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:
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.
Области использования:
- 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.
Гидравлический пресс | 7 класс | Физика
Содержание
Насос — это не единственное устройство, принцип работы которого построен на явлении давления жидкости и газов. Большое количество гидравлических машин повсеместно используется человеком.
На данном уроке вы узнаете, что представляет из себя гидравлическая машина и гидравлический пресс, узнаете об их устройстве и принципе работы.
Гидравлическая машина
Чтобы рассмотреть устройство гидравлического пресса, сначала дадим определение гидравлической машины.
Определение
Гидравлическая машина (от греческого «гидравликос» — «водяной») — это машина, действие которой основано на законах движения и равновесия жидкостей и объясняется законом Паскаля.
{«questions»:[{«content»:»Какой закон используют в устройстве гидравлических машин?[[choice-62]]»,»widgets»:{«choice-62»:{«type»:»choice»,»options»:[«закон Паскаля»,»закон Архимеда»,»закон Ньютона»],»answer»:[0]}}}]}
Устройство
Гидравлическая машина в основе представляет собой два цилиндра разного диаметра, в каждом из которых имеется поршень (рисунок 1). Цилиндры соединены между собой трубкой и заполнены жидкостью (чаще всего минеральным маслом).
Рисунок 1. Принцип действия гидравлической машины
Цилиндры представляют собой сообщающиеся сосуды, высота столба жидкости в них будет одинакова, пока поршни находятся в состоянии покоя.
Теперь рассмотрим ситуацию, когда на поршни действуют некоторые силы $F_1$ и $F_2$. При этом $S_1$ и $S_2$ — площади поршней. По определению давления мы уже знаем, что $p = frac{F}{S}$.
- Тогда давление, оказываемое меньшим поршнем, определяется по формуле:$p_1 = frac{F_1}{S_1}$.
- А давление, оказываемое большим поршнем:$p_2 = frac{F_2}{S_2}$.
- Эти сосуды соединены между собой. Значит, по закону Паскаля:$p_1 = p_2$ или
- $frac{F_1}{S_1} = frac{F_2}{S_2}$.
- Разделим каждую часть равенства на $F_1$ и умножим на $S_2$, чтобы получить необходимую формулу.
Сила $F_2$ больше силы $F_1$ во столько раз, во сколько раз площадь большего поршня $S_2$ больше площади меньшего $S_1$:$frac{F_2}{F_1} = frac{S_2}{S_1}$.
Например, если площадь большого поршня $300 space см^2$, а маленького $3 space см^2$ и на него действует сила $100 space Н$, то на большой поршень будет действовать сила $10 space 000 spaceН$:$frac{10 space 000 space Н}{100 space Н}=frac{300 space см^2}{3 space см^2}$.
Показательное отношение $frac{F_2}{F_1}$ называют выигрышем в силе. Другими словами, с помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить большую силу.
{«questions»:[{«content»:»Сколько составит выигрыш в силе при использовании гидравлической машины, если на малый поршень действует сила, равная $100 \space Н$, а на больший — $10 \space 000 \space Н$?[[choice-66]]»,»widgets»:{«choice-66»:{«type»:»choice»,»options»:[«100″,»10″,»1000″,»1″],»answer»:[0]}}}]}
Гидравлический пресс
Определение
Гидравлический пресс — это гидравлическая машина, служащая для сдавливания (прессования).
Гидравлические прессы (рисунок 2) эффективно работают для преобразования малой силы в большую. Они используются для спрессовывания семян при изготовлении масла, для склеивания строительных материалов, для штамповки ювелирных изделий. Современные гидравлические прессы могут развивать силу в сотни миллионов ньютонов.
Рисунок 2. Гидравлический пресс{«questions»:[{«content»:»Основной функцией гидравлического пресса является[[choice-70]]»,»widgets»:{«choice-70»:{«type»:»choice»,»options»:[«сдавливание»,»подъем груза»,»выработка электроэнергии»],»answer»:[0]}}}]}
Рассмотрим устройство гидравлического пресса (рисунок 3).
Усложняем схему устройства гидравлической машины. Теперь над большим поршнем 2 имеется платформа, куда мы помещаем прессуемое тело 1.
