Применение магнитострик­ционных датчиков линейного положения (магнитострик­ционных датчиков линейного перемещения) в гидравлическом прессе

---

Основные компоненты гидравлического пресса:

1. Рама — прочная конструкция, выполненная из стали или металлического профиля, обеспечивающая жесткость и устойчивость пресса.
2. Цилиндр пресса — основной элемент, в котором происходит подача рабочей жидкости для создания давления.
3. Плита пресса — неподвижная нижняя часть, на которой размещается обрабатываемый материал.
4. Ползун (поперечина) — подвижная часть, приводимая в действие цилиндром, которая оказывает давление на материал.
5. Станция оператора и настройки — панель управления, с помощью которой оператор контролирует работу пресса.
6. Гидравлический бак — емкость для рабочей жидкости (масла).
7. Насосы и двигатель — основной и вспомогательный насосы создают поток рабочей жидкости, обеспечивая работу гидравлической системы.
8. Теплообменник и тормозной башмак — системы, обеспечивающие возвратно-поступательное движение ползуна и безопасность работы.

Принцип работы

Работа гидравлического пресса основывается на принципе Паскаля, согласно которому давление, создаваемое в закрытой системе, передается равномерно по всей площади жидкости. Гидроцилиндр, заполняемый жидкостью под давлением, приводит в действие ползун, который затем воздействует на материал, сжимая его между верхней и нижней плитами.

В современных гидравлических прессах используются системы автоматизации, что позволяет выполнять операции быстро и точно. Управление осуществляется через панель, и оператор может настраивать давление, скорость, силу и другие параметры работы пресса.

Принцип работы гидравлического пресса

Преимущества гидравлических прессов

• Высокая сила давления.
• Простота в управлении и настройке.
• Возможность работы с широким спектром материалов.
• Долговечность благодаря прочной конструкции и надежности гидравлической системы.

Дополнительно пресс может оснащаться системой управления безопасностью, такими элементами как блокировка ползуна и предохранительные механизмы.

Схема устройства гидравлического пресса

---

Применение гидравлических прессов в различных отраслях

1. Машиностроение.
Гидравлические прессы широко применяются в машиностроении для обработки металлов. Это одна из ключевых отраслей, где данные прессы играют важную роль в автоматизации производственных процессов. Основные сферы применения:

• Холодная и горячая ковка металлических заготовок для создания деталей различной формы и размеров.
• Штамповка листового металла — процесс формования металлических листов в различные изделия, от деталей машин до элементов бытовой техники.
• Обжим цилиндров и других трубчатых конструкций для создания прочных и надежных соединений.
• Гидроформинг — технология формовки труб и листов металла под высоким давлением, создающая сложные формы с минимальными усилиями.

2. Металлообработка.
Прессы широко применяются в обработке металлов для придания им нужной формы или выполнения различных операций:

• Гибкие и штамповочные работы — важный процесс для создания металлических деталей и компонентов.
• Производство заготовок из металлов различных форм, которые затем проходят дальнейшую обработку на других этапах производства.
• Резка и пробивка отверстий — гидравлические прессы позволяют точно вырезать заготовки и делать отверстия в металле.

3. Пищевое производство.
В пищевой промышленности гидравлические прессы находят применение для отжима масла из масличных культур:

• Производство масла холодного отжима из семян, орехов и других культур (таких как подсолнечник, кунжут, льняное семя). Сырье помещается в пресс, и под воздействием высокого давления из него извлекается масло.
• Прессы могут использоваться для производства продуктов питания, таких как соки и пюре, где необходимо извлечение жидкости из сырья.

Использование гидравлического пресса в металлообработке

4. Металлургическая промышленность.
В металлургии гидравлические прессы играют ключевую роль в обработке металлических заготовок:

• Ковка, гибка и штамповка крупных и тяжёлых металлических изделий, которые используются в строительстве, машиностроении и других отраслях.
• Формование сложных металлических деталей для их дальнейшего использования в различных инженерных системах и продуктах.

5. Автомобильная промышленность.
В автомобилестроении гидравлические прессы необходимы для производства кузовных деталей и компонентов:

• Штамповка кузовных панелей — такие детали, как капоты, крылья, двери и крышки багажников, создаются с помощью мощных прессов.
• Сборка узлов и агрегатов — гидравлические прессы используются для установки и соединения компонентов двигателя, трансмиссий и других частей автомобиля.
• Ремонт автомобилей — прессы помогают выполнять различные работы по восстановлению геометрии кузова и других компонентов.

6. Авиационная и аэрокосмическая промышленность.
В авиастроении и космической индустрии гидравлические прессы играют важную роль в создании высокоточных и прочных компонентов:

• Изготовление элементов конструкций самолётов и космических аппаратов — прессование металлических и композитных материалов для создания деталей обшивки, креплений, двигательных и других критически важных элементов.
• Процессы сборки различных модулей и узлов, таких как корпуса двигателей, шасси и фюзеляжи.

