Гидравлический пресс это: Гидравлический пресс — урок. Физика, 7 класс.

Что такое гидравлический пресс. Принцип работы

Гидравлический пресс занимает важное место среди производственного оборудования. Существует большое количество вариантов исполнения и модификаций оборудования, в основе которого лежит принцип работы гидравлического пресса. Область использования, технические особенности, правила выбора и многие другие аспекты рассмотрены в статье.

СОДЕРЖАНИЕ

• Историческая справка
• Принцип действия гидравлического пресса
  • Формула Паскаля
  • Принципиальная схема
• Типы гидравлических прессов
  • Платформенный
  • С-образная рама
  • Н-образная рама
  • Экструзионный
  • Для ламинирования
  • Вакуумные
  • Штамповочные
  • Трансфер Пресс
  • Листогибочные
  • Кузнечный
• Негидравлические
  • Механические
  • Электрические
  • Пневматический
• Устройство гидравлического пресса
• Достоинства
  • Невысокая стоимость и недорогая эксплуатация
  • Эффективная работа
  • Простота эксплуатации
  • Контроль и гибкость
  • Невысокий уровень шума
  • Длительный срок службы
• Недостатки
• Нагрузки гидравлических прессов
• Стандарты безопасности
• Виды гидравлических прессов
• Выбор гидравлического пресса

Гидравлический пресс – это устройство, генерирующее усилие, которое многократно превосходит приложенное изначально. Машина предназначена для прессования под давлением. Основным узлом агрегата является поршень. В движение он приводится под воздействием масла или другого гидравлического состава. Самый простой пример применения гидравлического пресса – автомобильный домкрат. В промышленности он чаще всего используется на производственных линиях для штамповки разных изделий.

В основе принципа работы устройства лежит закон Паскаля, который гласит о том, что в замкнутой системе давление действует с равным усилием на любом его участке. Это самый востребованный тип промышленного пресса. Гидравлика по сравнению с механикой или пневматикой обеспечивает наивысший КПД и самый большой коэффициент сжатия при одинаковом приложенном усилии.

Историческая справка

Изобретен гидравлический пресс в Англии в 1795 году. Автором столь эффективного и нужного механизма стал инженер Джозеф Брамах, который до этого уже получил признание общественности за изобретение унитаза со встроенным смывом. Поэтому иногда можно услышать, как механизм называют прессом Брама.

Первый гидравлический пресс был представлен миру в нужный момент. Многие производства и предприниматели в те времена нуждались именно в таком устройстве. Изобретение получило всеобщее признание и способствовало основанию целого направления в физике – гидротехника. С тех пор многими инженерами оригинальная модель Брама была существенно доработана и модернизирована. В мире существует десятки вариаций, в основе которых заложен все тот же принцип, реализованный английским изобретателем.

Принцип действия гидравлического пресса

Понять лучше принцип действия устройства поможет понимание физических законов, которые свойственны для сообщающихся законов. Термин известен со школьной программы и обозначает соединенные между собой сосуды, внутрь которых залита воды или иная жидкость. Этот закон гласит, что жидкость внутри сосудов будет находиться на одном уровне.

К примеру, если в один из таких сосудов долить воды, то ее уровень поднимется во всех остальных емкостях. Если в одном из сообщенных сосудов оказывать давление на поверхность воды, то вся система будет стремиться к равновесию и давление распределится. Отразится такое воздействие тем, что уровень жидкости в других емкостях поднимется. Здесь действует иной закон, который известен по имени ученого, который его сформулировал – Паскаля. Данный постулат гласит о том, что давление жидкости или газа распространяется во все точки одинаково.

Формула Паскаля

Математически закон Паскаля отображается формулой:

где p — это давление, F — приложенная сила, S — площадь сосуда. Из нее видна прямопропорциональная зависимость между давлением и приложенным усилием. То есть, все логично: чем сильнее воздействовать, тем большим будет давление. С другой стороны, давление обратно пропорционально площади, на которую воздействует сила.

Принципиальная схема

Данная теоретическая часть приведена здесь потому, что любой гидравлический пресс представляет собой систему сообщающихся сосудов с поршнями. Ниже приведена принципиальная схема устройства.

Если надавить на поршень, который находится в сосуде большего размера, то начинает работать закон Паскаля. То есть, давление равномерно распределяется по всему объему жидкости. Теперь пришла очередь закона сообщающихся сосудов. Согласно ему, давление должно компенсироваться. Соответственно, поршень в меньшей камере поднимется. Есть важный нюанс: в большом резервуаре поршень сдвинулся на одно расстояние, а в малом поднялся на высоту, которая будет в несколько раз больше.

Опытным путем и математическими расчетами несложно выявить закономерность. Расстояние перемещения поршней зависит от соотношения большей площади к меньшей. Точно такая же закономерность наблюдается и в обратном приложении силы. Только зависимость будет обратно пропорциональной. Именно такой принцип и положен в основу работы гидропресса. Результат или коэффициент полезного действия (кому как удобней) напрямую зависит от соотношения площади большего поршня к меньшему.

Практическое применение нашел и обратный принцип. К примеру, он используется в гидравлических амортизаторах.

