Принцип работы гидравлического пресса

Гидравлические устройства, основанные на том же принципе, в наше время являются совершенно привычными деталями автомобилей, велосипедов и так далее.

С какой силой вы можете сжать в руках какой-либо предмет? Возможно, вы силач, и сил у вас очень много. Однако, каким бы силачом вы ни были, вы не сможете вручную выжать масло из семян подсолнуха. Для этого нужен пресс.

При этом, имея даже небольшой гидравлический пресс и зная физику, можно умножить силу своих рук в десятки и даже сотни раз.

И тогда вы без проблем сможете выжать масло, смять пластиковые бутылки и картон и даже огромную кучу жестяных банок превратить в небольшую стопку жестяных лепешек.

На чем же основан принцип работы гидравлического пресса, что он позволяет буквально из ничего умножать приложенную силу во много раз?

Работа производится для поднятия груза, следовательно, ее можно найти как изменение потенциальной энергии груза, считая, что груз в момент, когда его начали поднимать, имел потенциальную энергию равной нулю ($E_$=0), получим:

Гидравлический пресс

Согласно закону Паскаля 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.

Самым простым и старым устройством является гидравлический пресс, в котором небольшая сила $F_1$, прикладываемая к поршню небольшой площади, преобразуется в большую силу $F_2$, которая воздействует на площадь большой площади.

В конструкцию гидравлического пресса входят два цилиндра разного радиуса с поршнями (рис.1). Пространство в цилиндрах под поршнями обычно заполняют минеральным маслом.

Положим, что площадь первого поршня, к которому приложена сила $>_1,$ равна $S_1$, площадь второго $S_2$, к нему приложена сила $>_2$. Давление, которое создает поршень номер один, равно:

Давление второго поршня на жидкость составляет:

Если поршни находятся в равновесии то давления $p_1$ и $p_2$ равны, следовательно:

Найдем модуль силы, прикладываемой к первому поршню:

Из формулы (4), видим, что величина $F_1$ больше модуля силы $F_2$ в $frac$ раз.

И так, используя гидравлический пресс, прикладывая небольшую силу к поршню небольшой площади, можно получить большую по модулю силу, действующую на поршень большой площади.

Гидравлический пресс работает на жидкости — эмульсии, воде или масле. Действие гидравлического пресса основано на законе Паскаля, согласно которому давление жидкости, заключенной в замкнутую гидравлическую систему, передается во всех направлениях равномерно. Замкнутая гидравлическая система пресса состоит из рабочего цилиндра 4 пресса, цилиндра 9 насоса, создающего давление, соединительного трубопровода с нагнетательным клапаном 7.

1 — резервуар для жидкости; 2 — вентиль; 3 — плунжер пресса; 4 — рабочий цилиндр; 5 — соединительный трубопровод; 6 — манометр; 7 — нагнетательный клапан; 8 — плунжер насоса; 9 — цилиндр насоса; 10 — всасывающий клапан

Пусть площадь плунжера 8 насоса равна 1, тогда площадь плунжера 3 пресса обозначим через F . Допустим, что плунжер насоса создает силу Р_н и вызывает тем самым давление р (в кгс/см 2 ) жидкости в цилиндре насоса по показанию манометра 6. Тогда, согласно закону Паскаля, это же давление будет передаваться на стенки трубопровода и цилиндра пресса, а также на плунжер пресса.

Исходя далее из закона несжимаемости жидкости, можно заключить, что перемещение плунжера 8 насоса вызовет перемещение плунжера 3 пресса, причем объем жидкости в гидросистеме не изменится. Таким образом, можно записать, что P_нh = PH.

Эта формула соответствует закону сохранения энергии. Из нее следует, что количество работы, совершенное плунжером насоса, равняется количеству работы, совершенной плунжером пресса (в формуле не учтены потери на трение в гидросистеме пресса).

При подъеме плунжера насоса в цилиндре 9 давление станет меньше, и под действием жидкости клапан 7 закроется, а клапан 10 откроется, и из резервуара 1 поступит следующая порция жидкости. При каждом последующем опускании плунжера 8 насоса плунжер 3 пресса будет подниматься. Для снятия давления и опускания плунжера пресса открывается вентиль 2.

