Гидравлический пресс – это устройство, которое позволяет применить небольшое усилие в одной точке и значительно увеличить его в другой. Работает оно на основе жидкости – воды, масла или другой подходящей субстанции. Применяется на заводах для обработки с помощью давления материалов, сложно поддающихся изменению.
Устройство пресса: краткая справка
Классический пресс на гидравлике состоит из трех основных элементов: движущейся части (гидроагрегат), передаточной жидкости и гидроцилиндра, исполняющего необходимое действие. В зависимости от особенностей конкретных моделей, они могут представлять собой ручные гидравлические прессы или работать на электрике.
Самая простая модель состоит из двух цилиндров, которые сообщаются между собой по трубе или другим способом. Внутри них – масло или вода, вместо крышек – поршни. Цилиндры при этом разного размера.
Работа агрегата обеспечивается на основе закона Паскаля. Он гласит, что применение давления в одной точке жидкости без изменения передается в любую другую. Это значит, что если нажать на меньший поршень, второй также будет испытывать давление. Причем оно будет в несколько раз больше, чем изначально приложенное. Так машина позволяет увеличить приложенную силу за счет законов физики.
Зачем вам нужен пресс на гидравлике?
Существует немало вариантов применения для подобной аппаратуры. Ее можно использовать как в домашних условиях, так и на производстве. Наиболее частые сферы, где требуется гидравлический пресс:
- подъем грузов на небольшую высоту. Например, перемещение по разным этажам или разгрузка/погрузка;
- ремонтные работы в домашних условиях. Актуально для тех, у кого есть машина и кто сам занимается ее ремонтом. Сделать подшипник, склеить детали или спрессовать бумагу – все это может сделать небольшой гидравлический механизм;
- обработка разнообразных материалов на производстве. Для этих целей обычно создаются специализированные прессы, например, гидравлический трубогиб или пресс для обработки металлических листов и получения профилированных изделий.
Одно из достоинств подобных изделий – простота использования. Персоналу не требуется долгое обучение, чтобы овладеть навыком работы на таких станках, поэтому внедрить их в производственный процесс не составит труда. Механизм на гидравлике позволит вам ускорить и удешевить многие моменты в производстве. Главное – правильно подобрать модель и ее производительность. Можете быть уверены: она окупится в максимально короткие сроки.
При выполнении различных работ в домашней мастерской нередко возникает необходимость воздействия на обрабатываемые детали методом прессования. О том, как сделать гидравлический пресс своими руками для выполнения таких операций, мы и поговорим в данной статье.
Устройство и функции гидравлического пресса
Гидравлический пресс – это такое оборудование, которое специально предназначено для обработки деталей и заготовок путем воздействия на них высоким давлением. Работает такой пресс за счет давления жидкости, воздействующей на элементы его конструкции.
Конструкция большинства гидравлических прессов предусматривает вертикальное расположение рабочего цилиндра, но есть и модели, в которых он расположен горизонтально. Различные модели прессов могут создавать рабочие усилия в диапазоне от нескольких десятков до нескольких тысяч тонн.
Принцип действия гидравлического пресса основан на законе Паскаля, известном нам из школьного курса физики. Конструкцию пресса составляют две рабочих камеры разного размера или, как их еще называют, цилиндры. Принцип работы гидравлического пресса, если описать его несколькими словами, заключается в следующем.
В меньшем из его цилиндров создается высокое давление рабочей жидкости, которая по соединительному каналу подается в камеру большего диаметра и воздействует на поршень, соединенный с рабочим инструментом. Последний и оказывает давление на обрабатываемую деталь, которая располагается на жесткой опоре во избежание ее перемещения под его действием. В качестве рабочей жидкости во всех гидравлических прессах используются специальные масла.
Наиболее широкое применение гидравлические прессы нашли при выполнении таких операций над металлическими деталями, как штамповка, ковка, правка, гибка, выдавливание труб и других профилей. Кроме того, при помощи таких прессов выполняется брикетирование, пакетирование и прессование различных материалов (как правило, для этих целей используется мини-пресс).
Устройство гидравлического пресса позволяет активно использовать его как на предприятиях по производству изделий из резины, пластика и древесины, так и в других областях. Разнообразие функций и сфер применения этого оборудования определяют существование его различных модификаций. Например, в продаже можно найти пресс гидравлический настольный, мини-пресс, пресс гидравлический напольный, пресс гидравлический ручной, прессы с манометром и без.