Типы гидравлических прессов

Платформенный

Существует большое число разновидностей гидравлического пресса. Они отличаются числом приложений, но есть и общие показатели. К платформенным относятся устройства, имеющие прочную стабильную поверхность и плунжер.

С-образная рама

Сравнительно узкая, но прочная рама занимает немного места. Благодаря отличной эргономике устройство может монтироваться в помещениях с небольшим объемом свободного пространства. С-образные гидравлические прессы применяются для разных производственных процессов. Среди них: формовка, штамповка, рубка, правка, клепка и вытяжка.

Н-образная рама

Основание установки сварное и выполнено в виде буквы «Н». Оборудование применяется на производственных линиях и в зависимости от варианта исполнения может выполнять разные операции: штамповка, обжим, чеканка, гибка или обрезка. Одна установка может использоваться для выполнения нескольких операций.

Экструзионный

Тип оборудование, предназначение которого заложено в названии – экструзия деталей и изделий. Экструзионное прессование представляет собой производственный процесс, при котором матрица, перемещаемая прессом, проходит через материал. В результате операции на выходе получается заготовка или изделие с предопределенным поперечным сечением.

Для ламинирования

Установки относятся к числу компрессионных прессов. Оснащены ручным управлением. Имеют две технологические пластины, одна из которых служит источником нагрева материала, а другая предназначена для его охлаждения. Благодаря такому подходу процесс ламинирования занимает немного времени.

Вакуумные

Специализированные устройства, которые применяются для нанесения пленки на поверхность различных предметов. Наиболее распространены модели для герметизации документов – кредитных карт, удостоверений и т.п.

Штамповочные

Еще один тип оборудования специализированного назначения. Обладают ограниченным функционалом и применяются для обработки листового металла в автомобильной промышленности или для выкройки нужной формы материалов с помощью давления.

Трансфер Пресс

К прессу автоматически подаются заготовки из пластмассы, металла или резины. Далее манипулятор принимает заготовку и посредством выдвижного штока перемещает ее от одного штампа к другому. Каждый из них вносит определенные изменения и на выходе получается уже готовый продукт. Станки востребованы в разных отраслях, а наибольшей популярностью пользуются в медицинской и авиакосмической промышленности.

Листогибочные

Аппарат предназначен для холодной обработки листового металла. Классический вариант оборудования состоит из нескольких элементов: с двух сторон установлены С-образные рамы, в верхней части располагается подвижная балка, а на столе (нижняя часть) зафиксирован рабочий инструмент.

Гидравлический пресс для гибки листового металла от других аналогичных станков отличается тем, что оснащен двумя гидроцилиндрами, которые крепятся к C-образной раме. Они предназначены для перемещения луча. Станок программируется для работы в автоматическом режиме. Он известен как гидравлический листогибочный пресс с ЧПУ.

Кузнечный

Разработан для автоматической ковки металла, то есть приданию заготовке нужной формы и размера. Обработка включает комплекс методов и оснастки, в том числе и форма. Для обработки используется сила давления, а в некоторых случаях и нагрев. Наиболее часто кузнечный пресс применяется в автомобильном и машиностроительном производстве.

Негидравлические

Оборудование, которое сегодня рассматривается, относится к категории силовых установок. Силовые прессы делятся на несколько видов в зависимости от типа привода – механические, электрические, пневматические или гидравлические. Соответственно, механические, электрические и пневматические являются альтернативой для гидравлических моделей.

Механические

Движущим элементом является маховик. Он предназначен для конденсирования энергии и моментальной ее отдачи на определенном этапе. Для передачи механического усилия к точке приложения задействуется несколько механизмов – эксцентрик, кривошип, тумблер или шарнирная передача.

Электрические

Современная разработка, основанная на эффективной передаче крутящего момента от электрического двигателя до плунжера. Наличие механической связи является гарантом того, что к двигателю будет поступать обратный сигнал от контроллера для изменения скорости вращения. Если двигатель не вышел на режим максимальной нагрузки, то необходимая скорость будет достигнута.

Пневматический

Пневматические системы аналогично гидравлическим выполняют разные функции, в том числе – обжимка, прошивка, гибка, пробивка, штамповка. Они могут иметь циклы «скорострельности» до 400 ударов в минуту. Но даже при таких условиях пневматические прессы дают возможность контроля над процессами потока. Это делает их наиболее востребованными в технологических операциях, где скорость обработки заготовки имеет первостепенное значение.

Принцип работы пневмопрессов исключает необходимость преобразования вращательного движения в линейное. По этой причине они имеют меньше подвижных узлов по сравнению с машинными или гидравлическими аналогами. Недостатков оборудования является то, что движущей силой является сжатый воздух. Они не могут создавать очень высокое давление, как гидравлические прессы.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими гидравлическими прессами собственного производства от компании VTM.

Устройство гидравлического пресса

Основу гидравлического пресса составляют два цилиндра с поршнями, которые сообщены между собой. Они закреплены на матрице – неподвижной опоре, дополнительно обеспечивающей устойчивость всего оборудования. Полный перечень основных компонентов классического гидравлического пресса: цилиндры двустороннего действия; поршни, часто называемые пуансонами; соединительные трубки, матрица. Схема устройства приведена ниже.