Рисунок 3. Устройство гидравлического пресса
С помощью малого поршня 3 мы создаем большое давление на жидкость. Оно также начинает действовать на поршень 2. Происходит это потому, что давление передается без изменения в каждую точку жидкости (закон Паскаля).
Площадь поршня 2 больше площади поршня 3. Поэтому и сила, действующая на него, будет больше (давление одинаковое). Под действием этой силы поршень 2 начинает подниматься и придавливает прессуемое тело к неподвижной верхней платформе.
https://www.youtube.com/watch?v=K-u3Rvv-Hi0\u0026t=455s
Здесь же установлен манометр 4 для контроля давления жидкости и предохранительный клапан 5. Клапан автоматически открывается, когда давление превышает максимально допустимое в данном устройстве значение.
При повторяющихся движениях поршня 3 жидкость снова попадает из малого цилиндра в большой. Малый поршень поднимается и открывается клапан 6.
Тогда пространство под поршнем моментально заполняется жидкостью. Когда же малый поршень 3 опускается, клапан 6 закрывается под давлением жидкости, а клапан 7 открывается.
Так жидкость снова оказывается в большом сосуде.
{«questions»:[{«content»:»Какие части присутствуют в устройстве гидравлического пресса?[[choice-75]]»,»widgets»:{«choice-75»:{«type»:»choice»,»options»:[«поршни»,»манометр»,»барометр»,»клапаны»,»пружина»,»альтиметр»],»answer»:[0,1,3]}}}]}
Гидравлический тормоз
Еще одной известной разновидностью гидравлических машин является гидравлический тормоз. На данный момент практически все автомобили оснащены гидравлическими тормозами.
На рисунке 4 изображена схема автомобильного гидравлического тормоза, где 1 — тормозная педаль, 2 — цилиндр с поршнем, 3 — тормозной цилиндр, 4 — тормозные колодки, 5 — пружина, 6 — тормозной барабан. Цилиндры и трубки заполнены специальной жидкостью. Рассмотрим принцип работы этого устройства.
Рисунок 4. Упрощенная схема гидравлического тормоза
Водитель ногой создает давление на педаль тормоза 1. Это действие передается на поршень цилиндра с тормозной жидкостью 2. По закону Паскаля это давление передается одинаково во все тормозные цилиндры колес автомобиля.
Под давлением жидкости подвижные поршни, находящиеся в тормозном устройстве 3, расходятся и прижимают тормозные колодки 4 к тормозному барабану 6 — вращение колес прекращается.
Пружина 5 позволяет колодкам вернуться в исходное состояние, когда водитель убирает ногу с педали тормоза.
Гидравлический домкрат
Другое распространенное устройство — гидравлический домкрат (рисунок 5). Принцип действия домкрата идентичен принципу действия гидравлического пресса, но с помощью него можно поднимать очень тяжелые предметы.
Рисунок 5. Устройство гидравлического домкрата
Жидкостью здесь выступает гидравлическое масло, а также имеется нагнетательный и спускной клапаны.
{«questions»:[{«content»:»Гидравлический домкрат предназначен для[[choice-83]]»,»widgets»:{«choice-83»:{«type»:»choice»,»options»:[«подъема тяжелых предметов»,»сдавливания (спрессовывания) предметов»,»использования в тормозном устройстве автомобиля»],»answer»:[0]}}}]}
Упражнения
На рисунке 6 изображена упрощенная схема гидравлического подъемника (разновидности гидравлического домкрата), где 1 — поднимаемое тело, 2 — малый поршень, 3 — клапаны, 4 — клапан для опускания груза, 5 — большой поршень.
Груз какой массы можно поднять такой машиной, если известно, что площадь малого поршня $1.2 space см^2$, большого — $1440 space см^2$, а сила, действующая на малый поршень, может достигать $1000 space Н$? Трение не учитывать.