Варианты использования в домашних условиях
Применение гидравлического пресса в гараже или домашней мастерской достаточно распространено. Использовать такой пресс, отличающийся небольшими размерами, можно как при ремонте автомобиля, так и для выполнения работ другого характера.
В частности, с помощью такого компактного оборудования можно выполнить выпрессовку подшипников или сайлентблоков, а также запрессовать на их место новые детали. Помимо автомобильного ремонта, гидравлический пресс можно использовать для гибки металлических деталей, создания требуемого давления при склеивании поверхностей, брикетирования отходов, для выдавливания масла и жидкости. Заводское оборудование подобного назначения (даже ручной гидравлический пресс) стоит немалых денег, и приобрести его могут не все желающие. Между тем, можно сделать такой пресс своими руками, затратив средства только на приобретение необходимых материалов.
Что примечательно, конструкция изготовленного дома гидравлического пресса сразу может быть адаптирована для решения определенной задачи с конкретной деталью или заготовкой. Сделанный своими руками пресс не займет много места, для его размещения будет достаточно выделить немного места в мастерской или гараже. Подробная инструкция о том, как сделать гидравлический пресс, приведена ниже. В конце статьи также размещено видео на эту тему.
Конструкция домашнего пресса
Гидравлические прессы, сделанные своими руками, не должны обладать слишком уж выдающимися техническими характеристиками, вполне достаточно, чтобы они развивали усилие в 10–20 тонн. Этот параметр самодельного гидравлического пресса зависит от того, какие действия вы соберетесь с его помощью совершать.
Один из самых распространенных и простых вариантов самодельного пресса
Существует ряд других параметров, которым соответствуют не только промышленные, но и самодельные бытовые гидравлические прессы:
- размеры;
- масса оборудования;
- ход поршня;
- наличие в конструкции пресса манометра;
- характеристики используемой станины.
В самодельных прессах давление в рабочем цилиндре обычно создается при помощи ручного гидравлического насоса, который может быть как встроенным в конструкцию такого устройства, так и расположенным отдельно от него. Такая конструктивная особенность зависит только от того, какое оборудование вы выберете для изготовления такого приспособления. Очень легко сделать своими руками гидравлический пресс, если взять за основу его конструкции домкрат бутылочного типа. У такого домкрата, что удобно, в конструкции уже предусмотрен встроенный ручной насос.
Гидравлический домкрат бутылочного типа отлично подходит для использования в сделанном своими руками гидропрессе
Прежде чем вы соберетесь приобретать подходящий домкрат для изготовления домашнего гидравлического приспособления, важно определиться, какие задачи вы будете решать с его помощью. От этого зависит как конструктивная схема ручного гидравлического пресса, так и усилие, которое он будет развивать. Следующее действие – это разработка чертежа гидравлического пресса, который вы собираетесь изготовить своими руками. Можно, конечно, найти такой чертеж в Интернете и даже посмотреть фото и видео процесса изготовления пресса из гидравлического домкрата своими руками. Но в таком случае вы столкнетесь с необходимостью подгонять имеющиеся у вас приспособления под чужой самодельный пресс.
Разработка чертежа вашего будущего самодельного пресса начинается с того, что решается вопрос о том, по какой схеме он будет работать. Здесь есть всего два варианта.
- Домкрат будет расположен в нижней части пресса – на его станине – и давить будет вверх.
- Домкрат закрепляется в верхней части конструкции пресса и давит, соответственно, вниз.
Однако при выборе схемы работы самодельного пресса следует учитывать тот факт, что для основной части домкратов, выпускаемых современной промышленностью, единственно правильным является расположение давящим штоком вверх, и размещать их по-другому просто не допускается. Именно поэтому чаще всего за основу берется первая схема гидравлического пресса. Второй вариант используют только в тех случаях, когда требуется изготовить своими руками гидравлическое оборудование для выпрессовывания подшипников или втулок из отдельных узлов и механизмов.
Вариант пресса с нижним расположением домкрата
Что следует учитывать при разработке чертежа самодельного пресса
Несущим элементом любого пресса, в том числе и самодельного, является станина, к разработке чертежа которой следует подойти максимально ответственно. Конструктивно станина представляет собой раму, внутри которой располагается домкрат с рабочим инструментом, оказывающим давление на деталь или заготовку.