Один из двух поршней диаметром меньше и служит он для нагнетания жидкости в рабочую камеру другого, воздействующего на обрабатываемый предмет. Поршни являются механическими элементами системы, обеспечивающие толкательное движение. Окончательную форму и опору механизму придает матрица (другие названия: платформа, наковальня, основа). Они же обеспечивает и устойчивость.

Достоинства

Гидравлический пресс по эффективности оставляет далеко позади другие типы аналогичного оборудования. Сила, которую он развивает во время работы, не может быть достигнутой ни механическими, ни пневматическими, ни электрическими налогами. Достоинства оборудования на этом не исчерпаны. Другие плюсы.

Невысокая стоимость и недорогая эксплуатация

Гидропрессы имеют мало подвижных элементов, что обуславливает их доступность на потребительском рынке. По той же причине на содержание и обслуживание механизма нужны незначительные суммы вложений, чтобы постоянно поддерживать его в рабочем состоянии.

Простота установки является залогом ее надежности. Но даже если и случаются поломки, то устранить их несложно и не требуется разбирать все узлы. Важно обратить внимание на тот момент, что данный вид прессов наиболее распространен. Поэтому никогда не возникает проблем с запасными частями или расходными материалами. Их достаточно много и на отечественном рынке, и за рубежом.

Эффективная работа

Гидравлический пресс полную мощность передает в любой момент хода, в то время как другие аналогичные модели могут передавать ее только снизу. Поэтому не придется покупать установку с заранее спланированным избыточным давлением, чтобы получить нужный результат.

Простота эксплуатации

Если гидравлический пресс рассчитан на генерирование нагрузки в 100 тонн, то он выйдет на рабочие параметры, даже если допущены ошибки в настройках. Оператор может не беспокоиться о том, что его непроизвольные действия приведут к поломке агрегата или штампа. В механизм заложена предохранительная система. Когда усилие гидравлического пресса достигает заданного давления, то срабатывает предохранительный клапан. Он открывается, не давая усилию выйти за пределы заданных параметров. Как результат – исключена вероятность перегрузки.

Контроль и гибкость

Оператор имеет возможность выбора оптимального значения среди большого количества настроек. Среди важный и наиболее востребованных настроек: продолжительность задержки усилия, высвобождение силы, скорость, сила удара и его вектор.

Невысокий уровень шума

Гидравлические модели лишены большого количества движущихся узлов, которые характерны для механических аналогов. Поэтому они генерируют намного меньше шума. Современные установки при условии правильной регулировки насосного оборудования отвечают самым строгим требованиям относительной ограничений в генерации шумов.

Длительный срок службы

Поскольку станки имеют встроенную защиту от перегрузок исключена вероятность его повреждения из-за избыточного давления. Вспомогательная оснастка тоже служит долго, поскольку при работе механизмов нет ни толчков, ни ударов, ни вибраций, ни резкого возрастания механической нагрузки.

Недостатки

Минусы гидравлических прессов заключаются в следующем:

• сильно возрастают потери энергии при передаче на расстояние;
• даже небольшое загрязнение рабочей жидкости может привести к поломке;
• небольшой скорость воздействия. В случае ее повышения наблюдаются гидравлические удары в магистралях;
• на характеристики гидропривода большое влияние оказывают условия эксплуатации.

Нагрузки гидравлических прессов

Большинство машин проектируются для работы с большими нагрузками, величина которых измеряется тоннами. К примеру, в наши дни реализовано множество проектов с расчетной мощностью до 3500 тонн. Хотя наиболее часто заказчики приобретают оборудование с намного меньшим расчетным усилием – до 15 тонн включительно.

В изготовлении оборудование используется нержавеющая сталь и другие металлы, устойчивые к большим механическим нагрузкам. Применяются и разные сплавы, в частности алюминия и меди.

Прессы делаются одно- или многопозиционными. Первые имеют набор инструментов и оснастки для работы, интегрированных внутрь рабочей поверхности. Они применяются на конвейерном производстве, где продукция выпускается в большом количестве. Многопозиционные модели имеют расширенный набор рабочей оснастки. Она может предназначаться для выполнения разных операций или для работы с разными материалами.

При настройке пресса производители могут изменить предельную нагрузку, длину, складывание, формат и многие иные параметры. Поэтому каждый приобретенный экземпляр станка может отличаться своими показателями от такой же модели, но с другими регулировками.

