یکی از دستگاه‌های صنعتی مشهور که معمولا برای شکل دادن و متراکم ساختن قطعات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، دستگاه پرس نام دارد. مزایای گسترده استفاده از این دستگاه، مثل اثرگذاری بهتر و کاربری ساده، باعث شده است بسیاری از صنایع به جای دستگاه‌های پیچیده از ماشین پرس استفاده کنند. در ادامه این مقاله، بیشتر درباره ویژگی‌های دستگاه پرس و عملکرد آن توضیح خواهیم داد.
دستگاه پرس چیست؟
دستگاه پرس یکی از دستگاه‌های پیشرفته برای برش یا شکل دادن به قطعات صنعتی است که دارای اجزای مختلفی می باشد. هر یک از قطعات این ماشین ابزار وظیفه خاصی را جهت اعمال فشار به تجهیزات صنعتی بر عهده دارد که ممکن است از فشار هیدرولیک، پنوماتیک یا مکانیکی برای برش دهی یا شکل دادن استفاده کند.
دستگاه پرس در برندها و شکل‌های مختلفی در سراسر جهان تولید می‌شود که کاربرد هر یک نیز متفاوت است. به عنوان مثال، شکل دادن به ورق فلزی برای تولید خودرو تا فشار دادن به تخته سه لا برای ایجاد قطعات منحنی در ساخت مبلمان، همه از کاربردهای دستگاه پرس هستند.
دستگاه پرس چگونه عمل می کند؟
از آنجایی که نحوه عملکرد دستگاه پرس بسیار ساده است، سالیان سال است که در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زمان گذشته که علم و تکنولوژی تا این اندازه پیشرفت نکرده بود، کار کردن با دستگاه پرس به صورت دستی انجام می‌شد. یعنی باید نیروی انسانی یا یک اپراتور در کنار دستگاه قرار می‌گرفت و به صورت دستی به قطعات صنعتی فشار وارد می‌کرد. اما امروزه، فرایند کار با دستگاه پرس کاملاً متفاوت است و به صورت مکانیکی انجام می‌شود.
در نتیجه، بدون نیاز به نیروی انسانی، فشار هیدرولیک و پنوماتیک به سطح قطعات وارد می‌شود. در این دستگاه، یک بخش میز مانند مسطح وجود دارد که برای نگه داشتن قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مقابل آن نیز یک اهرم وجود دارد که وظیفه فشار آوردن به سطح قطعات صنعتی را بر عهده دارد.
اپراتوری که وظیفه کنترل عملکرد دستگاه پرس را بر عهده دارد، می‌تواند قبل از هر چیزی میزان فشار وارده به سطح قطعات صنعتی را کنترل و اندازه گیری کند. یعنی فشار با توجه به خواسته و هدف صنعت مورد نظر قابل تغییر است.
انواع دستگاه های پرس
همانطور که گفته شد، دستگاه پرس در شکل و کاربردهای مختلفی تولید و وارد بازار می‌شود. در ادامه به طور کامل درباره انواع دستگاه پرس توضیح خواهیم داد:
1. دستگاه پرس هیدرولیک
یکی از بهترین دستگاه های پرس که امروزه توسط اکثر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد و محبوبیت بسیار زیادی در صنعت دارد، دستگاه پرس هیدرولیک است. قدرت بالا و عملکرد عالی این دستگاه باعث شده است تا انتخاب بسیاری از صنایع برای شکل دهی یا متراکم ساختن قطعات صنعتی باشد.
این ماشین ابزار در اندازه‌های کوچک و بزرگ وارد بازار می‌شود و هر صنعت می‌تواند با توجه به نیاز و میزان تولید خود از ابعاد خاصی از این دستگاه استفاده کند. عملکرد دستگاه پرس هیدرولیک بسیار ساده است. به این صورت که ابتدا باید یک نیروی بسیار کم و ساده توسط نیروهای انسانی یا به صورت مکانیکی به یک طرف دستگاه هیدرولیک وارد شود.