Вид станины может значительно отличаться в зависимости от назначения пресса
Рама гидравлического пресса, сделанного своими руками, должна обладать высокой прочностью, так как она будет испытывать нагрузки сразу в двух направлениях. Домкрат, создающий определенное усилие, будет одновременно давить на верхнюю и нижнюю часть рамы, стремясь как бы разорвать ее. Именно поэтому при расчете рамы и выборе материалов для ее изготовления ее прочность обеспечивают с запасом.
Нижнюю часть станины – ее основание – разрабатывают с учетом того, что она должна обеспечивать высокую устойчивость всей конструкции. Рассчитывая ширину внутреннего проема рамы самодельного пресса, учитывают как размеры деталей и заготовок, которые на нем будут обрабатываться, так и суммарные габариты всех составных элементов будущего пресса.
Еще один вариант станины с простейшей конструкцией основания для обеспечения устойчивости
При расчете высоты внутреннего проема рамы суммируют следующие параметры: высоту домкрата, желаемую величину свободного хода его штока, толщину рабочего органа и детали, которую необходимо обрабатывать. Если самодельный пресс изготавливается по первой схеме, то его конструкция выглядит следующим образом: домкрат устанавливается на нижнее основание, а деталь – в верхней части рамы; усилие от домкрата на деталь передается через его шток и подвижную рабочую платформу, двигающуюся по направляющим в боковых элементах рамы.
Для того чтобы обеспечить возврат штока в исходное состояние, используются две пружины, нижняя часть которых крепится к основанию, а верхняя – к подвижной рабочей платформе. Если вы решили сделать пресс из домкрата своими руками, то очень важно правильно рассчитать жесткость пружин, чтобы они эффективно выполняли все возложенные на них функции.
При реализации второй схемы на нижнее основание помещается деталь, а домкрат устанавливается на подвижную платформу, к которой также крепятся пружины, связывающие ее с верхней перекладиной рамы. Как в первом, так и во втором случае в месте контакта штока с подвижной платформой или верхней перекладиной рамы делается так называемое гнездо, в качестве которого можно использовать отрезок трубы соответствующего диаметра.
Невозможность регулировки высоты рабочей зоны упрощает конструкцию, но значительно ограничивает варианты использования пресса
Гидравлический пресс, сделанный своими руками, будет намного удобнее в эксплуатации, если предусмотреть в нем возможность регулировки свободного штока домкрата, что также влияет на допустимую высоту обрабатываемой детали. Для этого можно сделать следующее.
- В верхней части внутреннего контура рамы располагают дополнительную плиту, которая может передвигаться по направляющим за счет винтового привода с штурвалом. Тем самым можно в достаточно широких пределах изменять просвет для расположения деталей внутри рамы.
- Можно изготовить съемный упор, в качестве которого чаще всего используют передвижную съемную платформу. Фиксировать положение такого упора внутри рамы можно при помощи болтовых соединений, для которых в раме с определенным шагом просверливаются отверстия. При этом шаг расположения таких отверстий по высоте не должен превышать величины свободного хода штока домкрата.
- Из сплошного куска металла или металлического профиля можно изготовить несколько сменных вставок-прокладок разной толщины.
- Можно также использовать сразу несколько вышеописанных способов одновременно.
Если вы выполняете чертеж, по которому своими руками сделаете пресс, обязательно указывайте не только габариты основных элементов такого приспособления и обрабатываемой детали, но и и другого металлопроката, из которого будет выполнена рама.
Инструменты и материалы
Если вы собираетесь своими руками сделать гидравлический пресс, то вам понадобятся следующие инструменты, расходные материалы и оборудование:
- сварочное оборудование;
- электроды;
- ножовка по металлу или болгарка (угловая шлифмашина).
Кроме того, вам потребуются следующие элементы, из которых будет состоять ваш будущий пресс для гаража: гидравлический домкрат, две пружины, которые будут оттягивать подвижную платформу в исходное состояние. Если вы найдете в своем гараже старый грибок моста, оставшийся после ремонта, то его можно использовать в качестве элемента оттягивающего приспособления для самодельных прессов с нижним расположением домкрата. В таком случае грибок надевают на шток домкрата, верхнюю часть пружин крепят непосредственно к нему, а нижнюю закрепляют на станине.