Стандарты безопасности

В поддержании нормального функционирования оборудования решающее значение имеет техническое обслуживание. Чтобы механизмы не подводили, нужно придерживаться следующих рекомендаций:

• Не допускать протечек гидравлики. Негерметичная установка не может работать на полную мощность. Ее эффективность намного ниже по сравнению с исправной машиной. Следует постоянно следить за герметичностью вокруг уплотнительных колец, гидравлических магистралей, цилиндров, седел клапанов и концевых фитингов.
• Не выходить за пределы допустимых нагрузок. Соблюдение данного требования не должно вызывать каких-либо сложностей. Все просто: не нагружать пресс свыше установленного максимума. Нарушения правила может повлечь за собой выход из строя оборудования и даже травматизм среди обслуживающего персонала.
• Подвижные механизмы должны своевременно смазываться. Это необходимо для уменьшения износа подвижных частей гидравлической машины. Не нужно жалеться смазки в местах, где стоят уплотнения. Так герметичность магистралей останется целой максимально продолжительное время. При заливке гидравлической жидкости в систему нужно убедиться, что она соответствует рекомендациям производителя.
• Нужно проверять скорость набора давления. Если пресс создает заданное давление за короткий отрезок времени (примерно полсекунды), то это свидетельство его хорошего технического состояния. Если же результат будет достигнут за 2-3 секунды, то стоит уделить время для диагностики оборудования. Вероятно, существуют проблемы либо с предохранительным клапаном, либо с насосом. Чаще всего слабая продуктивность обусловлена низкими оборотами насоса.
• Незнакомые звуки машины должны настораживать. Скорее всего, это предвестник предстоящей или уже случившейся поломки. Нужны выявить источник звука и понять его природу. Если звук стал результатом неисправности, то принять меры к устранению. Чаще всего посторонние звуки связаны со смещением положения клапана. Шумы возникают еще и при дефиците смазки.

• Контроль над электронными компонентами. Из числа электронного оборудование могут выйти из строя катушка или реле. В подавляющем большинстве случаев это вызвано окончанием срока службы оснастки. Катушка служит до 3 миллионов ходов поршня, а реле – до 1 миллиона. Достаточно заменить узел, чтобы восстановить работоспособность пресса. Неисправность вызывает вынужденный простой пресса, что может быть крайне нежелательно в данный момент. Поэтому целесообразно устанавливать счетчик циклов и по нему планировать заблаговременную замену электронных частей. Тогда можно выполнить текущий ремонт в любое удобное время, не нанося урона производственному процессу.
• Проверка других элементов установки. Нужно следить за состоянием фитингов, магистралей и прочих узлов, которые подвергаются высоким нагрузкам.
• Поддерживать оптимальный уровень масла и температуры при работе. Это самый простой и наиболее эффективный способ поддержания пресса в рабочем состоянии. Если не следить за уровнем масла и рабочей температурой, то не избежать неисправностей, вызванных перегревом, а также низким уровнем или качеством масла. Контролировать состояние масла можно визуально, капнув его на чистый лист бумаги. Если видны посторонние включения, комки или грязь, то следует немедленно заменить фильтр. Температура должна быть не выше 120 градусов Цельсия. Если превышать данный показатель, то оборудование станет выходить из строя. Поддерживать температуру можно при помощи охладителей воды и воздуха.

Виды гидравлических прессов

Ассортимент представленной на рынке продукции можно разделить на виды:

• Центробежные прессы. Используются для снятия подшипников и штамповки посадочных мест. Оборудование востребовано в других производственных процессах, связанный со сборкой и ремонтом узлов под высоким давлением.

• Сборочные прессы. Предназначены для удержания заготовок в определенном положении в процессе сборки узлов и агрегатов. Применяются, к примеру, в автомобильной промышленности для сборки ходовой автомобилей. Манипуляторы сжимают амортизирующие пружины, пока устанавливаются необходимые элементы.
• Прессы с С-образной рамой обладают обтекаемыми формами, которые повторяют букву «С». Состоят, как правило, из одного пресса.
• Компрессионные работают по принципу матрицы. Комплектуются двумя пластинами, которые при сжатии формируют нужную форму заготовки.
• Кузнечные или ковочные – машины, предназначенные для формовки металла под давлением. Заставляют заготовку принимать нужные контуры с помощью пресс-форм, большого давления и в редких случаях – температуры.
• Машины с Н-образной рамой. Их еще называют «четырехколонными». Отличительной особенностью является форма в виде буквы «Н». Могут работать с несколькими приложениями в одно и то же время.
• Лабораторные прессы. Небольшие по размеру и, соответственно, по возможностям установки. Они используются для проведения исследований в коротких или разовых сессиях.
• Оборудование для ламинирования. Применяется с целью нанесения полимера на поверхность документов или материалов.
• LIM. Применяются для литья под давлением компонентов полимеров и прочих жидкостей.
• Механические. Востребованы для штамповки, резки, формирования и сборки материалов. операции выполняются при помощи штампов, которые крепятся к столу.

• Платиновые. Промышленные машины большого размера с двумя стальными пластинами. В процессе работы они нагреваются, после чего начинается формовка.
• Пневматические. Для работы используется сжатый воздух. Типичными областями применения считается формовка, штамповка, гибка или резка.
• Силовые. Гидравлические станки для штамповки, резки и формовки металлов.
• Листогибочные. Могут быть как гидравлическими, так и механическими и даже ручными. Листовой металл обрабатывается на холодную.
• Штамповочные. Подразумевается, что работа пресса основана на использовании штампов.
• Правильные. Усилие оборудование направлено на выравнивание металлической детали.
• Таблетирующие. Разработаны для прессования порошкового сырья в таблетки.
• Трансферные. Машины предназначены для передвижения заготовки по штамповочному конвейеру. Манипуляторы на подающей штанге перемещают детали от одного станка к другому до окончания цикла обработки.
• Вакуумные. Системы с гидравлическим приводом промышленного назначения. Давление воздуха создает усилие, необходимое для формовки. При операциях, связанных с ламинированием, воздух из рабочего пространства отводится и создается вакуум.