سپس این فشار کوچک می‌تواند نیروی بسیار بزرگی را در طرف دیگر دستگاه ایجاد کند که قابلیت فشار دادن به اجسام و خرد کردن اجسام را داشته باشد. بنابراین، می‌توان گفت دستگاه هیدرولیک حتی به صرف انرژی زیادی برای فشار دادن به اجسام نیاز ندارد.
اساس عملکرد دستگاه پرس هیدرولیک انتقال نیرو در سیال است. زمانی که نیاز باشد، قطعات صنعتی یا اجسام فلزی و چوبی تحت فشار زیاد به شکل‌های مختلف تبدیل شوند، از این دستگاه استفاده می‌کنند. در این ماشین ابزار از مایع هیدرولیک استفاده می گردد که در دو طرف دستگاه قرار گرفته است. در یک سمت دستگاه پرس هیدرولیک، سیلندر و پیستون کوچکی وجود دارد که وارد کردن فشار کمتری به آن موجب حرکت یک پیستون بزرگ با وزن سنگین در طرف دیگر می‌شود.
زمانی که این پیستون حرکت می‌کند، فشار بسیار زیادی به قطعات صنعتی یا اجسام وارد می‌شود که موجب خرد شدن یا تغییر شکل آن‌ها خواهد شد. دستگاه پرس هیدرولیک کاربردهای گوناگونی دارد و معمولا به عنوان دستگاه پرس فلز مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ زیرا تغییر شکل برخی از فلزات صنعتی کار چندان ساده‌ای نیست.
2. دستگاه پرس مکانیکی
دستگاه پرس مکانیکی یکی دیگر از ابزارهای صنعتی مفید است که به عنوان ماشین آلات صنعتی برای شکل دادن و متراکم ساختن قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این دستگاه از نیروی چرخشی موتور برای وارد کردن فشار به سطح اجسام استفاده می‌شود. در این ماشین ابزار یک مبدل قرار دارد که می‌تواند نیروی چرخشی را در یک جهت خاص تولید کند.
از چرخش موتور، انرژی خاصی تولید می‌شود که برای فشار دادن به قطعات فلزی یا سایر قطعات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. تمامی قدرت و انرژی حاصل از عملکرد دستگاه پرس مکانیکی، ناشی چرخش موتور است.
با یک مقایسه ساده بین دستگاه پرس هیدرولیک و دستگاه پرس مکانیکی می‌توان متوجه شد که ماشین ابزار پرس مکانیکی فرایند تولید فشار به قطعات صنعتی را در مدت زمان کوتاه‌تر و با عملکرد بهتری انجام می‌دهند. درست مانند دستگاه پرس هیدرولیکی که نیروی انسانی یا اپراتور دستگاه می‌تواند مقدار فشار وارده به قطعات صنعتی را کنترل کند. زیرا ممکن است سرعت بالای دستگاه مکانیکی باعث تغییر شکل بیش از حد قطعات صنعتی شود.
اپراتور دستگاه ابتدا میزان فشار وارده به اجسام را اندازه گیری و کنترل کرده سپس مقدار آن را در ماشین ابزار ثبت می‌کند تا یک فشار استاندارد به اجسام وارد شود. با توجه به اینکه دستگاه پرس مکانیکی قدرت بسیار بالایی دارد، مانند دستگاه پرس هیدرولیکی برای پرس فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌توان به عنوان دستگاه پرس چوب نیز از آن استفاده کرد. البته، به طور کل قدرت دستگاه پرس مکانیکی نسبت به دستگاه هیدرولیکی کمتر است.
3. دستگاه پرس کرانک یا دستگاه پرس میل لنگی
یکی دیگر از دستگاه‌های پرس صنعتی که به وفور در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد، دستگاه پرس کرانک یا دستگاه پرس میل لنگی است. در این دستگاه نیز نیروی چرخشی الکتروموتور موجب تولید انرژی شده و در نتیجه، نیروی لازم برای حرکت پیستون‌ها را تولید می‌کند. به عبارت دیگر، نیروی چرخشی به نیروی فشاری تبدیل می‌شود. زمانی که یک یا چند پیستون حرکت کند، قادر خواهند بود در یک زمان مشخص به تعداد زیادی از قطعات صنعتی فشار وارد کند و آن‌ها را در شکل و اندازه‌های دلخواه تغییر دهد.
