Гидравлические прессы — определение, устройство, характеристики, принцип работы

Гидравлические прессы — определение, устройство, характеристики, принцип работы

Гидравлический пресс относится к классу гидравлических машин и представляет собой устройство, создающее усилие, которое значительно превосходит изначально приложенное. Работает данный вид прессов на основе жидкости – это может быть масло, вода или иная субстанция. Является простым оборудованием, работа которого возможна благодаря закону о равновесии жидкости и гидравлике. Различные модели, в зависимости от того, для чего они предназначены, и какие материалы они обрабатывают, могут создавать рабочее усилие, начиная от десятков, и заканчивая тысячами тонн.

Особенности конструкции

Состоит из таких частей, как: 2 цилиндра, сообщающихся между собой и различающихся размерами, рабочая жидкость и вспомогательные элементы, вместе образующие рабочую взаимосвязь. В цилиндры беспрерывно осуществляется подача масла или воды, благодаря насосам, работающим при помощи аккумуляторных приводов. Данный вид прессов также оснащается баками с находящейся в них рабочей жидкостью для последующей подачи ее в цилиндры. В прессе жидкость находится под большим давлением, поэтому предусмотрена система безопасности, включающая в себя 2 клапана (нагнетательный и запирающий кран).

Назначение

Оборудование широко используется во многих сферах деятельности, и его назначение заключается в выполнении следующих работ:

• — подъем грузов на небольшую высоту (например, при погрузочных или разгрузочных работах);
• — штамповка;
• — выправление конструкций;
• — склеивание под давлением;
• — проведение ремонтных работ в домашних условиях.

Вид пресса, усилие, привод и прочие параметры зависят от того, для какого именно типа работ предназначено данное устройство.

История создания

Гидропресс был создан в 1797 году Джозефом Брама и применялся для подъема и транспортировки тяжелых объектов. В работе над проблемой герметизации цилиндров ему в значительной степени помог Генри Модсли, создавший самоуплотняющийся воротничок, т.е. манжету, без которой работа пресса была бы невозможной. Воротничок представлял собой кольцо, разрез которого имел вид обращенной буквы V. Также пресс применялся для отжима масла, при выдавливании сока из винограда, пакетирования сена и пр. Благодаря уникальности и универсальности машина быстро получила активное распространение.

Преимущества

К основным преимуществам перед прочими видами прессов относятся:

• — длительная безаварийная эксплуатация;
• — низкий уровень шума;
• — удобство регулировки и контроля усилия;
• — значительный коэффициент усилия;
• — удобство регулировки скорости выходного звена;
• — многофункциональность;
• — быстродействие гидропривода;
• — легкость осуществления операций в заданном режиме;
• — возможность получения значительных усилий и обеспечения выдержки любой продолжительности при постоянной силе;
• — возможность подключения любого гидравлического оборудования (захваты, отбойные молотки, дисковые пилы и ковши).

Недостатки

Гидропрессы имеют такие недостатки, как:

• — большие потери энергии при ее передаче на большие расстояния;
• — чувствительность к загрязнению рабочей жидкости;
• — тихоходность (при повышении скорости перемещения подвижной поперечины возникают гидравлические удары в трубопроводах при соприкосновении с заготовкой рабочего инструмента);
• — зависимость характеристики гидропривода от условий эксплуатации (давление, температура), т.к. низкое давление влияет на кавитацию в гидросистеме, а температура – на вязкость жидкости.

Применение

Горизонтальные прессы широко применяются в области металлургии для производства деталей и их правки. Вертикальные используются в машиностроении и промышленном производстве. Ручные модели применяют в процессе обрабатывания различных деталей и элементов при проведении производственных мероприятий. Используя ручной пресс, можно справиться с работой, которая требует ювелирной точности и при этом не потребуются какие-либо дополнительные инструменты. Гидравлические прессы могут применяться и в других сферах деятельности – например, при ремонте автомобилей.

Усилие

Возможность совершения значительных усилий – это одно из главных достоинств гидропресса. Усилие является основным параметром оборудования, и оно определяется как произведение площади поршня гидравлического цилиндра на давление в его полости. Регулировкой предохранительного клапана устанавливается предельное давление в гидравлической системе и по размещенному в напорной линии манометру контролируется. Данные прессы позволяют определять, а также регулировать в широких пределах усилие прессования.