Выбор гидравлического пресса

Большой ассортимент оборудования не очень-то облегчает поиск наиболее подходящей модели. Опираясь на производственные потребности, стоит иметь ввиду, что найти установку, которая полностью бы соответствовала заявленным требованиям очень непросто. Особенное, если их список большой или условия работы специфические. В таких случаях желательно отдать предпочтение оборудования с завышенными характеристиками по сравнению с требуемыми. Запас прочности рано или поздно будет востребован.

Среди технических характеристик, которые оказывают наибольшее влияние на выбор модели, стоит отметить две самые важные:

• размер заготовок или изделий, которые предстоит обрабатывать;
• необходимая для этого сила давления.

Именно эти показатели являются основополагающими и уже от них зависит дальнейший выбор. Например, установка мощностью до 10 тонн вряд ли удовлетворит потребности сервиса для грузовиков, а 100-тонный агрегат совсем не вписывается в небольшую мастерскую.

Другие особенности оборудования, на которые необходимо обратить внимание:

• Автоматический возврат в исходное положение. Рабочий процесс заметно ускоряется плюс повышается комфорт в работе.
• Хромированный шок. Препятствует образованию коррозии, повышает срок службы цилиндров.
• Предохранительный клапан. Защитит пресс от перегрузок и ее последствий.
• Прочность станины. Все стыки должны быть профессионально заварены. В противном случае со временем платформа разрушится.
• Лебедочный механизм. Требуется для работы с тяжелыми заготовками.
• Перемещение стола или цилиндра. Мобильность расширяет возможности оборудования и повышает удобство.
• Качество манометра. Важно, чтобы прибор показывал точное значение усилия, которое давит на заготовку. Стоит отдать предпочтение глицериновому манометру: он поглощает вибрацию.

Гидравлический пресс в физике, теория и онлайн калькуляторы

Гидравлический пресс в физике, теория и онлайн калькуляторы

Определение и принцип гидравлического пресса

Определение

Гидравлический пресс — это машина, которая действует на основе законов движения и равновесия жидкостей. 8$ньютонов.

Основу гидравлической машины составляют два цилиндра разного радиуса с поршнями (рис.1), которые соединены трубой. Пространство в цилиндрах под поршнями обычно заполняют минеральным маслом.

Для того чтобы понять принцип действия гидравлической машины следует вспомнить, что такое сообщающиеся сосуды и в чем смысл закона Паскаля.

Сообщающиеся сосуды

Сообщающимися называют сосуды, соединенные между собой и в которых жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой. Форма сообщающихся сосудов может быть разной. В сообщающихся сосудах жидкость одной плотности устанавливается на одном уровне, если давления над свободными поверхностями жидкости одинаковы.

Из рис.1 мы видим, что конструктивно гидравлическая машина — это два сообщающихся сосуда разного радиуса. Высоты столбов жидкости в цилиндрах будут одинаковыми, если на поршни не действуют силы.

Закон Паскаля

Закон Паскаля говорит нам о том, что давление, которое оказывают внешние силы на жидкость, передаются ей без изменения во все ее точки. На законе Паскаля основано действие многих гидравлических устройств: прессов, тормозных систем, гидроприводов, гидроусилителей и т.д.

Принцип действия гидравлического пресса

Одним из самых простых и старых устройств основанных на законе Паскаля является гидравлический пресс, в котором небольшая сила $F_1$, прикладываемая к поршню небольшой площади $S_1$, преобразуется в большую силу $F_2$, которая воздействует на площадь большой площади $S_2$.

Давление, которое создает поршень номер один, равно:

\[p_1=\frac{F_1}{S_1}\left(1\right).\]

Давление второго поршня на жидкость составляет:

\[p_2=\frac{F_2}{S_2}\left(2\right).\]

Если поршни находятся в равновесии то давления $p_1$ и $p_2$ равны, следовательно, мы можем приравнять правые части выражений (1) и (2):

\[\frac{F_1}{S_1}=\frac{F_2}{S_2}\left(3\right).\]

Определим, каким будет модуль силы, прикладываемой к первому поршню:

\[F_1=F_2\frac{S_1}{S_2}(4)\]

Из формулы (4), видим, что величина $F_1$ больше модуля силы $F_2$ в $\frac{S_1}{S_2}$ раз.

И так, применяя гидравлический пресс можно небольшой силой уравновесить гораздо большую силу. Отношение $\frac{F_1}{F_2}$ показывает выигрыш в силе.

Пресс работает так. Тело, которое необходимо спрессовать, укладывают на платформу, которая лежит на большом поршне. С помощью малого поршня создают высокое давление на жидкость. Большой поршень вместе со сжимаемым телом поднимается, упирается в неподвижную платформу, находящуюся над ними, тело сжимается.