Устройство гидравлического пресса основано на законе Паскаля о гидростатике, который гласит, что жидкость передает одинаковое давление во всех направлениях. Как понятно из названия, главным действующим элементом такого механизма является жидкость – обычно масло, реже вода из-за низкой плотности. С помощью пресса к определенной точке прикладывается большое усилие с минимальными затратами энергии. Чаще всего это нужно при работе с металлами, поэтому такие приборы встречаются в промышленности (на производствах, в цехах) и автомастерских.

Устройство гидравлического пресса основано на законе Паскаля о гидростатике, который гласит, что жидкость передает одинаковое давление во всех направлениях. Как понятно из названия, главным действующим элементом такого механизма является жидкость – обычно масло, реже вода из-за низкой плотности. С помощью пресса к определенной точке прикладывается большое усилие с минимальными затратами энергии. Чаще всего это нужно при работе с металлами, поэтому такие приборы встречаются в промышленности (на производствах, в цехах) и автомастерских.

Что такое гидравлический пресс?

Конструкция прибора крайне проста и придумана еще в семнадцатом веке. Конечно, с тех пор она усовершенствована, да и вариантов появилось достаточно много, но в основе все также:

• два сообщающихся сосуда;
• жидкость;
• шток.
• два поршня.

Для чего применяется пресс гидравлический

Обычно, прессы используются для работы с эластичными, но прочными материалами. Первым кандидатом на обработку зачастую становится металл и его сплавы. С помощью гидроагрегата делают:

• подшипники и втулки;
• опрессовку;
• штамповку изделий;
• изгибы;
• правку дефектов;
• прессовку (склеивание).

Благодаря возможностям устройства то, что вручную выполняют долго (или не могут вообще), под давлением осуществляется за несколько секунд благодаря гидравлической энергии.

Классификация гидравлических прессов

Какие бывают прессы для СТО

Такие прессы чаще всего встречаются в автомастерских для выдавливания и установки подшипников, обжимки и опрессовки кабелей, правильных работ по металлу, ковки, штамповки или прессования отходов, от металлической стружки до создания пеллет.

Гидравлический пресс для СТО

Прессы встречаются на каждой станции технического обслуживания автомобилей. Гидропресс для автосервиса используется мастерами для:

• рихтовки элементов корпуса;
• штамповки деталей;
• выпрессовки втулок и подшипников;
• склейки под давлением.

Также такие агрегаты используются при работе с двигателем, как в сборке, так и в разборке. Гидравлические прессы для СТО имеют важное значение, ведь при их доступной стоимости и простоте использования, позволяют быстро разобрать детали или качественно собрать после ремонта. Для некоторых элементов машины максимально прочная установка, например, подшипника крайне важна, и от нее зависит безопасность водителя.

Какой мощности выбрать пресс для СТО

У пресса много параметров, которые необходимо оценить перед покупкой:

• способ установки в помещении;
• наличие манометра для контроля прикладываемого усилия;
• система автоматического возврата цилиндра, что упрощает работу оператору в физическом плане;
• тип привода нагнетания давления, от ручного до электрического;
• системы безопасности, блокирующие работу при неполадках.

Естественно, чем шире функционал имеет пресс гидравлический для СТО, тем выше его стоимость, но и скорость с эффективностью работы также увеличиваются.

Где купить гидравлический пресс для СТО

На сайте Автомеханики представлены модели от лучших мировых производителей, так что подобрать подходящую легко – по цене, мощности или дополнительным функциям. Магазин Автомеханика предлагает всю технику, которая нужна для организации СТО, в том числе и прессы.

Что нужно для открытия СТО? Просто позвонить в Автомеханику и заказать нужную технику: быстро, недорого, с доставкой. Просто свяжитесь с менеджером и вам помогут выбрать все для эффективного бизнеса.

Что такое гидравлический пресс?

Что такое гидравлический пресс?