Классификация

Гидропрессы могут классифицироваться на следующие виды:

• — для сборочных работ;
• — для ковки и штамповки материала;
• — производящие выдавливание материала;
• — для штамповки листового типа;
• — для обработки металлических отходов.

Различают следующие виды прессов по приводу:

• — с ножным приводом;
• — ручные;
• — электрогидравлические;
• — с пневматическим приводом.

По типу исполнения гидравлические прессы могут быть универсальными (имеют полный набор функций), с закрытой (используются для правки, гибки, запрессовки) или открытой (для обработки нестандартных деталей) рамой.

Как собрать пресс своими руками

Для самостоятельного изготовления гидравлического пресса в первую очередь нужно сделать чертеж будущего устройства. Ширина проема станины зависит от того, какие материалы в дальнейшем на этом оборудовании будут обрабатываться. Изначально осуществляют резку металла по заданным на чертеже величинам и при необходимости просверливают отверстия также в соответствии со схемой. Основу конструкции сваривают из квадратной трубы, с нижней и верхней стороны проваривают швы. Методом сварки сверху закрепляется металлическая платина, далее необходимо изготовить перемещаемый рабочий стол. Конструкция по бокам стягивается болтами с гайками, закрепляются оттягивающие пружины, и устанавливается домкрат.

Гидравлический пресс: конструкция и устройство

Гидропресс без преувеличения является одним из 100 величайших изобретений человечества. Появлению такой машины способствовал закон Паскаля, который был сформулирован еще в 1653 году. Первое такое устройство было запатентовано английским изобретателем, одним из основателей гидротехники, Джозефом Брамой, в 1795 году.

Первое время гидравлический пресс использовали для подъема тяжелых грузов и получения натуральных масел и соков, а также формирования тюков сена. Со временем конструкция гидравлических прессов изменялась и модернизировалась. С 1820 года агрегат начал применяться в металлообрабатывающей промышленности для прессования труб. Спустя 55 лет в конструкции появились штамп и подвижная траверса, что способствовало внедрению техники в военную промышленность.

Благодаря экономии металла, простоте конструкции, оперативности производства и оптимальной производительности пресс получил широкое применение в области создания автомобилей, морских судов, авиационной и сельскохозяйственной техники.

Устройство и принцип работы гидравлического пресса

Принцип, основанный на законе Паскаля, можно сформулировать так: сила подачи жидкости, которая переходит из малого в большой цилиндр, возрастает пропорционально разнице между площадями двух цилиндров. Такой же принцип функционирования лежит в устройстве домкрата. Примечательно, что в амортизаторе гидравлического типа используется обратный прием все того же эффекта.

Принцип работы заключается в следующем: при помощи органа управления оператор задействует масляный насос, который подает гидравлическую жидкость в цилиндр, создавая тем самым давление, приводящее к движению штока. После этого шток оказывает на заготовку определенное давление (процесс прессовки). Устройство работы гидравлического пресса может быть сравнимо с принципом действия механического рычага.

Устройство гидравлического пресса в основном выполняется по одной схеме: на основании монтируются две стойки, а между ними располагается средняя поперечина, способная изменять свое положение для работы с заготовками разных габаритов, в то время как верхняя поперечина служит опорой для гидроцилиндра. Также в схеме может быть задействован распределитель, магистраль, насос и емкость с маслом. Рамная конструкция гидравлических прессов изготавливается из металлического профиля или толстой высокопрочной стали.

Разновидности и характеристики

Основные характеристики гидравлического пресса (параметры каждой модели отображаются на чертеже):

• усилие сжатия (тонны);
• усилие на ручке (Ньютоны);
• рабочая скорость (миллиметры в секунду);
• рабочий ход (сантиметры);
• давление масла в гидроприводе (Мегапаскаль);
• мощность привода (киловатты);
• габариты и масса (миллиметры и килограммы).

Такой диапазон параметров определяет два вида приводов:

• насосный привод – не использует принцип накопления энергии;
• насосно-маховиковый и насосно-аккумуляторный приводы – используют накопление энергии в периоды между рабочими ходами.

