Гідравлічний прес

Ілюстрація принципу дії гідравлічного пресу. Площі позначені літерами A

Гідравлічний прес — це гідравлічна машина, в якій за допомогою гідравлічного циліндра створюється велика стискаюча сила. Гідравлічний прес використовує гідравлічний еквівалент механічного важеля. Використовується для обробки матеріалів тиском. Автором першого винаходу гідравлічного преса є англійський винахідник Джозеф Брама, який у 1795 році отримав патент на його конструкцію.

Принцип дії

Гідравлічний прес конструкції Джозефа Брами (1795)

Закон Паскаля дозволяє пояснити дію гідравлічної машини (від грец. ΰδωρ — вода і αυλός — трубка). Це машини, дія яких заснована на законах руху і рівноваги рідин. Основною частиною гідравлічної машини служать два циліндри різного діаметра, забезпечені поршнями і сполучені трубкою. Простір під поршнями і трубку заповнюють рідиною (зазвичай оливою). Висоти стовпів рідини в обох циліндрах однакові, поки на поршні не діють сили. Допустимо тепер, що F1 і F2 — сили, що діють на поршні, S1 і S2 — площі поршнів. Тиск під першим (малим) поршнем рівний F1/S1, а під другим (великим) F2/S2. За законом Паскаля тиск рідини, що в усіх точках рідини у стані спокою, однаковий, тобто F1/S1=F2/S2, звідки F2/F1=S2/S1. Отже, сила F2 в стільки раз більше сили F1, в скільки разів площа великого поршня більше площі малого. Наприклад, якщо площа великого поршня 500 см², а малого 5 см² і на малий поршень діє сила 100 Н, то на більший поршень діятиме сила, в 100 разів більша, тобто 10 000 Н.

Таким чином, за допомогою гідравлічної машини можна малою силою зрівноважити велику силу. Відношення F2/F1 показує виграш в силі. В наведеному прикладі виграш в силі дорівнює 10000 Н/100 Н=100.

Класифікація

Гідравлічні преси в залежності від технологічного призначення відрізняються один від одного конструкцією основних вузлів, їх розташуванням і кількістю, а також величиною основних параметрів Pн, Z, H, A×B (Z — відкрита висота штампового простору; H — повний хід рухливої поперечини; A×B — розміри столу).

За технологічним призначенням гідравлічні преси поділяють на преси для металу і для неметалевих матеріалів. У свою чергу преси для металу поділяють на п'ять груп:

• для кування і штампування;
• для видавлювання;
• для листового штампування;
• для правильних і складальних робіт;
• для обробки металевих відходів.

Гідравлічні преси для неметалічних матеріалів включають преси для порошків, пластмас і для пресування деревостружкових листів і плит.

За структурною будовою гідравлічні преси поділяють на преси простої, подвійної, потрійної дії і автомати. Преси простої дії мають один головний робочий орган — рухливу поперечину. Преси подвійної (потрійної) дії містять у своїй структурі два (три) робочих органи для виконання різних операцій — притискання заготовки, її деформування і т. ін. Гідравлічні преси-автомати відносяться до обладнання багаторазової дії, наприклад, преси-автомати для чистової вирубки.

Залежно від конструкції основних деталей і складальних одиниць гідравлічні преси поділяють таким чином:

• вертикальні і горизонтальні;
• колонні; рамні (одно-та двостійкові), трубні;
• зі станиною, скріпленою високоміцною стрічкою;
• з дворамною станиною типу тандем;
• з нерухомою і рухомою станинами;
• відкриті і закриті;
• з верхнім і нижнім розташуванням приводу;
• одно-, двох-, трьох-і багатоциліндрові.

Залежно від напрямку руху рухомої поперечини (повзуна) або рухомої станини преси поділяють на вертикальні і горизонтальні.

Застосування

Гідравлічний прес, що створює силу в 10 МН.

Гідравлічні преси застосовуються там, де потрібна велика сила, наприклад для вичавлювання олії з насіння на маслобойних заводах, для пресування фанери, картону, сіна. На металургійних заводах гідравлічні преси використовують при виготовленні сталевих валів машин, залізничних коліс і багатьох інших виробів. Вертикальний гідравлічний прес використовують у промисловості та машинобудуванні.

Гідравлічний прес також використовується у ювелірній справі для штампування виробів з дорогоцінних металів.

Сучасні гідравлічні преси можуть розвивати силу в десятки і сотні мільйонів ньютонів.

Переваги та недоліки

Переваги

• низький рівень шуму;
• простота керування;
• може бути встановлений в будь-якому місці;
• створює великі стискальні сили.

Недоліки

• тихохідність;
• обмежений термін служби робочої рідини.

Див. також

• Гідропривод

Джерела

• Принцип действия и классификация гидравлических прессов — НПО ПП (рос.)

Посилання

• The working and usage of hydraulic press (англ.)
• Hydraulic Press Machine (The Essential Guide) (англ.)