Вид и количество необходимых для постройки пресса материалов сильно зависит от выбранного варианта конструкции
Для того чтобы изготовить пресс из домкрата, вам понадобится следующий металлопрокат:
- швеллеры (не меньше 8 номера), (с размерами не меньше 40х40), уголки с шириной полок не меньше 50 мм;
- стальной лист толщиной не менее 8 мм, который будет использоваться в качестве надежного основания для всей конструкции;
- отрезок стальной полосы толщиной 10 мм – для изготовления направляющих и ребер жесткости, если они необходимы;
- отрезок трубы – для изготовления гнезд под головку штока домкрата.
Процесс изготовления
Когда чертеж вашего будущего гидравлического пресса готов, а все необходимые материалы, инструменты, оборудование и комплектующие в наличии, переходят непосредственно к изготовлению. Первое, что необходимо сделать, – это нарезать весь металл, руководствуясь размерами, указанными в чертеже.
Теперь следует сделать основание пресса, для чего сваривают между собой подготовленные квадратные трубы, а на сформированный из них прямоугольник наваривают стальную пластину. Затем сваривают между собой боковые и верхнюю часть рамы, тщательно следя за тем, чтобы полученная П-образная конструкция была ровной и имела строго прямые углы в соединениях. Теперь полученную конструкцию следует приварить к основанию и можно считать, что рама для вашего гидравлического пресса готова.
Следующий элемент, который вам необходимо будет сделать для пресса, – это подвижная платформа. Для ее изготовления можно использовать швеллер, квадратную или прямоугольную трубу. В центральной части платформы приваривают отрезок трубы, который будет служить гнездом для головки штока домкрата. Для изготовления направляющих для рабочей платформы вам потребуются две стальные полосы, длина которых должна соответствовать ширине рамы пресса по ее внешнему контуру.
Вариант конструкции пресса с подвижной нижней платформой, фиксация которой производится болтами
Полосы крепят к боковым сторонам передвижной платформы при помощи болтовых соединений, предварительно заведя ее внутрь рамы. По такой же схеме изготавливается и съемный упор, но в его направляющих полосах просверливаются отверстия напротив стоек рамы для фиксации на нужной высоте. Завершает процесс изготовления гидравлического пресса своими руками установка оттягивающих пружин и самого домкрата. Удобен такой гидравлический пресс еще и тем, что вы всегда сможете извлечь из него домкрат (например, если вам необходимо использовать его для ремонта автомобиля).
Внешний вид готового самодельного пресса
Одна из довольно экономичных вариаций гидравлического пресса, сделанного собственными руками в своем гараже с использованием нехитрых приспособлений, сварки, домкрата и швеллеров.
Любой гидравлический пресс (настольный, напольный) представляет собой специальный механизм для обработки металлов. Приводится он в действие посредством жидкости, находящейся под высоким давлением. Ниже будут рассмотрены более подробно механизм действия, виды приспособлений и их особенности.
1 Возникновение и принцип работы гидравлического пресса
Предпосылками для создания подобного механизма послужило открытие закона Паскаля, однако впервые применить его смогли только лишь спустя более чем сто лет. Итак, английский изобретатель вместе со своим помощником создал первую в мире гидравлическую машину аж в конце восемнадцатого века. В то время ее использовали исключительно для выдавливания виноградного сока, пакетирования сена, отжима масла.
В промышленной же области он обрел свою популярность только в середине 19 века, и тогда его стали применять для листовой и объемной штамповки, ковки слитков, правки, гибки и т. д. Затем такие машины получили распространение и в производстве различных изделий из пластмассы, резины, текстолита, фанеры и иных материалов. Первые агрегаты имели довольно внушительные размеры, поэтому использовались только на производстве, сегодня же можно найти и компактные механизмы, применение которых возможно даже в быту.
Во сколько раз сечение одного поршня больше второго, во столько раз увеличивается сила на выходе в отличие от приложенной.
Принцип работы заключается в равномерном распределении давления. Итак, у нас есть два поршня разной площади (S 1 и S 2) и силы, которые на них действуют (F 1 и F 2 соответственно). Таким образом, если на первый поршень будет воздействовать определенная сила снизу, то по закону Паскаля и на второй элемент будет действовать такое же давление (Р). Вспомним курс физики за седьмой класс и получим: Р=F 1 /S 1 =F 2 /S 2 , а значит, F 2 = F 1* (S 2 /S 1). Если далее преображать равенство, то выражение F 2 /F 1 =S 2 /S 1 также будет верным, а, следовательно, приложив изначально малую силу можно ее увеличить во столько раз, во сколько площадь второго поршня будет больше первого. Например, S 1 =3 см 2 , а S 2 =3000 см 2 , тогда приложенная сила в 1 Н к первому поршню увеличится в 1000 раз и будет составлять 3000 Н.