Использование гидравлического пресса для изготовления металлических деталей

7. Научные исследования.
В научных лабораториях гидравлические прессы применяются для проведения экспериментов, требующих высокого давления:

• Тестирование материалов — изучение механических свойств различных материалов, включая металлы, полимеры, керамику, путём их сжатия под воздействием больших усилий.
• Производство новых материалов — создание композитов и других сложных материалов с использованием гидравлического давления.

8. Медицина.
Гидравлические прессы используются в медицине для создания медицинского оборудования и проведения исследований:

• Изготовление медицинских инструментов и аппаратов, где требуется точное формование и обработка материалов.
• Производство медицинских имплантатов и других компонентов, которые требуют высокоточных процессов сжатия и формования.

Дополнительные области применения гидравлических прессов

• Рециклинг — для прессования отходов и материалов, таких как картон, металл и пластик, для их последующей переработки.
• Деревообработка — в производстве мебели для прессования деревянных элементов и шпона.
• Пластмассовая промышленность — в производстве пластиковых изделий, где с помощью прессов формуют детали различных конфигураций.

Гидравлические прессы играют ключевую роль в обеспечении высокой точности, эффективности и безопасности производства во многих отраслях промышленности, в науке и медицине.

Принцип работы гидравлического пресса. Источник: Rutube-канал “Гидравлика и пневматика”

---

Технология прессования (основные пункты)

• Подготовка сырья или заготовок, которые будут подвергаться обработке. Это могут быть металлические листы, пластиковые детали, древесина и т. д.
• Размещение заготовки в рабочей зоне пресса. Заготовка должна быть надежно зафиксирована, чтобы избежать смещения во время прессования.
• Настройка параметров прессования, таких как давление, скорость движения поршня и продолжительность процесса. Эти параметры зависят от характеристик материала и требуемой формы изделия.
• Запуск процесса прессования. Гидравлическая система создаёт необходимое давление на поршень, который перемещается и деформирует заготовку.
• Контроль качества готового изделия. После завершения прессования необходимо проверить соответствие изделия заданным параметрам. В случае необходимости можно провести дополнительную обработку для достижения требуемых характеристик.
• Снятие готового изделия с пресса и его дальнейшая обработка (если требуется).

---

Ключевой элемент пресса – гидравлический цилиндр

Гидравлический цилиндр — это исполнительное устройство гидравлической системы, преобразующее энергию потока рабочей жидкости (гидравлического масла) в механическое перемещение. Он используется для создания линейного движения и передачи усилия.

Основные компоненты гидравлического цилиндра

• Корпус (цилиндр) — внутренняя часть, в которой перемещается поршень.
• Поршень — разделяет полости цилиндра и перемещается под действием давления гидравлической жидкости.
• Шток — соединен с поршнем и выходит из цилиндра, передавая усилие на внешний механизм.
• Уплотнения — предотвращают утечку жидкости и защищают внутренние компоненты цилиндра от загрязнений.
• Гидравлические полости — пространства по обе стороны поршня, которые заполняются жидкостью под давлением для его движения.

Механизм работы гидравлического цилиндра

Когда под давлением гидравлическое масло поступает в одну из полостей цилиндра, оно заставляет поршень перемещаться в одну сторону. Это приводит к выдвижению или втягиванию штока, что создает линейное перемещение.

---

Сложности некоторых технологических процессов в прессовании

Контрольно-измерительные датчики необходимы в определенных технологических операциях для обеспечения точности, безопасности и автоматизации работы пресса. Их использование зависит от типа пресса и особенностей технологического процесса. Ниже перечислены примеры операций и видов прессов, где датчики обязательны.

Штамповка и гибка

Прессование порошковых материалов

Литье под давлением

Гидравлические прессы для горячей штамповки

Прессы для формования композитных материалов

Извлечение деталей (демолдинг)

Прецизионная обработка металлов

Многопозиционные прессы

---

Когда датчики не обязательны

В некоторых типах прессов и операциях датчик линейного положения может не использоваться, если процесс не требует высокой точности.
Например:

• Механические ручные прессы.
  • Имеют меньшее количество настроек и ограниченные возможности для адаптации под выполнение специфических промышленных операций.
• Прессы для пробивки простых отверстий.
  • Имеют низкую производительность и применяются при необходимости выполнения единичных отверстий круглой формы.
• Прессы для грубых операций (таких как крупная горячая ковка), где точность положения менее критична.
  • Работают на фиксированных скоростях и имеют ограниченные возможности регулировки.

---

Какие датчики применяются для контроля перемещения основного элемента прессования?