В СТО используются разные типы гидропрессов: настольные, вертикальные, электрогидравлические и пневмогидравлические (способны развивать усилие до 100 тонн).

По способу функционирования гидравлические прессы делятся на две группы:

• автоматические;
• ручные.

Производители изготавливают агрегаты с закрытой и открытой рамой для работы с элементами нестандартных форм. Исходя из габаритов, различают настольные и напольные модели. В зависимости от станины существует 2 вида прессов: стоечные и колонные. По типу можно выделить две категории устройств: универсальные и специализированные (специального назначения).

Применение и практические особенности работы

Широкий диапазон мощности и конструкционных решений гидравлических прессов позволяет эксплуатировать их для разнообразных задач: штамповка, обрезка, отбортовка, тиснение, прессовка, прошивка, калибровка, сгибание, ковка и даже ламинирование.

• промышленное производство;
• утилизация отходов (горизонтальные установки);
• ремонт транспортных средств и спецтехники;
• слесарные работы.

При помощи такого оборудования можно работать с трубами и металлическим профилем, изделиями из пластмассы и керамики, угольными и угольно-графитовыми электродами, а также производить резиновые детали, кабели, электроизоляционные материалы, различные отделочно-строительные плиты и многое другое.

Особенности различных моделей:

• глицериновые манометры отличаются повышенной точностью, прочностью, способностью подавления вибрации и широким диапазоном измерения;
• лебедочный механизм незаменим для регулирования рабочей поверхности;
• функция автоматического возврата штока существенно повышает производительность;
• предохранительный клапан не допустит превышения давления;
• хромированный шток исключает коррозионные процессы;
• современные агрегаты оснащаются прогрессивными ЧПУ.

Кроме того, в состав конструкций не включаются разнообразные модули, предохраняющие от перегрузок, что положительно влияет на цену прессовочного оборудования. Также примечательно, что положение подвижного стола не оказывает никакого влияния на значение давления.

Преимущества

Среди преимуществ гидравлически прессов главными являются:

• значительный коэффициент усиления;
• возможность реализации разных технологических процессов;
• высокая надежность конструкции и безопасность;
• легкость осуществления работ при заданном режиме;
• простота управления и низкий уровень шума;
• возможность подключения любого гидравлического оборудования к приводу (ковши, отбойные молотки, захваты, дисковые пилы);
• быстродействие и практичность.

Перед покупкой такого оборудования следует обратить внимание на материал рамной конструкции, качество швов, наличие обратного поршня, исправность и надежность манометра и гидросистемы, а также проверить возможность регулировки высоты рабочей зоны.

Можно ли сделать гидравлический пресс своими руками

В зависимости от рода деятельности, в домашней мастерской или гараже может быть востребован метод прессования каких-либо деталей или заготовок. В таких условиях, как правило, не требуется применение устройств с выдающимися техническими характеристиками, поскольку вполне достаточно усилия в 10-20 тонн.
Такой гидропресс будет состоять из рамы, поршня и цилиндра. Также потребуется надежный манометр, который позволит узнать точную силу сжатия. В самодельных аппаратах, которые зачастую собираются для решения конкретных задач, давление в цилиндре нагнетается посредством ручного насоса. Эта деталь может находиться рядом с конструкцией или быть в нее вмонтирована. За основу чаще всего берется домкрат бутылочного типа.

Для такой цели потребуются определенные инструменты и детали:

• сварочное оборудование и комплект электродов;
• УШМ или ножовка по металлу;
• рулетка, пассатижи и молоток;
• пружины, домкрат, швеллеры, стальной лист, отрезки трубы и полосы стали.

Старый грибок моста может послужить оттягивающим элементом. Перед началом действий лучше всего выполнить чертеж будущего станка, чтобы облегчить работу и иметь наглядный пример расположения всех деталей. Важно решить, где будет располагаться домкрат – в верхней или нижней части гидравлического пресса.