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС — машина, создающая посредством жидкости усилие, способное произвести на коротком пути большую работу. Действие гидравлического пресса основано на физическом законе, согласно которому давление, оказываемое на жидкость, заключённую в сосуд, распространяется равномерно по всему ее объёму и воспринимается всеми стенками сосуда.

Пусть сравнительно небольшое усилие P₁, действует на малый поршень с диаметром d. Если вся система (два цилиндра и трубопровод между ними) заполнена капельной жидкостью, то под действием силы P₁ под поршнем в малом цилиндре будет создано гидростатическое давление

Это давление по закону Паскаля передается в больший цилиндр диаметром D, и создает на поршне усилие

Очевидно, что или, в общем случае, т. е. усилия, создаваемые в большом и малом цилиндрах гидравлического пресса, пропорциональны площадям торцевых поверхностей поршней. Схематическое изображение конструкции гидравлического пресса показано на рисунке.

Современные механизмы, машины и станки, не смотря на кажущееся сложное устройство, представляют собой совокупность так называемых простых машин – рычагов, винтов, воротов и тому подобного. Принцип работы даже очень сложных приборов основывается на основополагающих законах природы, которые изучает наука физика. Рассмотрим в качестве примера устройство и принцип работы гидравлического пресса.

Что такое гидравлический пресс

Гидравлический пресс – машина, создающая усилие, значительно превосходящее изначально приложенное. Название «пресс» довольно условно: такие устройства часто действительно используют для сжатия или прессования. Например, для получения растительного масла семена масличных культур сильно спрессовывают, выдавливая масло. В промышленности гидравлические прессы применяются для изготовления изделий методом штамповки.

Но принцип устройства гидравлического пресса можно использовать и в других сферах. Самый простой пример: гидравлический домкрат – механизм, позволяющий приложением относительно небольшого усилия человеческих рук поднимать грузы, масса которых заведомо превышает возможности человека. На этом же принципе – использовании гидравлической энергии, построено действие самых разных механизмов:

• гидравлического тормоза;
• гидравлического амортизатора;
• гидравлического привода;
• гидравлического насоса.

Популярность механизмов такого рода в самых разных областях техники связана с тем, что огромная энергия может передаваться с помощью довольно простого устройства, состоящего из тонких и гибких шлангов. Промышленные многотонные прессы, стрелы кранов и экскаваторов – все эти незаменимые в современном мире машины эффективно работают именно благодаря гидравлике. Помимо промышленных устройств гигантской мощности, есть множество ручных механизмов, например, домкратов, струбцин и небольших прессов.

С пятой группы отметим гидравлические прессы пакетировочные и Брикетировочные для прессования отходов типа металлической стружки и обрезков листового металла, Рн = 1-6 МН. Гидравлические прессы для неметаллических материалов включают прессы порошков, пластмасс и для прессования древесностружечных листов и плит.

Принцип работы гидравлического пресса

Гидравлический пресс — это машина, которая позволяет при приложении малого усилия в одном месте, получать большое в другом месте. Его конструкция базируется на двух соединенных цилиндрах (с поршнями) разного диаметра, заполненных водой, маслом или другой жидкостью. По законам гидростатики давление (сила, действующая на единицу площади) в любом месте жидкости (или газа), находящегося в состоянии покоя, одинаковый во всех направлениях и одинаково передается во всем объеме.

Это закон Паскаля, названный по имени французского философа и ученого Б. Паскаля. Если до малого поршня приложить силу F1, то давление в жидкости увеличится на величину F1/S1, где S1 — площадь малого поршня. Это давление передастся большому поршню, а значит: F1 / S1 = F2 / S2, откуда F2 = (A2/A1) F1. Если площадь S2 гораздо больше площади S1, то сила F2 будет намного больше силы F1.

Такой принцип действия гидравлического пресса широко используется в технике. Следует иметь в виду, что работа, которая осуществляется силой F1, должна (при пренебрежении трением) равна работе, совершаемой против силы F2. Если через l обозначить перемещение поршня, то это можно записать в виде F1l1 = F2l2, откуда l2 = (F1/F2) l1, то есть перемещение большого поршня гораздо меньше, чем малого.