2 Устройство и работа гидравлического пресса
Устройство гидравлического пресса в зависимости от его вида и назначения практически не изменяется и состоит из следующих основных узлов: цилиндры (рабочий и возвратные), подвижная поперечина и станина. На последней располагаются все элементы. Если агрегат габаритный, то в его конструкцию входит еще и гидравлический цилиндр, главной функцией которого - уравновешивать поперечину. Рабочий инструмент крепится к подвижной поперечине, связанной с плунжерами цилиндров.
Работа гидравлического пресса заключается в следующем. Плунжер начинает свое движение под давлением жидкости и перемещает подвижную поперечину. На последней устанавливается специальный боёк, плита или же иной рабочий инструмент, который, упираясь в деталь, деформирует ее. Скорость передвижения обычно не превышает 30 см/с, а давление жидкости достигает 32 МПа. После опрессовки жидкость поступает в возвратные цилиндры, и поперечина возвращается на прежнее место.
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.
Кроме того, гидравлические прессы в зависимости от конструкции делятся на горизонтальные и вертикальные . Первые, в основном, используются для утилизации различных отходов (текстильных, бумажных, пластиковых, жестяных и т. д.). Они зачастую имеют достаточно габаритные размеры, некоторые из них могут занять даже полквартиры. Поэтому их преимущественно используют на больших предприятиях. В принципе, конструкция ничем особо не отличается, кроме внешней прессующей плиты, которая и является главным элементом таких машин. Преимущества использования в качестве утилизационной машины пресса именно с горизонтальной конструкцией заключается в том, что появляется возможность автоматизировать процесс практически на 100%, вплоть до обвязки тюка вторсырья.
Вертикальные прессы необходимы для выполнения такой операции, как прошивка заготовок при . 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.
4 Гидравлические пресс-клещи и ручная схема приспособления
Выше были рассмотрены особенности больших агрегатов, которые в основном нашли свое применение на крупных предприятиях, но кроме них существуют и ручные механизмы - их целесообразно приобретать и для работы в домашних условиях. Рассмотрим особенности, так сказать, гаражного гидравлического пресса, и его сферу применения.
В основном это ремонт автомобилей и иных механизмов, имеющих впрессованные детали - таким образом, это неотъемлемый инструмент автомастерских, станций технического обслуживания и т. д. В действие он приводится путем нажатия на специальную ручку, и этого усилия вполне достаточно, чтобы осуществить запрессовку либо распрессовку узлов.
Какова же схема гидравлического пресса ручного типа? Такие агрегаты различаются конструкцией станины, которая бывает консольной и может состоять из одной направляющей или же иметь две направляющие. Плунжер располагается сверху либо снизу. В первом случае можно регулировать положение опорной площадки, что позволяет максимально подстроить пресс под высоту обрабатываемой детали.
Неважно, каково расположение плунжера (верхнее или нижнее), в любом случае необходимо, чтобы деталь во что-то упиралась, для этой цели предусмотрен специальный упор в виде винта с воротом. Закручивая либо выкручивая его, можно задавать расстояние до рабочей площадки. Также они имеют манометр и специальную систему с наружным переключателем, посредством которой сбрасывается рабочее давление.
Существуют еще и гидравлические пресс-клещи, которые состоят из корпуса, пуансона, матрицы, резервуара для жидкости и ручки. В торце корпуса находится трубка, изолирующая гидравлический привод от попадания в него воздуха, и позволяющая работать им в любом пространственном положении. Чаще всего рабочей жидкостью для таких клещей выступает машинное масло. Для того чтобы совершить ими опрессовку, необходимо подобрать подходящую матрицу и пуансон, установить первую в шток, а второй в бугель. Затем, предварительно перекрыв перепускной канал, вкладывается обрабатываемый элемент, и, покачивая ручку, осуществляют опрессовку.
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.
Как работает гидравлический пресс
Чтобы понять, как работает этот механизм, нужно вспомнить, что такое сообщающиеся сосуды. Этим термином в физике называют сосуды, соединенные между собой и заполненные однородной жидкостью. Закон о сообщающихся сосудах говорит, что находящаяся в покое однородная жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне.
