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.

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. Подробнее про Гидропривод читайте на сайте — sd-tehno.ru

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.

Related Articles

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Close