Классификация гидравлических прессов

Гидравлические прессы в зависимости от технологического назначения отличаются друг от друга конструкцией основных узлов, их расположением и количеством, а также величиной основных параметров Pн, Z, H, A? B (Z — открытая высота штампового пространства; H — полный ход подвижной перекладины; A ? B — размеры стола).

По технологическому назначению гидравлические прессы подразделяют на прессы для металла и для неметаллических материалов. В свою очередь прессы для металла подразделяют на пять групп:

• для ковки и штамповки;
• для выдавливания;
• для листовой штамповки;
• для правильных и сборочных работ;
• для обработки металлических отходов.

Из-за большого многообразия типов гидравлических прессов приведем значения номинальных усилий PH наиболее распространенных.

Из прессов первой группы можно назвать следующие: ковочные — свободная ковка со штамповкой в подкладных штампах, Рн = 5-120 МН; штамповочные — горячо объемная штамповка деталей из магниевых и алюминиевых сплавов, Рн = 10-700 МН; прошивные — глубокая горячая прошивка стальных заготовок в закрытой матрице, Рн = 1,5-30 МН; протяженные — протягивание стальных поковок через кольца, Рн = 0,75-15 МН.

Из второй группы прессов можно отметить прессы трубопруткови и прутков-профильные — прессование цветных сплавов и стали, Рн = 0,4-120 МН.

С третьей группы назовем следующие прессы: листоштамповочных простого действия, Рн = 0,5-10 МН; вытяжные — глубокая вытяжка цилиндрических деталей, Рн = 0,3-4 МН, для штамповки резиной Рн = 20-200 МН, для бортування, фланцювання , кузнечно-прессового оборудования толстолистового материала, Рн = 3-45 МН; гибкие — сгибание толстолистового материала в горячем состоянии, Рн = 3-200 МН.

С пятой группы отметим гидравлические прессы пакетировочные и Брикетировочные для прессования отходов типа металлической стружки и обрезков листового металла, Рн = 1-6 МН. Гидравлические прессы для неметаллических материалов включают прессы порошков, пластмасс и для прессования древесностружечных листов и плит.

Технологическое назначение гидравлического пресса определяет конструкцию станины (колонна, двухстоечная, одностоечная, специальная), тип, исполнение и число цилиндров (плунжерный, дифференциально-плунжерный, поршневой и т. д.).

Цилиндры плунжерного и дифференциально-плунжерного типа являются цилиндрами простого действия. Рабочий цилиндр дифференциально-плунжерного типа применяется в случае, когда через рабочий плунжер, например, должна проходить игла. Цилиндры поршневого типа чаще применяются при использовании масла в качестве рабочей жидкости. В этом случае уплотнительным элементом самого поршня будут поршневые кольца. Цилиндр поршневого типа является цилиндром двойного действия.

У гидравлического пресса с нижним расположением рабочего цилиндра и неподвижной станиной могут применяться и цилиндры обратного хода, в этом случае возврат подвижных частей в исходное положение происходит под действием их веса. Рабочий цилиндр при этом соединяется с наполнительным баком.

По количеству рабочих цилиндров прессы подразделяются на одно-, двух-, трех- и многоцилиндровые.

Привод и оборудование гидропрессовых установок

В состав гидравлической прессовой установки входят:

• собственно гидравлический пресс;
• рабочая жидкость;
• источник жидкости высокого давления;
• привод;
• приемники для жидкости — баки;
• трубопровод с соответствующей аппаратурой, соединяющий все указанные элементы в единую систему;
• электропривод.

Тип привода определяется источником жидкости высокого давления, который питает пресс во время рабочего хода. Оно значительно влияет на схему и действие гидропрессового установки, в связи с чем последние классифицируют по этому признаку.

При насосных безакумуляторних приводах питание гидравлического пресса рабочей жидкостью высокого давления осуществляется непосредственно от насосов.

В насосно-аккумуляторных приводов прессов относят приводы, которые осуществляют питание гидравлического пресса рабочей жидкостью при рабочем ходе одновременно от аккумулятора и насоса.