Из малого цилиндра в большой жидкость перекачивают повторным движением поршня малой площади. Делают это следующим образом. Малый поршень поднимается, открывается клапан, при этом в пространство под малым поршнем засасывается жидкость. Когда малый поршень опускается жидкость, оказывая на клапан давление, его закрывает, при этом открывается клапан, который пропускает жидкость в большой сосуд.

Примеры задач с решением

Пример 1

Задание. Каким будет выигрыш в силе у гидравлического пресса, если при действии на малый поршень (площадью $S_1=10\ {см}^2$) с силой $F_1=800$ Н, получают силу, воздействия на большой поршень ($S_2=1000\ {см}^2$) равной $F_2=72000\ $ Н?

Какой выигрыш в силе получался бы у этого пресса, если бы отсутствовали силы трения?

Решение. Выигрышем в силе называют отношение модулей полученной силы к приложенной:

\[\frac{F_2}{F_1}=\frac{72000}{800}=90.\]

Используя формулу, полученную для гидравлического пресса:

\[\frac{F_1}{S_1}=\frac{F_2}{S_2}\left(1.1\right),\]

найдем выигрыш в силе при отсутствии сил трения:

\[\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_2}{S_1}=\frac{1000}{10}=100.\]

Ответ. Выигрыш в силе в прессе при наличии сил трения равен $\frac{F_2}{F_1}=90.$ Без трения он был бы равен $\frac{F_2}{F_1}=100.$

Пример 2

Задание. Используя гидравлический подъемный механизм, следует поднять груз имеющий массу $m$. Какое число раз ($k$) нужно опустить малый поршень за время $t$, если за один раз он опускается на расстояние $l$? Отношение площадей поршней подъемника равно: $\frac{S_1}{S_2}=\frac{1}{n}$ ($n>1$). Коэффициент полезного действия машины составляет $\eta $ при мощности его двигателя $N$.

Решение. Принципиальная схема работы гидравлического подъемника изображена на рис.2., она аналогична работе гидравлического пресса.

В качестве основы для решения задачи используем выражение, связывающее мощность и работу, но при этом учтем, КПД подъемника, тогда мощность равна:

\[N=\frac{\eta A}{t}\to A=\eta Nt\left(2.1\right).\]

Работу производят с целью груз поднять, значит, ее найдем как изменение потенциальной энергии груза, за ноль потенциальной энергии будем считать энергию груза в месте начала его подъема ($E_{p1}$=0), имеем:

\[A=E_{p2}-E_{p1}=E_{p2}=mgh\ \left(2.2\right),\]

где $h$ — высота, на которую подняли груз. Приравняв правые части формул (2.1) и (2.2), найдем высоту, на которую подняли груз:

\[\eta Nt=mgh\to h=\frac{\eta Nt}{mg}\left(2. 3\right).\]

Работу, выполняемую силой $F_0$, при перемещении малого поршня найдем как:

\[А_1=F_0l\ \left(2.4\right),\]

Работа силы, которая двигает большой поршень вверх (сжимает гипотетическое тело), равна:

\[А_2=FL\ .\] \[А_1=А_2\to F_0l=FL\] \[\frac{F_0}{F}=\frac{L}{l}=\frac{S_1}{S_2}\left(2.5\right),\]

где $L$ — расстояние, на которое сдвигается большой поршень за один ход. Из (2.5) имеем:

\[\frac{S_1}{S_2}=\frac{L}{l}\to L=\frac{S_1}{S_2}l\ \left(2.6\right).\]

Для того чтобы найти количество ходов поршней (число раз которое опустится малый поршень или поднимется большой) следует высоту поднятия груза разделить на расстояние на которое сдвигается большой поршень за один ход:

\[k=\frac{h}{L}=\frac{\eta NtS_2}{mgS_1l}=\frac{\eta Ntn}{mgl}.\]

Ответ. $k=\frac{\eta Ntn}{mgl}$

Читать дальше: закон Архимеда.

236

проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности

Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!

типов гидравлических прессов и принципы их работы — ноу-хау Grainger

В самых разных отраслях промышленности гидравлические прессы играют ключевую роль в производстве, сборке и техническом обслуживании, помогая операторам подгонять, сгибать и собирать листовой металл, детали, подшипники и оборудование.

Что такое гидравлический пресс?

Гидравлический пресс представляет собой устройство, используемое для выдавливания материалов, помогающее в производстве, сборке и техническом обслуживании. Он использует давление, создаваемое насосом, для вдавливания стального цилиндра в материал с заданной силой.

К основным частям пресса относятся:

• Рама, которая удерживает пресс вместе и придает ему прочность, с различными формами рамы, используемыми для различных операций прессования
• Стол или валик, который поддерживает материал во время прессования и часто может быть перемещен для правильного выравнивания материалов с прессом
• Гидравлический стальной цилиндр или поршень, который выдвигается для приложения силы для сжатия или разделения деталей.
• Насос, использующий гидравлическую жидкость для создания давления, приводящего в движение цилиндр для создания определенной выходной силы.