В случае признаков неисправности или падения мощности выполняются следующие мероприятия:

• устранение возникших нестыковок в магистралях при помощи дроссельных шайб;
• устранение лишнего воздуха и зазоров, а также регулировка клапана;
• разборка механизма с целью устранения заклинивания и заедания;
• смазка и профилактический осмотр узлов для предупреждения выхода машины из строя.

Чтобы обезопасить себя во время эксплуатации такого агрегата, настоятельно рекомендуется использовать высококачественное масло, защитные очки и спецодежду. Также важно следить за тем, чтобы деталь или заготовка была расположена до центра упора плунжера.

Чтобы избежать проблем с функциональностью, рекомендуется отслеживать состояние жидкости, которая не должна быть слишком темной и находиться под прямым воздействием солнечных лучей. Но поскольку пресс – не такой сложный узел, как двигатель внутреннего сгорания или коробка переключения передач, можно проводить очистку масла при помощи фильтров.

Из чего состоит гидравлический пресс

• Главная
• Гидравлический пресс

Гидравлический пресс

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

1.Введение

С какой силой вы можете сжать в руках какой – либо предмет? Возможно, вы силач, и сил у вас слишком много. Однако, какими силачом вы не были, вы не можете вручную выжать масло из семян подсолнуха. Для этого нужен пресс. И при этом , даже имея небольшой гидравлический пресс и зная физику можно умножить силу своих рук в десятки и даже сотни раз, и тогда вы без труда можете выжать масло, смять пластиковые бутылки, картон, и даже огромную кучу жестяных банок превратить в небольшую стопку железных лепёшек.

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

Эта проблема заинтересовала меня, и я решила провести своё исследование.

Объект исследования: гидравлический пресс

Цель: стремлюсь к исследованию свойств гидравлической машины и созданию модели собственными руками.

Задачи: сначала изучу устройство гидравлического пресса, принцип его работы и его применение.

Гипотеза: при работе гидравлических машин должен получаться выигрыш в силе.

Планируемые результаты:

личностные: сформировать познавательный интерес к машинам, создающим большое сжимающее усилие; развивать творческие способности и практические умения , самостоятельность в приобретении новых знаний, , принимать решение и обосновывать их, самостоятельно оценивать результаты своих действий.

общие предметные: Обнаруживать зависимость между приложенными силами и площадью поршней в цилиндрах гидравлического пресса, объяснять полученные результаты и делать выводы; применять знания о законе Паскаля для объяснения принципа работы гидравлического пресса.

частные предметные: овладение расчётным способом определения площади поршней и действующих сил в цилиндрах гидравлического пресса; использовать полученные знания в повседневной жизни, приводить примеры использования гидравлического пресса в быту и технике.

2.История создания гидравлической машины

Некоторые принципы гидростатики были установлены ещё Архимедом, возникновение гидродинамики также относится к античному периоду, однако формирование гидростатики как науки начинается с середины 15 века, когда Леонардо да Винчи лабораторными опытами положил начало экспериментальному методу в гидростатике, в 16—17веках С. Стевин, Г.Галилей и Б. Паскаль разработали основы гидростатики как науки, а Э.Торричелли дал известную формулу для скорости жидкости, вытекающей из отверстия.[3]

Появление гидравлических прессов относится к концу восемнадцатого века. Их работа основана на законе Паскаля, гласящем, что внешнее воздействие на жидкость распространяется равномерно во все стороны. В 1795 году английский физик и механик Джозеф Брама, владелец крупного машиностроительного предприятия, стал использовать пресс.

Построенный им пресс вначале использовался для перемещения и подъёма тяжёлых механических конструкций. Дж. Стефенсон применил его для поднятия гиганских конструкций строящегося через реку Темзу Британского моста. Каждый пресс воспринимал нагрузку в 1114 тонн. С помощью гидравлического пресса Брам спустил на воду теплоход « Great Easter» .[3]

Пресс применяли для разрезания железных полос, вытаскивания плотинных свай, корчевания деревьев, выполнения других работ, требующих сверхмощных механизмов.

В конце восемнадцатого — в начале девятнадцатого века гидравлический пресс применялся в сельском хозяйстве для пакетирования сена, получения виноградного сока, отжима масла.