В мультипликаторных приводах питание пресса во время рабочего хода осуществляется мультипликатором, который подает рабочую жидкость определенными порциями в гидравлический пресс. Мультипликатор — это что-то вроде одноцилиндрового насоса. Тип привода характеризует принципиальные свойства прессовой установки.

Для характеристики гидропрессового установки необходимо указывать не только тип привода, а род рабочей жидкости, который применяется определяет конструктивные особенности прессовой установки, например, маслонасосные безакумуляторний привод.

При насосно-аккумуляторном приводе аккумулятор накапливает энергию в течение полного цикла работы гидравлического пресса для осуществления рабочего хода. В результате нагрузка насоса и электродвигателя становится равномерным. Недостаток насосно-аккумуляторной поводу в том, что расход энергии не зависит от сопротивления поковки.

Для насосного безакумуляторного поводу мощность насоса и электродвигателей определяется максимальной мощностью развивается прессом. Привод расходует энергию в соответствии с работой, которую осуществляют гидравлическим прессом.

Ремонт гидрораспределителей гидропресса следует проводить у специалистов , а не самостоятельно.

Привод от парового или воздушного мультипликатора расходует энергию независимо от сопротивления поковки. Он может обеспечить большого количества коротких ходов, часто повторяются. Привод от механического мультипликатора обеспечивает расход энергии в зависимости от осуществляемой работы, большое количество ходов, повторяются, и постоянный уровень проникновения бойка в металл.

Гидравлическое промышленное оборудование стоит достаточно дорого, стоимость некоторых прессов очень велика, а потому ремонт гидросистем является услугой нужной и востребованной. При этом, конечно же, возникает ряд вопросов, с которыми сталкивается владелец гидравлического оборудования – что, к примеру, выгоднее, ремонт, или приобретение новых деталей, особенно если надо провести ремонт гидронасоса, а то и всего пресса?

Как правило, приобретение новых деталей или пресса – мера крайняя, вынужденная, когда опытный специалист по гидравлической, электрической и электронной системам пришел к выводу, что ремонт не поможет наладить высокопроизводительную работоспособность и восстановить ее эксплуатационные характеристики.

Гидравлика прессов основана на работе нескольких цилиндров, которые работают в тактовом режиме, и если хотя бы один цилиндр или система управления выходят из строя, то в целом конструкция не работает в правильном направлении, а то и вообще останавливается. Для решения этой проблемы необходимо участие специалиста-гидравлика.

На многочисленных предприятиях, где пресс, как система общего функционала постоянно востребована, поломка данного агрегата чревата неприятными последствиями. Поэтому очень важно своевременно осуществить наладку, чтобы избежать более сложных проблем и не останавливать производственный процесс. Для выполнения работ по ремонту гидравлических прессов специалист-гидравлик выезжает к заказчику.

Основные виды ремонта осуществляемые специалистами УП»Белгидросила» :

• ремонт гидравлики, замена резинотехнических изделий;
• ремонт электрооборудования;
• ремонт гидроавтоматики и электроавтоматики;
• пусконаладочные работы.

Вертикальные прессы необходимы для выполнения такой операции, как прошивка заготовок при производстве труб. Они оборудованы поворотной рамой и двумя контейнерами, дающими возможность механизировать процедуру чистки и охлаждения втулок. Также благодаря специальному приспособлению намного упрощается процесс замены некоторых изношенных элементов оборудования. Кроме того, автоматизирован процесс загрузки сырья и перевод его из горизонтального положения в вертикальное.

3 Гидравлический пресс – виды и их особенности

Итак, гидравлические прессы бывают с открытой или же закрытой рамой. В принципе, и те, и другие имеют практически одинаковое предназначение: выпрессовка, запрессовка, гибка и правка различных изделий. Рассмотрим же более подробно каждый из них. Механизм с открытой рамой более удобен, и в этом случае появляется возможность работать с крупногабаритными, длинномерными деталями, а также элементами, имеющими сложную форму, которые неудобно или же невозможно разместить в прессах с закрытой рамой.