از دستگاه پرس کرانک یا دستگاه فلز میل لنگی زمانی استفاده می‌شود که صنایع بزرگ بخواهند به صورت همزمان تعداد زیادی از قطعات صنعتی را تغییر شکل دهند. در این دستگاه، یک میل لنگ به شفت کنترل کننده متصل می‌شود و موجب حرکت عمودی پیستون‌ها به سمت بالا یا پایین می‌شود.
4. دستگاه پرس کانکل یا اتصال گره ای
دستگاه پرس کانکل یا اتصال گره‌ای شامل یک الکتروموتور بسیار قدرتمند است که به شکل ویژه‌ای به سایر بخش‌های دستگاه پرس متصل شده است. انرژی حاصل از چرخش آن می‌تواند نیروی لازم برای فشار و متراکم سازی قطعات صنعتی را فراهم کند. البته تفاوت‌های ساختاری بین دستگاه پرس کانکل و سایر دستگاه‌های پرس وجود دارد.
به عنوان مثال، یکی از تفاوت‌ها این است که در مسیر انتقال نیرو از الکتروموتور به سایر بخش‌های دستگاه، گره وجود دارد. در واقع، وظیفه اصلی این گره انتقال نیرو و تبدیل نیرو است. معمولا از دستگاه پرس کانکل برای پرس فلزات یا چوب استفاده می‌شود. اما می‌توان، به عنوان دستگاه پرس زباله خشک از آن استفاده کرد.
این دستگاه دارای بخشی به نام میل لنگ است که برخلاف سایر دستگاه‌های پرس در تمامی جهات و در همه محورها می‌چرخد. به همین دلیل است که می‌توان از دستگاه پرس اتصال گره‌ای برای فشار دادن به قطعات صنعتی که در حالت عمودی یا افقی قرار دارند استفاده کرد. نیروی وارد شده از این ماشین ابزار به سطح قطعات صنعتی بسیار بالا بوده و کار کردن با آن بسیار ساده است.
5. دستگاه پرس گریز از مرکز
یکی دیگر از دستگاه‌های پرس که تقریباً عملکرد مشابه با دستگاه پرس کرانک دارد، دستگاه پرس گریز از مرکز است. این ماشین ابزار نیز شامل یک الکتروموتور است که در بخش خارج از مرکز به صورت مداوم می‌چرخد و به یک میله اتصال دارد. انرژی چرخشی الکتروموتور به صورت مستقیم به میله منتقل می‌شود. این میله درون یک ساختار کشویی مانند قرار دارد که بعد از دریافت انرژی از الکتروموتور، به سرعت شروع به حرکت می‌کند.
حرکت میله اتصالی در مجموع باعث حرکت پیستون دستگاه می‌شود. در این حالت، پیستون به سمت بالا یا پایین حرکت کرده و فشار استاندارد را به سطح قطعات صنعتی وارد می‌کند. یکی از دلایلی که باعث شده است این دستگاه ماشین پرس گریز از مرکز نام بگیرد، این است که میله دقیقا در مرکز قرار نمی‌گیرد و موقعیت درست آن در خارج از مرکز ماشین ابزار است. به همین دلیل، می‌تواند با استفاده از نیروی گریز از مرکز باعث حرکت کردن پیستون شود.
6. دستگاه پرس دنده ای
در این دستگاه پرس برای انتقال نیرو و انرژی از چرخ دنده استفاده می‌شود. در حالی که در سایر دستگاه‌ها معمولا از میل لنگ یا مواردی مانند این استفاده می‌شود. زمانی که موتور الکتریکی با استفاده از چرخش خود، انرژی و نیروی لازم را تولید می‌کند، به سرعت آن را به چرخ دنده انتقال داده و به این ترتیب نیرو از این طرف دستگاه به طرف دیگر دستگاه انتقال پیدا می‌کند.
چرخ دنده به شکل مستقیم وظیفه انتقال نیرو را برعهده دارد و فشار لازم برای تراکم سازی قطعات صنعتی را فراهم می‌کند. نحوه انتقال نیرو و انرژی از موتور الکتریکی به چرخ دنده بسیار ساده است. ابتدا نیروی لازم توسط چرخش در موتور الکتریکی تولید شده و این نیرو در مرحله بعد موجب چرخش چرخ دنده می‌شود.