Рисунок 6. Схема гидравлического подъемника
- Дано:$S_1 = 1.2 space см^2$$S_2 = 1440 space см^2$$F_1 = 1000 space Н$
- $g = 9.8 frac{Н}{кг}$
- $m — ?$
- Посмотреть решение и ответ
- Скрыть
- Решение:
- Гидравлический подъемник является разновидностью гидравлической машины. Поэтому мы можем использовать следующее равенство, которое мы получили на данном уроке:$frac{F_2}{F_1} = frac{S_2}{S_1}$,
- где $F_2 = gm$ — сила, с которой поднимаемое тело действует на большой поршень.
- Выразим массу груза и рассчитаем ее:$frac{gm}{F_1} = frac{S_2}{S_1}$,$m = frac{F_1 cdot S_2}{g cdot S_1}$,
$m = frac{1000 space Н cdot 1440 space см^2 cdot }{9.8 frac{Н}{кг} cdot 1.2 space см^2} approx 122 space 000 space кг approx 120 space т$.
Ответ: $m = approx 120 space т$.
В гидравлическом прессе площадь малого поршня $5 space см^2$, площадь большого — $500 space см^2$. Сила, действующая на малый поршень, равна $400 space Н$, на большой — $36 space кН$.
Какой выигрыш в силе дает этот пресс? Почему пресс не дает максимального (наибольшего) выигрыша в силе? Какой выигрыш в силе должен был бы давать этот пресс при отсутствии силы трения между поршнем и стенками пресса?
- Дано:$S_1 = 5 space см^2$$S_2 = 500 space см^2$$F_1 = 400 space Н$
- $F_2 = 36 space кН = 36 space 000 space Н$
$frac{F_2}{F_1} — ?$$frac{S_2}{S_1} — ?$
Посмотреть решение и ответ
Скрыть
- Решение:
- Рассчитаем реальный выигрыш в силе, который мы получаем при использовании данного гидравлического пресса:$frac{F_2}{F_1} = frac{36 space 000 space Н}{400 space Н} = 90$.
- Получается, что мы имеем выигрыш в силе в 90 раз.
Но в реальной жизни при движении поршней возникает сила трения. Какой выигрыш в силе мы бы получили, если бы ее не было?Используем соотношение площадей поршней:$frac{S_2}{S_1} = frac{500 space см^2}{5 space см^2} = 100$.
- Это максимальный выигрыш в силе, который бы мы получили при отсутствии силы трения между поршнями и стенками пресса.
- Ответ: $frac{F_2}{F_1} =90$, $frac{S_2}{S_1} = 100$.
Можно ли создать машину, подобную гидравлической, используя вместо воды воздух? Ответ обоснуйте.
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
Гидравлические машины действуют на основе закона Паскаля. А этот закон применим не только для жидкостей, но и для газов. Поэтому, да, такую машину можно создать.
Примером подобной машины может служить пневматическая подвеска автомобиля.
Принцип работы гидравлического пресса
Гидравлический пресс — это машина для оказания статического воздействия — сжатия, обработки давлением, зажимания, кинематическим звеном которой является жидкость.
Работа гидравлического пресса основана на принципе гидравлического рычага.
На рисунке показана схема простейшего гидравлического пресса, состоящего из поршней большего и малого диаметров, установленных в сообщающихся цилиндрах, под поршнями находится жидкость. На поршень малого диаметра площадью S1 оказывается усилие F1, определим усилие F2, которое сможет преодолеть поршень площадью S2.
- Давление под поршнем 1 можно вычислить по формуле:
- p1=F1/S1
- Давление под поршнем 2 будет определяться зависимостью:
- p2=F2/S2
- Согласно закону Паскаля давление, приложенное к жидкости передается всем точкам этой жидкости одинаково во всех направлениях.
- p1=p2=p
- Получается, что:
Сила на втором поршне будет увеличена пропорционально соотношению площадей поршней. Чем больше площадь второго поршня, и чем меньше площадь первого тем больший коэффициент усиления можно получить на гидравлическом рычаге.
Величина перемещения поршня 2 зависит от объема жидкости, вытесненного поршнем 1. Определим величину перемещения второго поршня l2, при перемещении поршня 1 на расстояние l1.
l2=l1*S1/S2
Так как первый поршень меньше второго, то расстояние на которое переместится второй поршень будет меньше расстояния, на который переместится первый поршень.