Если мы нарушаем состояние покоя жидкости в одном из сосудов, например, доливая жидкость, или оказывая давление на ее поверхность, чтобы привести систему в равновесное состояние, к которому стремится любая система, в остальных сообщающихся с данным, сосудах повысится уровень жидкости. Происходит это на основании другого физического закона, названного по имени ученого, сформулировавшего его – закона Паскаля. Закон Паскаля заключается в следующем: давление в жидкости или газе распространяется во все точки одинаково.
На чем же основан принцип работы любого гидравлического механизма? Почему человек может с легкостью поднять автомобиль, весящий больше тонны, чтобы поменять колесо?
Математически закон Паскаля имеет такой вид:
Давление P зависит прямо пропорционально от приложенной силы F. Это понятно – чем сильнее давить, тем больше давление. И обратно пропорционально от площади прилагаемой силы.
Любая гидравлическая машина представляет собой сообщающиеся сосуды с поршнями. Принципиальная схема и устройство гидравлического пресса показаны на фото.
Представьте, что мы надавили на поршень в большем сосуде. По закону Паскаля в жидкости сосуда начало распространятся давление, а по закону о сообщающихся сосудах, чтобы скомпенсировать это давление, в малом сосуде поршень поднялся. Причем, если в большом сосуде поршень сдвинулся на одно расстояние, то в малом сосуде это расстояние будет в несколько раз больше.
Проводя опыт, или математический расчет, несложно заметить закономерность: расстояние, на которые сдвигаются поршни в сосудах разного диаметра, зависят от соотношения меньшей площади поршня к большой. Тоже произойдет, если наоборот, силу прикладывать к меньшему поршню.
По закону Паскаля, если давление, полученное действием силы, приложенной к единице площади поршня малого цилиндра, во всех направлениях распространяется одинаково, то на большой поршень будет оказываться тоже давление, только увеличенное на столько, насколько площадь второго поршня больше площади меньшего.
В этом и заключается физика и устройство гидравлического пресса: выигрыш в силе зависит от соотношения площадей поршней. Кстати, в гидравлическом амортизаторе используется обратное соотношение: большое усилие гасится гидравликой амортизатора.
На видео представлена работа модели гидравлического пресса, которая наглядно иллюстрирует, каково действие этого механизма.
Устройство и работа гидравлического пресса подчиняется золотому правилу механики: выигрывая в силе, проигрываем в расстоянии.
От теории к практике
Блез Паскаль, теоретически продумав принцип работы гидравлического пресса, назвал его «машиной для увеличения сил». Но с момента теоретических изысканий до практического воплощения прошло более ста лет. Причиной такого запаздывания была не бесполезность изобретения – выгоды машины для увеличения силы очевидны. Конструкторами предпринимались многочисленные попытки соорудить это механизм. Проблема была в сложности создания уплотнительной прокладки, которая позволяла бы плотно прилегать поршню к стенкам сосуда и в тоже время, давать возможность ему легко скользить, сводя к минимуму издержки на трение – резины ведь тогда еще не было.
Проблема решилась только в 1795 году, когда английским изобретателем Джозефом Брамой был запатентован механизм, получивший название «пресс Брама». Позднее это устройство стали называть гидравлическим прессом. Схема действия прибора, теоретически изложенная Паскалем и воплощенная в прессе Брамы, нисколько не изменилась за прошедшие столетья.
Гидравлический пресс – это оборудование, которое используется в промышленности для разных целей: для сжатия каких-либо изделий, придания им определенной формы, для перемещения тяжелых предметов и прочих производственных нужд.
Изобретено полезное устройство было в конце 18-го века и первоначально использовалось чаще всего в сельском хозяйстве: пресс применяли для выжимки соков из ягод и плодов, использовали в процессе получения масла из семян подсолнечника или плодов оливы, применяли для упаковки сена в удобные брикеты.
С развитием промышленности прессы сумели доказать свою полезность и эффективность и в данной области: их активно употребляли для изготовления слитков из различных металлов, для формовки труб, для переработки и прессовки отходов.
Не утратили своей актуальности гидропрессовальные установки и в наши дни: гидропресс можно увидеть на любом промпредприятии, без них невозможен выпуск пластика, резиновой и фанерной продукции. Каково устройство и принцип работы гидравлического пресса разберемся вместе в данной статье.