Для этой цели применяются датчики линейного перемещения (положения).

Преимущество данного типа датчика заключающееся в отсутствии трущихся деталей, что исключает износ движущихся частей. Принцип действия датчика обратной связи основан на физическом явлении магнитострикции, которое характерно для ферромагнитных материалов (железо, никель, кобальт и их сплавы). Датчик состоит из волновода, заключенного в защитную трубу (зонд), коммутационной головки, внутри которой располагается электронная схема обработки сигнала, и магнитного маркера, который, в нашем случае, присоединяется к поршню. Зонд погружается в технологическую среду (полость гидроцилиндра), и маркер, встроенный в поршень, движется вдоль него.

Магнитострикционный эффект

Поле магнита взаимодействует с полем волновода в той координате, в которой находится магнит, в результате чего образуется ультразвуковая волна, которая детектируется чувствительным элементов в головке датчика. Разница во времени между импульсом тока, который создает магнитное поле во всём волноводе датчика, и принятым импульсом ультразвуковой волны пропорционально координате магнита.

Электроника датчика позволяет проводить точное измерение координаты. Данная технология измерения является очень надежной и обеспечивает высокую точность и повторяемость. Поэтому наши датчики имеют значительно больший срок службы и обеспечивает высочайшую надежность даже в жестких условиях эксплуатации.

Ознакомьтесь с обзором датчиков линейного положения MSISU на нашем сайте.

Конструктивные особенности датчиков MSISU

• Датчики для внутреннего и внешнего монтажа имеют лучшую устойчивость к электромагнитным помехам.
• Абсолютное линейное измерение (выходные сигналы пропорциональны перемещению позиционного магнита), что обеспечивает их высокую производительность и ресурс работы.
• Высочайшая точность: разрешение 1 / 2 / 5 / 10 / 20 / 40 / 50 / 100 мкм (настраивается при производстве). Это позволяет определить точное положение штока и обеспечить более высокую производительность, низкое энергопотребление и длительный срок службы.
• Измеряемая длина от 25 до 3800 мм с шагом 1 мм.
• Линейность < 0,04% – позволяет достичь высокой линейности.
• Повторяемость < 0,005% – отражает близость друг к другу результатов измерений.
• Рабочая температура -40 °C…+75 °C (опционально +85 °C) – обеспечивает стабильную работу датчиков даже в экстремальных условиях окружающей среды.
• Степень защиты до IP68.

---

ООО “МультиСистемная Интеграция” является производителем датчиков линейного положения и гидроцилиндров

Гидроцилиндр производства ООО “МультиСистемная Интеграция”

Стержневые и профильные, высокоточные, абсолютные, бесконтактные, магнитострикционные датчики с рабочим диапазоном от 25 до 3800 мм. Позиционные измерения совершаются при помощи кольцеобразных позиционных магнитов, перемещающихся вдоль волновода без физического контакта. Фланец датчика изготовлен из высококачественной нержавеющей стали и рассчитан на длительный срок эксплуатации.

Гидроцилиндр изготавливается со встроенным в него датчиком линейного положения (корпус датчика с электроникой размещается внутри гидроцилиндра), что делает зачастую невозможным достаточно просто осуществить замену, поэтому в случае поломки гидроцилиндра с датчиком, как правило, необходимо производить полную замену данного узла на новый.

Датчики линейного перемещения производства ООО “МультиСистемная Интгерация” внесены в Госреестр СИ.

---

Предлагаемое решение

Ввиду сложности быстрой закупки импортных комплектующих, мы предлагаем мгновенное решение по доступной цене аналогичного качества.

Каждый день простоя техники может привести к дополнительным затратам на ее ремонт или замену по следующим причинам:

• Потеря производительности труда. Сотрудники получают полную заработную плату, даже когда они ожидают починки техники или доставки материалов на рабочее место.
• Потеря дохода. Как правило, простой «стоит» компаниям 1–3 % от оборота, а общие затраты на устранение последствий могут достигать 30–40 % прибыли.
• Потеря лояльности. Во время простоя клиенты могут перейти к конкурентам.
• Прочие расходы. Простой может повлечь за собой расходы на привлечение временных работников, аренду дополнительного оборудования, затраты на сверхурочную работу основного персонала, дополнительные расходы по доставке или размещению продукции.

Сотрудники нашей компании готовы осуществить подбор и предложить замену вышедшего из строя датчика по присоединительным размерам, интерфейсу и другим параметрам.

Мы изготавливаем гидроцилиндры по чертежу или по предоставленным сломанным образцам (не имея никакой документации). Принимается любая информация, чтобы адаптировать датчик линейного положения и гидроцилиндр в систему управления оборудования. В случае необходимости, возможно проектирование и изготовление гидроприводов «под ключ».