Прессы используются на различных предприятиях и в различных областях, где материалы необходимо прессовать или разделять. Прессы обычно используются для прессования двух предметов вместе или разъединения двух предметов, таких как подшипники, другие металлические детали, закрепленные на валу, или для сгибания или выпрямления материалов. Некоторые прессы меньшего размера, такие как прессы с С-образной рамой, также могут использоваться для скрепления материалов во время сборки или для разборки деталей для технического обслуживания.

Как работают прессы?

Несмотря на то, что существует множество различных типов прессов, все гидравлические прессы работают практически одинаково. Прессы приводятся в действие гидравлическим насосом, который может быть ручным, пневматическим или электрическим в зависимости от области применения и размера пресса. Насосы создают фиксированное давление, определяющее усилие пресса, измеряемое в тоннах. После включения давление, создаваемое насосом, заставляет прессующий цилиндр выдвигаться. Этот цилиндр вступает в контакт с материалом, давя на него с заданной силой, контролируемой насосом.

После сброса давления цилиндр втягивается в корпус. Процесс повторяется при каждой операции прессования. В крупномасштабных операциях прессования или при частом использовании пресса насосы могут быть электрическими или пневматическими, чтобы уменьшить потребность в операторе пресса для управления давлением вручную. Операторы также могут настроить пресс и валик один раз и выполнять повторяющиеся задачи без необходимости постоянно перенастраивать или регулировать пресс.

Изменение типа насоса, который вы выбираете для создания большей или меньшей мощности, позволяет контролировать усилие прессования. Самый простой насос — это модель с ручным управлением, используемая для задач с небольшим объемом и небольшими усилиями, таких как складывание металла или установка подшипников. Ручные насосы позволяют прессу двигаться так же быстро, как вы качаете, а электрические и воздушные насосы обеспечивают более постоянную и равномерную силу. Операторы настраивают пресс перед каждым применением, чтобы обеспечить правильное усилие, выравнивание и интервал. Прессы необходимо регулировать при замене материалов или деталей.

Какие типы прессов существуют?

Н-образная рама

Н-образная рама представляет собой большие напольные агрегаты, которые объединяют стальную раму, пресс-цилиндр, насос и подвижную балку, образуя букву «Н». Эти прессы могут использоваться для различных целей, в том числе в ремонтных и сервисных предприятиях и на производственных линиях для сборки. Прессы с Н-образной рамой обычно сочетаются с ручными насосами для работы с небольшими объемами, с воздушными насосами в помещениях, где доступен сжатый воздух, или с электрическими насосами для стабильной работы. Размер цилиндра также может варьироваться в зависимости от необходимой силы и области применения.

Роликовая рама

В отличие от прессов с Н-образной рамой, прессы с роликовой рамой имеют стол длиной в несколько футов для размещения больших материалов в нижней части рамы пресса. В зависимости от модели может перемещаться либо стол, либо рама пресса, что позволяет операторам производить более расчетные прессы при работе с большими или сложными материалами. Операторы прессов с роликовой рамой часто используют вилочный погрузчик или подвесную подъемную систему для перемещения материалов на пресс и сдвигают либо раму, либо стол (в зависимости от модели), чтобы правильно выровнять пресс и материалы, объясняет Курт Хубер, старший менеджер по глобальным продуктам. для инструментов в Enerpac, международной производственной компании, производящей гидравлические прессы. Прессы с роликовой рамой позволяют операторам безопасно сбрасывать материалы и вставлять их в пресс, не рискуя попасть в аварию с крупной заготовкой.

Рама скамьи

Как и прессы с Н-образной рамой, жимы с настольной рамой сочетают пресс-цилиндр со стальной рамой. Прессы с настольной рамой меньше, чем прессы с Н-образной рамой, могут устанавливаться на столы или рабочие станции и часто оснащены ручными насосами и съемными цилиндрами. По словам Хубера, предприятия с большими объемами работ часто используют рамы стендов для быстрой сборки подшипников или других деталей, экономя место по сравнению с более крупными моделями с Н-образной рамой. Их также можно использовать для небольших производственных задач, таких как гибка металлических деталей.

Оправочный пресс/С-образная рама

Оправочные прессы и прессы с С-образной рамой имеют меньшую и более мобильную конструкцию, чем более крупные модели с Н-образной рамой. Эти прессы сочетают в себе прочную стальную раму со съемным цилиндром. Основное различие между прессами с оправкой и C-образной рамой заключается в том, что модели с оправкой предназначены для установки на поверхность и имеют монтажные отверстия. Прессы с рамной рамой также могут работать с большим тоннажем для более интенсивного прессования. Прессы с С-образной рамой спроектированы так, чтобы быть более портативными, и их можно использовать для удержания деталей на месте для сборки, их можно использовать для снятия компонентов или установки на стол для выполнения повторяющихся задач, таких как установка подшипников.

Хотя все гидравлические прессы работают одинаково, они бывают разных типов и размеров в зависимости от ваших конкретных потребностей. Теперь, когда вы знаете типы гидравлических прессов и принципы их работы, вы можете выбрать подходящий для своего применения.