Регулировка высоты рабочего пространства осуществляется посредством домкрата, который фиксируется в определенном положении. Также иногда они могут быть оснащены насосом с ручным приводом, такое дополнение дает возможность работать прессу даже без питания.

Механизмы с закрытой рамой больше подходят для работы с мелкогабаритными, а также средними деталями. Благодаря специальным установочным отверстиям его можно крепить в нужном месте, и появляется возможность выбрать наиболее удобное место. Размер рабочей области подобных машин также регулируется в зависимости от величины обрабатываемых деталей.

Вертикальные прессы необходимы для выполнения такой операции, как прошивка заготовок при производстве труб. Они оборудованы поворотной рамой и двумя контейнерами, дающими возможность механизировать процедуру чистки и охлаждения втулок. Также благодаря специальному приспособлению намного упрощается процесс замены некоторых изношенных элементов оборудования. Кроме того, автоматизирован процесс загрузки сырья и перевод его из горизонтального положения в вертикальное.

Телефон: +7 (351) 245-26-76

Одним из старейших промышленных устройств является пресс. В своем современном виде этот агрегат используется для прессования большого спектра изделий – от ювелирных до деталей самолетов. По определению, пресс – это устройство, создающее высокое давление, позволяющее осуществлять уплотнение разного рода веществ, изменение формы изделий, выжимание жидкостей, подъем тяжестей, а также их перемещение. Существует четыре вида прессов – это винтовые, клиновые, рычажные и гидравлические.

Адрес: 454007, г. Челябинск, ул. Белостоцкого, 3, вход со двора

Телефон: +7 (351) 245-26-76

Тел./факс.: +7 (351) 245-26-96

Отношение F₂/F₁ характеризует выигрыш в силе, получаемый в данной машине. Согласно полученной формуле выигрыш в силе определяется отношением площадей S₂/S₁ . Поэтому, чем больше отношение площадей поршней, тем больше выигрыш в силе.

После того как Паскаль провел ряд опытов по измерению атмосферного давления, он решил сконструировать «новую машину для увеличения сил». Его изобретение позволило создать гидравлический пресс (от греческого слова «гидравликос» — водяной).

Гидравлический пресс — это машина для обработки материалов давлением, приводимая в действие сдавливаемой жидкостью.

Но каждое из этих давлений можно выразить через силу и площадь: что и требовалось доказать.

Отношение F₂/F₁ характеризует выигрыш в силе, получаемый в данной машине. Согласно полученной формуле выигрыш в силе определяется отношением площадей S₂/S₁ . Поэтому, чем больше отношение площадей поршней, тем больше выигрыш в силе.

Например, если площадь малого поршня S₁ = 5 см 2 , а площадь большего поршня S₂ = 500 см₂, то выигрыш в силе будет составлять сто раз! Установив этот удивительный факт, Паскаль написал, что с помощью изобретенной им машины «один человек, надавливающий на малый поршень, уравновесит силу ста человек, надавливающих на поршень, в сто раз больший, и тем самым преодолеет силу девяносто девяти человек». Это открытие и легло в основу принципа действия гидравлического пресса.

Впервые гидравлические прессы стали применяться на практике в конце XVIII — начале XIX в. Современная техника уже немыслима без них. Они используются в металлообработке для ковки слитков, листовой штамповки, выдавливания труб и профилей, прессования порошковых материалов. С помощью гидравлических прессов получают фанеру, картон и искусственные алмазы.

1. Что такое гидравлический пресс? 2. Чем определяется выигрыш в силе, даваемый гидравлическим прессом (при отсутствии трения)? 3. Расскажите о применении гидравлического пресса. 4. На рисунке 129 изображена схема автомобильного гидравлического тормоза ( 1 — тормозная педаль, 2 — цилиндр с поршнем, 3 — тормозной цилиндр, 4 — тормозные колодки, 5 — тормозные барабаны, 6 — пружина). Цилиндры и трубки заполнены специальной жидкостью. Объясните принцип действия тормоза.