البته در دستگاه پرس دنده‌ای، از یک چرخ دنده استفاده نمی‌شود، بلکه از چندین چرخ دنده استفاده خواهد شد. این چرخ دنده‌ها در یک جهت خاص شروع به چرخش و حرکت می‌کنند و می‌توان میزان فشار یا مدت زمان وارد آمدن فشار به سطح قطعات صنعتی را در این دستگاه تنظیم کرد.
7. دستگاه پرس پیچ دار
همانطور که از نام این دستگاه پرس مشخص است؛ برای انتقال نیرو و انرژی از الکتروموتور، به جای چرخ دنده از یک پیچ بزرگ استفاده می‌شود. ابتدا الکتروموتور شروع به چرخش می‌کند و در مرحله بعد انرژی تولید شده را به پیچ انتقال داده و موجب چرخش پیچ می‌شود. این دستگاه‌های پرس در گذشته به صورت دستی طراحی می‌شدند.
ابتدا نیروی انسانی دسته دستگاه پرس را می‌چرخاند و به این ترتیب، فشار لازم را برای متراکم سازی قطعات صنعتی تولید می‌کرد. اما امروزه از انرژی الکتروموتور برای پرس کاری استفاده می‌شود. یکی از معایب کار با این دستگاه‌های پرس این است که فرآیند فشار آوردن به قطعات صنعتی یا شکل دهی را در مدت زمان بسیار طولانی انجام می‌دهد و برای صنایعی که قصد دارند در کوتاه‌ترین زمان ممکن به نتیجه برسند به هیچ وجه مناسب نیستند.
مزایا و معایب ماشین های پرس دستی
مزایا و معایب ماشین‌های پرس دستی شامل موارد زیر هستند:
مزایا
- داشتن اندازه بسیار کوچک که باعث می‌شود این دستگاه‌ها فضای زیادی را اشغال نکنند.
- کم صدا بودن دستگاه باعث می‌شود که آسیبی به گوش کارکنان وارد نشود یا به افراد آزاری نرسد.
- هزینه خرید این دستگاه‌ها بسیار پایین بوده و حتی هزینه تعمیرات و نگهداری آن‌ها نیز پایین است.
- این دستگاه‌ها به دلیل ابعاد کوچک می‌توانند به راحتی جابجا شوند.
- دستگاه پرس دستی نیاز به یک منبع انرژی برای چرخش الکتروموتور ندارد. به همین دلیل، هزینه اولیه برای راه اندازی این دستگاه پایین است.
- کار کردن با این دستگاه‌ها بسیار ساده است و با خطر چندانی همراه نیست.
معایب
- نمی‌توان از دستگاه پرس دستی برای شکل دهی و متراکم سازی بسیاری از تجهیزات و قطعات صنعتی استفاده کرد.
- سرعت این دستگاه‌ها بسیار پایین است.
مزایا و معایب ماشین های پرس مکانیکی
برخی از مزایا و معایب ماشین‌های پرس مکانیکی شامل موارد زیر هستند:
مزایا
- این دستگاه‌ها در مدت زمان بسیار کوتاهی فرآیند شکل دهی و متراکم سازی قطعات صنعتی را انجام می‌دهند.
- قیمت خرید آن‌ها نسبت به ماشین پرس هیدرولیک پایین‌تر است.
- از این دستگاه‌ها به راحتی می‌توان برای برش کاری استفاده کرد.
معایب
- یکی از مهم‌ترین معایب دستگاه پرس مکانیکی این است که نیرو و سرعت دستگاه به شکل یکنواخت توزیع نمی‌شود.
- این دستگاه‌ها به علت چرخش سریع الکتروموتور ممکن است هر چند وقت یکبار نیاز به تعمیر و نگهداری داشته باشند.
- سر و صدای زیادی تولید می‌کنند و ممکن است موجب آزار دیگران شوند.
- به ندرت می‌توان تمامی پارامترهای مربوط به دستگاه‌های پرس را کنترل کرد و صرفا فشار وارد بر قطعات صنعتی قابل کنترل هستند.