Что такое гидравлический пресс? Использование давления для изменения формы заготовки

Гидравлический пресс — это машина, которая использует гидравлическое давление для обработки металла, пластика, резины, дерева, порошка и других продуктов. Он обычно используется в процессах прессования и процессах штамповки.

Что такое гидравлический пресс?

Гидравлический пресс представляет собой машину, в которой используется относительно небольшой гидравлический поршень для давления на жидкость и передачи силы сжатия на другой поршень большей площади, создавая соответственно большую механическую силу. Гидравлический пресс обычно состоит из трех частей: основного поршня, системы питания и системы гидравлического управления. Гидравлические прессы подразделяются на клапанные гидравлические прессы, жидкостные гидравлические прессы и инженерные гидравлические прессы. В дополнение к ковке и формованию гидравлические прессы также могут использоваться для правки, прессования, упаковки, прессования блоков и прессования плит.

Функция гидравлического пресса:

Гидравлические прессы подходят для гибки, формовки, отбортовки и других процессов прессования. Их также можно использовать для штамповки и штамповки. Они часто используются в судостроении, производстве сосудов под давлением, химической промышленности и других отраслях промышленности.

Общее давление, создаваемое гидравлическим прессом, велико и часто используется при ковке и штамповке. Кузнечные гидравлические прессы делятся на штамповочные гидравлические прессы и гидравлические прессы свободной ковки. В гидравлических прессах для штамповки используются формы, в то время как в гидравлических прессах свободной ковки формы не используются.

Принцип работы гидравлического пресса:

Основной принцип работы гидравлической системы заключается в передаче силы из одной точки в другую через несжимаемую жидкость. Обычно в качестве жидкой среды используется масло. Этот процесс обычно используется для увеличения прилагаемой силы. При использовании масла или других жидкостей давление передается через жидкость. Сжимаемость жидкостей вообще очень мала, поэтому в гидростатике жидкости считаются несжимаемыми. В несжимаемых статических жидкостях действие внешней силы в любой точке будет мгновенно передаваться на все точки жидкости.

Характеристики гидравлических прессов обычно выражаются в терминах номинальной рабочей силы или номинального тоннажа.

Другие типы прессов:

• Классификация по принципу: Гидравлический пресс, механический пресс, пневматический пресс.
• Классификация по функциям: кузнечный пресс, штамповочный станок, гибочный станок под давлением и т. д.
• Классификация по строению: Шарнирно-шарнирный пресс, винтовой пресс и т. д.
• Классификация по контролю: Традиционные прессы и сервопрессы.

Рабочая среда гидравлического пресса:

Функция жидкости, используемой гидравлическим прессом, заключается не только в передаче давления, но и в обеспечении надежности и устойчивости рабочих частей машины к коррозии. Гидравлический пресс первоначально использовал воду в качестве рабочей среды, а затем перешел на эмульсию, полученную путем добавления небольшого количества эмульгированного масла в воду для повышения смазывающей способности и уменьшения ржавчины.

Жидкость, используемая для гидравлического пресса, должна:

1. Обладать подходящей текучестью и низкой сжимаемостью для повышения эффективности трансмиссии.
2. Быть в состоянии предотвратить ржавчину.
3. Обладают хорошими смазывающими свойствами.
4. Быть легко запечатываемым.
5. Дают стабильную и долговременную работу без ухудшения.

Структура гидравлического пресса:

Два типа систем привода гидравлических прессов в основном включают прямой привод насоса и привод насоса-аккумулятора. В насосе с прямым приводом насос непосредственно приводит в действие систему, обеспечивая подачу рабочей жидкости под высоким давлением в гидравлический цилиндр. Распределительный клапан используется для изменения направления подачи жидкости, а предохранительный клапан используется для регулировки ограниченного давления в системе и действует как предохранительный клапан. Этот тип приводной системы имеет простую конструкцию, и давление может автоматически увеличиваться или уменьшаться в зависимости от требуемой рабочей силы, что снижает потребление энергии. Однако производительность насоса и его приводного двигателя ограничена максимальной рабочей силой и максимальной рабочей скоростью гидравлического пресса. Этот тип системы привода в основном используется в малых и средних гидравлических прессах, а также в крупных гидравлических прессах свободной ковки с прямым приводом от насосов.

• Гидравлические прессы в основном делятся на четырехколонные, одностоечные (тип C), горизонтальные, вертикальные и универсальные гидравлические прессы.
• В зависимости от их использования они в основном делятся на формование металла, гибку, растяжение, штамповку, формование порошка (металла, неметалла), запрессовку и экструзию.

Технологические преимущества гидравлического пресса для гидроформовки:

Гидроформовка, также известная как внутренняя формовка под высоким давлением, представляет собой процесс, при котором жидкость под сверхвысоким давлением прижимается к металлической заготовке в форме, заставляя металл принимать форму внутренней стенки полости пресс-формы.

По сравнению с традиционными процессами штамповки, процесс гидроформования имеет очевидные технические и экономические преимущества в снижении веса, уменьшении количества деталей и форм, повышении жесткости и прочности и снижении производственных затрат. Он широко используется во многих областях промышленности и все больше и больше используется в автомобильной промышленности.