В 1797 году Джозеф Брама выдвинул идею применения гидравлического пресса для изготовления свинцовых труб путём продавливания металла через кольцевидное отверстие матрицы. Но практическая реализация этого проекта была осуществлена другим инженером: Т. Бурром, построившим в 1820 году гидравлический пресс для прессования свинцовых труб. В результате выпрессовывалась бесшовная свинцовая труба с заданным значением внешнего и внутреннего диаметров. Этот метод получил название метода прямого прессования. .[5]

Теперь к гидравлическому прессу приковано внимание металлургов – технологов. Его стали применять для прессования труднодеформируемых металлов. Особенно большой спрос был на трубы из меди и её сплавов. Впервые проблему прессования медных труб и прутков осуществила в 1893 году фирма « Троус коппер компани» , построившая специальный пресс большого давления.

Пресс француза Витворта впервые был применён для ковки слитков в 1884 году. Тогда ковка орудийных стволов, производства броневых плит, изготовление стволов артиллеристских орудий, крупных валов набирала широкий оборот.

К концу 20 – х началу 30 – х годов двадцатого века в Германии создаются новые конструкции тяжёлых гидравлических прессов. В 1930 году был построен самый крупный на то время гидравлический штамповочный пресс мощностью 6300 тонна – сил для изготовления авиационных деталей из лёгких сплавов. В 1931 году в Германии были построены два штамповочных пресса мощностью 15000 тонна – сил ( 147 МПа).

В 1939 году французские машиностроители строят пресс мощностью 20000 тонна – сил ( 196 МПа).

Интенсивное развитие серийного и массового производства автомобилей в 40 – 50 годах двадцатого века вызвало рост удельного веса процессов объёмной и листовой штамповки. А применение прессовых кузнечных машин подняло эти процессы на более высокий уровень. На автомобильных и тракторных заводах стала использоваться высокопроизводительная горячая штамповка. В автомобильной, тракторной, вагоностроительной, судостроительной, авиационной и других отраслях промышленности широкое применение нашла листовая холодная штамповка. Распространённость штамповки повысило эффективность производства по сравнению с ковкой за счёт увеличения производительности и за счёт значительной экономии металла.

Кроме ковки, гидравлические прессы широко применяются для прессования металлов экструдированием. После создания в 1894 году А. Диком экструзионного гидравлического пресса высокого давления процесс прессования получил распространение на предприятиях цветной металлургии. Прессование применялось для обработки пластичных металлов и сплавов – меди, латуни, алюминия и его сплавов, магния и его сплавов, медно – никелевых сплавов и других материалов. .[3]

В двадцатом веке процесс прессования является составной частью процессов обработки титана, бериллия, новых лёгких и специальных сплавов. Процесс прессования через матрицу оказался наиболее экономичным для получения профилей, прутков, проволоки и труб из цветных металлов, он обеспечивает высокую точность изделий.

В последние десятилетия процесс прессования применяется для обработки труднодеформируемых материалов – сталей, титановых сплавов, вольфрама, молибдена.

3.Принцип действия гидравлического пресса.

Гидравлический пресс это простейшая гидравлическая машина, предназначенная для создания больших сжимающих усилий. Ранее он назывался « пресс Брама». Так как изобретён и запатентован Джозефом Брамом в 1795 году. .[1]

В основе действия гидравлического пресса лежит одно из важнейших свойств жидкости – её малая способность к сжатию

Благодаря этому давление, производимое на воду, заключённую в замкнутый сосуд, передаётся во все строны с одинаковой силой.

Представим себе замкнутый сосуд с жидкостью, в который вставлены два поршня. Взаимодействуя на меньший поршень силой F, мы заставим подняться больший поршень. Сила, с которой вода будет давить на этот поршень, будет во столько раз больше, во сколько его площадь больше площади меньшего поршня. В этом состоит эффект гидравлического усиления.

Гидравлический пресс состоит из двух сообщающихся цилиндров с поршнями разного диаметра. Пространство между поршнями заполняется водой, маслом, другой подходящей жидкостью. По закону Паскаля давление в любом месте неподвижной жидкости одинаково по всем направлениям, и одинаково передаётся по всему объёму. Силы, действующие на поршни, пропорциональны площадям этих поршней. Так что выигрыш в силе, создаваемый идеальным гидравлическим прессом, равен отношению площадей поршней.