Получается, что представленная конструкция позволила значительно увеличить усилие, но при этом произошло снижение величины перемещения. Каким образом можно увеличить величину хода поршня 2, не увеличивая конструкцию?
Добавив в конструкцию два обратных клапана, и бак с дополнительным объемом рабой жидкости, мы сможем увеличить величину перемещения поршня 2, увеличивая число циклов перемещения поршня 1. Для возврата поршня 2 в исходное состояние добавим задвижку или распределитель, позволяющий при необходимости вытеснить жидкость из под поршня 2 обратно в бак.
Во время перемещения поршня вниз под действием давления жидкости клапан 1 прижимается к седлу — закрывается, а клапан 2 открывается, жидкость поступает под поршень 2, заставляя его перемещаться и при необходимости преодолевать усилие нагрузки.
По достижении крайнего нижнего положения поршень начинает перемещаться вверх, увеличивая объем под поршнем, в результате создавшегося разряжения клапан 1 откроется, а клапан 2 закроется жидкость из бака будет поступать под поршень 1. После достижения крайнего положения поршень начнет движение вниз вытесняя рабочую жидкость, цикл повториться.
Таким образом увеличивая число циклов, можно достигнуть необходимой величины перемещения поршня 2 с увеличенным, за счет разницы площадей, усилием.
Представленную конструкцию можно назвать простейшим гидравлическим прессом, поршень 1 совместно с обратными клапанами 1 и 2 является поршневым насосом, поршень 2, установленный в цилиндрической камере — гидроцилиндром одностороннего действия, управление потоками жидкости осуществляется с помощью распределителя или задвижек.
Устройство гидравлического пресса
В реальных прессах используются объемные насосы различных типов, от насоса по трубопроводам жидкость поступает к одному или нескольким гидроцилиндрам. Параметры потока — давление, расход могут регулироваться с помощью предохранительных и редукционных клапанов, дросселей, регуляторов расхода.
Жидкость от насоса через фильтр поступает на вход трехпозиционного распеределителя. В нейтральном положении золотник жидкость через распределитель отправляется на слив. При переключении распределителя жидкость направляется в поршневую или штоковую полость гидроцилиндра установленного на гидравлическом прессе.
Во время подачи жидкости в поршневую полость осуществляется рабочий ход — прессование. Во время подачи жидкости в штоковую полость — обратный ход.
- Усилие прессования определяется как произведение площади поршня на давление в полости гидроцилиндра:
- F=p*S
- Максимальное давление в системе определяется настройкой предохранительного клапана и контролируется по манометру, установленному в напорной линии.
- Гидравлическая схема пресса показана на рисунке.
Принцип действия
Принцип работы любого гидравлического механизма (в том числе и пресса) основан на одном из основных законов гидродинамики – Законе Паскаля. В соответствии с этим законом давление жидкости или газа распределяется равномерно на все точки внутренней поверхности сосуда, в котором находится.
Если в сосуде в качестве одной стенки использовать поверхность, которая может двигаться, жидкость будет производить на неё давление, и она придёт в движение. В прессах такая поверхность выполняется в форме поршня.
Величина силы, действующей на поршень, при прочих равных параметрах будет определяться площадью поверхности поршня. Чем больше площадь поверхности поршня, тем больше величина воздействующей на него силы. Этот эффект позволяет получить серьёзный выигрыш в результирующей силе.
Этот физический закон и позволяет реализовать гидросхему пресса.
Чертеж большого гидравлического пресса Витворта
Конструктивно устройство гидравлических прессов очень похоже. Они выполнены в виде двух сообщающихся сосудов. Поэтому для них применимы все физические законы, которые действуют в сообщающихся сосудах.
Если в одном из сосудов изменяется уровень жидкости в сторону уменьшения, то во втором сосуде уровень жидкости повысится. Это приведёт к увеличению давления на все стенки сосуда.
В гидравлическом прессе – это давление на поршень.
Для увеличения объёма рабочей жидкости в гидравлическом цилиндре в конструкции пресса предусмотрен специальный резервуар. Так как в гидравлическом прессе жидкость находится под высоким давлением, предусмотрена специальная система безопасности. Она включает два клапана: нагнетательный и запирающий кран.
