
5. Ход. Рабочий участок — последние миллиметры перед касанием головки листа; он укладывается в ход усиления 5–20 мм. Остальной ход цилиндр проходит на подводе с малым усилием.
6. Артикул. MPT-80-1~100, 331 740 ₸. Исполнение по усилию в артикуле не кодируется: у Ø80 оно одно — 5T, а у Ø63 есть 1T и 3T, поэтому для M4 исполнение 3T называют при заказе.

Для остальных типоразмеров тот же расчёт по верхней границе каталога сведён в таблицу:

листайте таблицу вбок →

Для M12 Ø80 тоже подошёл бы формально (6,83 кгс/см² при табличных 7 кгс/см²), но запаса в нём почти нет, поэтому берём Ø100. Нижняя граница каталога даёт меньшее давление: на практике регулятор настраивают снизу вверх, пока гайка не сядет заподлицо, и фиксируют найденное значение.

Что поставить рядом с цилиндром в пневмолинии?

Усилие задаёт давление, поэтому перед усилителем нужен регулятор с манометром: ARG, от 20 520 ₸. Под разные типоразмеры гаек его переставляют на своё значение. Подвод и возврат ведёт распределитель 5/2 4V210, от 4 920 ₸. Узел усиления включают отдельным нормально закрытым 3/2 3V, от 3 600 ₸, после касания листа: так ход усиления тратится на посадку, а не на пустой путь. Скорость подвода и возврата настраивают дросселями AS на портах цилиндра, от 1 080 ₸, шум сброса убирает глушитель PSL, от 180 ₸. У наших распределителей и регуляторов присоединительная резьба внутренняя G; дроссели AS бывают с резьбой и с цанговым портом под трубку.

Контроль посадки: положение штока в конце хода показывает герконовый датчик HX-65R-2M, 3 360 ₸. Он подтверждает, что шток дошёл до упора и цикл завершён; подходит ли он к вашему цилиндру, определяет тип паза, разобранный в статье о выборе датчика по типу паза. Качество самой посадки датчик не измеряет: головка гайки должна прилегать к листу, это проверяют на образцах.

Полный состав схемы и порядок цикла разобраны в статье про схему управления пневмогидравлического пресса. Соседние задачи на том же усилителе — запрессовка подшипников и втулок и клёпка и пробивка. Как устроен цилиндр и откуда берутся тонны — в статье про пневмогидравлический цилиндр.

Что учесть в оснастке?

• Параллельность. Пуансон и опора должны быть параллельны: усилие прикладывают сжатием, перекос даёт неполную посадку и коробление листа.
• Опора по размерам производителя. У PEM для каждой резьбы указаны диаметр отверстия опоры и глубина выточки (например, для M4 — 8,38 мм и 1,78 мм): оснастку делают по этим размерам.
• Подвод без удара. Дроссели AS настраивают так, чтобы пуансон подходил к листу плавно: усилие должно нарастать, а не бить.
• Упор и повторяемость. Лист кладут на опору с фиксацией, иначе перекос повторится на каждой детали.
• Пробный образец. Для каждой партии листа определяют давление пробой: твёрдость и толщина листа сдвигают нужное усилие.

Безопасность

• Зона пуансона. Усилие в тонны: руки вне зоны хода, ограждение или двуручное включение обязательны.
• Давление. Не подавайте на усилитель сеть напрямую: регулятор ограничивает усилие, а оснастка рассчитана на конкретное значение.
• Сброс воздуха. При аварийной остановке сначала снимите давление с узла усиления, потом открывайте зону.

Типичные ошибки

• Усилие «по ощущению». Берите значение из таблицы изготовителя крепежа для вашей резьбы и материала листа, затем подбирайте пробой.
• Одинаковое давление на все резьбы. M4 и M12 отличаются почти втрое по усилию: регулятор настраивают под типоразмер.
• Цилиндр без усилителя. Обычный цилиндр даёт 12–19 кН при Ø160–200: на гайки в стали этого мало.
• Лист тверже допустимого. Для CLS предел HRB 70, для S — HRB 80: проверьте твёрдость листа по сертификату.
• Перекос оснастки. Гайка садится на одну сторону и не держит выдергивание и момент.

Рубрики каталога

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

Частые вопросы

Какое усилие нужно для запрессовки гайки PEM?

По каталогу PEM для гаек S и CLS в холоднокатаной стали: M4 — 18–27 кН, M6 и M8 — 27–36 кН, M10 — 32–50 кН. Это справочные значения, точное давление подбирают пробой.

Можно ли запрессовать крепёж обычным пневмоцилиндром?

Только мелкий крепёж в алюминии: Ø160 при 0,6 МПа даёт около 12 кН. Для гаек в стали нужен пневмогидравлический усилитель.

Какой цилиндр взять для гайки M6 в стали?

Наш MPT Ø80 исполнения 5T: для 36 кН давление за регулятором около 0,36 МПа, максимум серии 0,8 МПа.

Нужен ли датчик положения?

Он подтверждает конец хода и завершение цикла. Качество посадки — головка заподлицо с листом — проверяют на образцах.

Подойдёт ли ручной пресс?

Для единичных работ и малых типоразмеров — зависит от рычага: сравните усилие из таблицы PEM с паспортом вашего пресса. Для серии пневмопривод даёт повторяемое усилие, которое задаёт регулятор.

Как настроить усилие на новую партию листа?

Начните с нижней границы каталога, повышайте давление на образцах, пока головка не прилегает к листу, и зафиксируйте значение.