Вкратце описать принцип работы гидропресса можно так: конструкция позволяет при приложении незначительного усилия в конкретной зоне получить большее усилие в другой конкретной зоне.
Состоит оборудование из двух соединенных между собой емкостей цилиндрического типа, которые заполняются жидкими веществами — водой, маслом.
При работе агрегата в силу вступают правила гидростатики, и происходит следующий процесс: нажатием на поршень малый в прессе, будет оказано давление на жидкость, находящуюся в малой же цилиндрической емкости. Но поскольку по закону Паскаля давление в жидкостях передается в одинаковой степени во все стороны, то и в емкости большей возникнет давление, только значительно большее, поскольку большей будет площадь емкости.
Этот принцип действия гидропресса широко применяется в промышленности и технике. Однако нужно учитывать, что при расчете мощности увеличенного давления, следует обязательно учитывать и силу трения.
Классификационная градация гидропрессов
Градируется гидравлическое оборудование по техназначению и в зависимости от него может различаться видом узлов, их числом и их положением.
По техназначению классификация гидропрессов будет выглядеть следующим образом:
- оборудование, применяемое в процессах ковальных и штамповочных;
- устройства выдавливающие;
- прессы, производящие листовую штамповку;
- оборудование, применяемое в работах по правке и сборке;
- прессы утилизирующие металлоотходы.
От техназначения агрегата напрямую будет зависеть его конструкция, а именно: форма станины, вид цилиндрических элементов.
Виды цилиндров, применяемых в гидравлическом оборудовании
В гидропрессе цилиндры могут быть разного вида. Вид цилиндров связан с технологическим назначением оборудования. Рассмотрим существующие типы цилиндрических элементов:
Цилиндрические элементы диффренциально-плунжерные или плунжерные. Эти детали считаются элементами примитивного действия. Этот подвид цилиндров применим тогда, когда через активный поршень должна проходить иголка или иной элемент системы;
Поршневые цилиндры обычно задействуются тогда, когда в системе в качестве рабочего жидкостного вещества применяется масло. Кольца поршня будут выступать уплотнителем, необходимым для работы плунжера.
Цилиндры обратного хода применяются тогда, когда гидропресс имеет неподвижную станину и рабочий цилиндрический элемент также располагается в низу конструкции. Элементы обратного хода обеспечивают возвращение движимых частей агрегата в изначальное положение.
В промышленности задействуются разные типы гидропрессовальных конструкций, рассмотреть все существующие разновидности прессов в одной статье невозможно, а потому поговорим в следующем разделе о наиболее распространенной разновидности прибора – прессе п6736 (фото).
Гидропресс п6736: описание установки и сфера применения
Применяется установка для выполнения распрессовочно-запрессовочных работ. Чаще всего п6736 используется в сфере железнодорожного транспорта: при помощи устройства прессуются и распрессовываются пары колес составов, поездов метро, трамваев. Применяется гидропресс для обслуживания транспорта в горнодобывающей и металлургической промышленности. Агрегат указанного типа являет собой горизонтальную установку, состоящую из двух подпорок – передней и задней. Подпорки соединяются между собой парой тяг, а также между ними помещается двигающаяся планка.
Принцип работы гидравлического пресса п6736 заключается в том, что планка и передняя подпорка с прочими элементами образуют систему, на которую ложится прессующее усилие, в передней же части подпорки располагается и цилиндр, который создает нужную силу для прессующего воздействия.
Как работает оборудование
Чтобы запустить пресс в работу – устройство нужно правильно разместить в рабочей зоне. Далее при воздействии на главный цилиндр пресса собственно и осуществляется запрессовочно-расспресовочный процесс. Чтобы было удобнее загружать и удерживать в агрегате изделия – в работе используются крюкообразные подвесы.
Подробнее ознакомиться с правилами работы прессовального оборудования данного типа можно в рабочей инструкции к гидропрессу. Там же будут содержаться полные сведения о технических характеристиках модели.
Управление устройством осуществляется путем нажатия кнопок на специальном пульте, который находится на фасаде передней подпорки агрегата. У планки и электротельферов управление находится на соответствующих кнопочных станциях.
Данный тип гидропресса может работать в трех разных режимах: ручном, наладочном и полуавтоматическом. Выбор режима зависит от того, каким должен быть уровень контроля над проводимыми работами: к примеру, чтобы видеть до какой степени спрессовываются изделия и с какой силой, рекомендуется использовать агрегат в ручном режиме.