Классификация гидравлических прессов
Все гидравлические прессы конструктивно состоят из деталей одинакового назначения. Принципиальным отличием является способ увеличения давления рабочей жидкости (обычно это так называемое индустриальное масло).
В современных прессах этот процесс происходит двумя способами: вручную (для небольших прессов это осуществляется с помощью ручных конструкций), с помощью автоматического привода (для стационарных прессов большой мощности).
В литературе по металлообработке классификация прессов производится по следующим отличительным признакам:
- техническому назначению: для компрессионного (прямого) прессования или литьевого (трансферного) прессования;
- конструкции станины. Они бывают двух видов: колонные или рамные;
- уровню автоматизации (с ручным управлением, полуавтоматическим или полностью автоматическим управлением);
- направлению прикладываемого усилия: в горизонтальном направлении, строго вертикально или под заранее заданным углом;
- месту расположения рабочего цилиндра в конструкции пресса: с расположением в нижней части пресса или верхней части;
- числу допустимых позиций прессования: в одной позиции или многопозиционные прессы.
Кроме компоновки классификацию производят по следующим техническим параметрам:
- габаритные размеры;
- масса в полной комплектации;
- величина хода поршня;
- мощность (величина создаваемого усилия)
- наличие в конструкции пресса датчиков и измерительных приборов, например, манометра;
- характеристики используемой станины (форма, место расположения, материал).
Гидравлический пресс для СТО
На станциях технического обслуживания автомобилей можно провести отдельные ремонтные работы только с помощью гидравлического пресса. К задачам автомобильного пресса относятся:
- установка и демонтаж подшипников, вкладышей, шайб, других деталей, которые необходимо впрессовывать;
- работы, связанные со штамповкой и калибровкой;
- кузовные и ремонтные работы, где требуется изменение конфигурации металлической детали. Производства выравнивания, правки или изгиба, то есть придания требуемой формы.
- Гидравлический пресс для автосервиса
- В большинстве случаев пресс для СТО имеет ручное управление или автоматический привод.
- Такие агрегаты имеют следующую компоновку:
- движение рабочего поршня происходит сверху вниз;
- создание требуемого давления в рабочем цилиндре осуществляется ручным приводом или с помощью подключенного компрессора. Второй способ существенно увеличивает скорость работы всего агрегата;
- функционально это многопозиционные прессы. Имеется возможность дополнительной установки различных насадок. Это существенно расширяет количество выполняемых операций.
К основным техническим характеристикам относят допустимое максимальное усилие (оно обычно изменяется в пределах от пяти до двадцати тонн) и величину хода поршня. Первый параметр позволяет определить возможности пресса по работе с какими по толщине деталями можно работать. Второй параметр определяет габариты обрабатываемых деталей.
Иногда на СТО, в ремонтных мастерских, частных гаражах применяют так называемые настольные модели гидравлических прессов. К таким прессам предъявляют такие же требования, как и к стационарным, с учётом их размещения и конструктивной компоновки.
При эксплуатации гидравлического пресса в условиях мастерской следует учитывать налагаемые ограничения на габариты обрабатываемых деталей и реальные размеры самого помещения, где установлен пресс. Поэтому для оптимизации рабочего пространства на СТО или в гараже применяют гидравлические пресс, имеющий небольшие геометрические размеры и массу.
Гидравлический пресс – откуда сила гнуть металл?
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.
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 гидравлического пресса заключается в равномерном распределении давления. Итак, у нас есть два поршня разной площади (S1 и S2) и силы, которые на них действуют (F1 и F2 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=F1/S1=F2/S2, а значит, F2= F1*(S2/S1).
Если далее преображать равенство, то выражение F2/F1=S2/S1 также будет верным, а, следовательно, приложив изначально малую силу можно ее увеличить во столько раз, во сколько площадь второго поршня будет больше первого.
Например, S1=3 см2, а S2=3000 см2, тогда приложенная сила в 1 Н к первому поршню увеличится в 1000 раз и будет составлять 3000 Н.
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.
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 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.
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.
Загрузка...