4.Конструкция гидравлического пресса.

Разберём подробнее устройство гидравлического пресса. Он включает несколько тесно связанных между собой элементов. Основным и самым большим является рабочий цилиндр, из него выходит опорная точка, которая непосредственно контактирует с грузом, поднимая его. С его цилиндром посредством перепускного клапана связан насос, который отвечает за количество масла в рабочей области.

Внутри рабочего цилиндра находится поршень, который соединён с входящим в него желобом с опорной точкой. Под этим поршнем и над ним находится рабочая жидкость. Она же имеется и в насосе. При подкачке насоса масло попадает под поршень, потому что именно на таком уровне расположен клапан. Поршень поднимается, а вот чтобы опустить его, нужно сбросить давление. За эту тонкую работу отвечает уже упомянутый перепускной клапан, он состоит из двух частей: всасывающий клапан и нагнетательный клапан. Первый находится в патрубке хранилища масла, чтобы оно, выкачиваясь оттуда, не возвращалось обратно под действием давления, которое кратковременно возникает в момент опускания плунжера. .[3]

Нагнетательный клапан находится уже со стороны рабочего цилиндра, он в свою очередь препятствует перетеканию рабочей жидкости обратно в насос в те моменты, когда плунжер поднимается, создавая разреженную атмосферу в резервуаре. Таким образом, ход жидкости обеспечивается в нужном направлении, то есть в сторону поршня, когда мы поднимаем груз. Если нам потребуется его опустить, то с помощью специального винта можно приоткрыть клапан на нужную величину, чтобы планомерно сбросить давление, а объект плавно опустится, рабочая жидкость вернётся в хранилище насоса.

5.Расчёт гидравлического пресса.

Рассмотрим следующую задачу: [4]

Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2 , чтобы поднять тело весом 500 Н, находящееся на поршне площадью 5 м 2 .

S₁= 0,1 м 2 По закону гидравлического пресса

F₁= 500 Н = Значит, по свойству пропорции имеем

F₂= Произведём расчёт. F₂ = ( 500 Н* 5м 2 )/ 0,1 м 2

F₂— ? Ответ: 25000 Н

6.Область применения гидравлических прессов.[3]

от автомастерской до штамповки габаритных изделий. Прессы бывают ручные, моторные, переносные, стационарные, в зависимости от назначения.

Рано или поздно каждый автомобилист сталкивается с проблемой замены пробитых колёс. Масса легкового автомобиля около 1,5 тонн. Как поменять пробитое колесо?

Самый простой пример использования гидравлического пресса – гидравлический домкрат. Он знаком каждому домашнему мастеру. Этот механизм можно найти не только в гаражах. В быту с помощью домкрата поднимают объёмные и очень тяжёлые предметы, используется он и при строительных работах, и даже на пасеке!

Благодаря гидравлическому механизму человек может без труда поднять автомобиль.

Гидравлический пресс используют и в сельском хозяйстве: для прессования сена и выжимки масла из семян, выжимки винограда и приготовления различных соков.

Кроме промышленности, где прессы используют для поднятия тяжестей, прессования, ремонтных работ, разгрузочно – погрузочных работ, прессы используют и ювелиры. С его помощью можно произвести штамповку изделий из драгметаллов. Техника работает безупречно, не повреждая изящных украшений.

Кроме того, прессы нашли применение в пищевом производстве. Их используют для приготовления теста, отжима и других процессах.

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.

7.Практическая часть:

Рассчитать какое усилие нужно, чтобы воспользоваться моим прессом для раскола орехов несложно. Достаточно знать площади поршней.

Измерим диаметр малого поршня штангенциркулем.

8.Заключение

Гидравлические механизмы необходимы в жизни человека. Они позволяют добиваться выигрыша в силе.

Из проделанной работы я узнал для себя много нового и полезного. Я научился пользоваться технической моделью пресса, рассчитывать его параметры.

Данная модель технического устройства может применяться на уроках физики при демонстрации действия закона Паскаля,а также во внеурочной деятельности учащихся. Это пригодится в жизни. Новым для меня было применение прессов для изготовления ювелирных изделий и на хлебозаводе. Благодаря этой исследовательской работе я стал понимать физический закон Паскаля и его применение.

9.Список литературы:

1.Грачев А.В., Погожев В.А., Селиверстов А.В. физика-7

ООО Издательский центр ВЕНТАНА-ГРАФ

2.Латышенков А. М., Лобачёв В. Г., Гидравлика, -М: ГИЗЛСА, 1956г, 408 с.

3.Леонов А. Е. насосы гидравлических систем, станков и машин. – М. – К. : Машгиз, 1960г., 226 с.

4.Перышкин А.В. физика-7 , Дрофа

5.Пристинский В. Л., 100 знаменитых изобретений

6.Скворцов Б.М. Подъемно-транспортное оборудование. Каталог-справочник.-М 1962г. 430с.

Гидравлический пресс

Многие виды техники в современном мире имеют гидравлический привод рабочих узлов. Опоры автокранов, ковш экскаватора, выпускаемые шасси самолетов — все они приводятся в движение с помощью гидравлических рабочих цилиндров. Наиболее простой гидравлической машиной является пресс. Рассмотрим принцип его действия, выведем формулу гидравлического пресса.

Принцип действия гидравлического пресса

В основе работы любых гидравлических машин лежит закон Паскаля, известный из курса физики 7 класса: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку жидкости или газа без изменений. То есть, если в одной части сосуда с жидкостью создать давление, то оно распределится по всему объему жидкости, независимо от его формы.

Рис. 1. Закон Паскаля.

Сила же, с которой жидкость давит на стенку сосуда, зависит от площади стенки. Это позволяет создавать большое усилие, «собрав» давление с большой площади.

Таким образом, простейший гидравлический пресс должен состоять из двух цилиндров — малого и большого, заполненных жидкостью. Если приложить силу к поршню малого цилиндра, то потребуется небольшое усилие, поскольку площадь поршня невелика. Созданное давление распределится по всей жидкости, и будет передано в большой цилиндр. Однако, площадь поршня в большом цилиндре гораздо больше, а значит, и усилие, создаваемое этим поршнем, будет значительно больше, чем усилие, приложенное к поршню малого цилиндра.

Рис. 2. Схема простейшего гидравлического пресса.

Формула гидравлического пресса

Какое же усилие может создать гидравлический пресс?

Для ответа на этот вопрос представим гидравлический пресс с двумя цилиндрами. На малый поршень площадью $S_<мал>$ воздействует сила $F_<мал>$. Она создает некоторое давление $p_<мал>$.

Давление в большом поршне $p_<бол>$ действует на большой поршень площадью $S_<бол>$, и создает усилие $F_<бол>$.

Давление равно отношению силы к площади ее приложения:

Поскольку цилиндры сообщаются, давление в обоих цилиндрах по закону Паскаля равно:

Подставляя в обе части этой формулы выражения для давления, получим:

Или, после преобразований:

Сила, создаваемая большим поршнем, во столько же раз больше силы, приложенной к малому поршню, во сколько раз площадь большого поршня больше площади малого поршня.

Гидравлический пресс как рычаг

На первый взгляд может показаться, что гидравлический пресс позволяет создавать усилие из «ниоткуда» и производить большую работу без затраты энергии. Однако это не так.

Величина произведенной работы равна произведению силы на расстояние, пройденное этой силой. Пока поршни неподвижны, работа равна нулю. Однако, если поршни начинают движение, то малый поршень пройдет во столько же большее расстояние, во сколько его площадь меньше площади большого поршня.

Получается, что выигрыш в силе на большом поршне достигается с помощью проигрыша в расстоянии на малом. Фактически гидравлический пресс является рычагом первого рода, где малый цилиндр является длинным плечом рычага, а большой цилиндр — коротким.

Рис. 3. Рычаг первого рода.

Что мы узнали?

Простейший гидравлический пресс состоит из двух цилиндров с поршнями, заполненный жидкостью. Создавая на малом поршне давление жидкости, можно получать на большом поршне усилие во столько же раз больше, во сколько его площадь больше площади малого.