Гидравлический пресс: принцип действия. Что такое гидравлический пресс

Устройство гидравлического пресса: принцип работы, схема

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.

Гидравлический домкрат

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.

princip_raboty_i_ustrojstvo_gidravlicheskogo_pressa_2

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.

princip_raboty_i_ustrojstvo_gidravlicheskogo_pressa_3

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.

princip_raboty_i_ustrojstvo_gidravlicheskogo_pressa_4

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.

princip_raboty_i_ustrojstvo_gidravlicheskogo_pressa_5

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.

metall.trubygid.ru

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС - это... Что такое ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС?

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС машина, которая позволяет, прилагая в одном месте малое усилие, получать в другом месте большое усилие. Состоит из двух с сообщающихся цилиндров (с поршнями) разного диаметра, заполненных водой, маслом или другой подходящей жидкостью. По законам гидростатики давление (сила, действующая на единицу площади) в любом месте покоящейся жидкости (или газа) одинаково по всем направлениям и одинаково передается по всему объему. Это - закон Паскаля, названный по имени французского философа и ученого Б.Паскаля. Если к малому поршню приложить силу F1, то давление в жидкости увеличится на величину F1/A1, где A1 - площадь малого поршня. Это давление передастся большому поршню, а следовательно: F1/A1 = F2/A2, откуда F2 = (A2/A1) F1. Если площадь A2 намного больше площади A1, то сила F2 будет намного больше силы F1. Таков принцип действия гидравлического пресса, широко применяемого в технике. Следует иметь в виду, что работа, совершаемая силой F1, должна быть (в пренебрежении трением) равна работе, совершаемой против силы F2. Если через s обозначить перемещение поршня, то это можно записать в виде F1s1 = F2s2, откуда s2 = (F1/F2) s1, т.е. перемещение большого поршня гораздо меньше, чем малого.ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС, принцип действия.ЛИТЕРАТУРАБашта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М., 1982

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТАРАН
ГОЛОГРАФИЯ

Смотреть что такое "ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС" в других словарях:

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС — греч. франц. Пресс, приводимый в действие водою. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней. Михельсон А.Д., 1865. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС механизм для произведения сильного давления,… … Словарь иностранных слов русского языка
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС — машина, передающая усилие (прессование) через жидкость (воду, глицерин, масло и пр.). Основное действие Г. п. состоит в след.: в подпоршневое пространство цилиндра нагнетается под давлением жидкость, к рая действует на поршень (плунжер) и… … Технический железнодорожный словарь
Гидравлический пресс — Гидравлический пресс: устройство, спроектированное или предназначенное для передачи энергии посредством линейного перемещения между инструментами гидравлическим способом для изменения формы или состояния (например, штамповки или формовки) металла … Официальная терминология
гидравлический пресс — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN hydraulic bailer … Справочник технического переводчика
Гидравлический пресс — машина для обработки материалов давлением, приводимая в действие жидкостью, находящейся под высоким давлением. Впервые Г. п. были применены в конце 18 начале 19 вв. для пакетирования сена, выдавливания виноградного сока, отжима масла и… … Большая советская энциклопедия
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС — машина статич. действия, в к рой энергоносителем является жидкость, находящаяся под давлением 20 100 МПа. На Г. п. осуществляют ковку, штамповку, прессование. Их также используют для брикетирования стружки, уплотнения материалов и т. п. См. рис.… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Гидравлический пресс — Гидравлическое увеличение силы … Википедия
гидравлический пресс — пресс, приводимый в действие жидкостью, находящейся под высоким давлением. Гидравлический пресс был изобретён в 1795 г. Впервые применён для пакетирования сена, выдавливания виноградного сока, отжима масла. С сер. 19 в. широко применяется в… … Энциклопедия техники
Гидравлический пресс — Hydraulic press Гидравлический пресс. Пресс, в котором гидростатическое давление используется для того, чтобы приводить в действие и управлять плунжером. Гидравлический пресс используют для ковки в открытых и закрытых штампах. (Источник: «Металлы … Словарь металлургических терминов
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС — механизм, состоящий из цилиндра с подвижным поршнем (1) и неподвижной площадкой (2), поршневого насоса (3), соединенного с резервуаром (4) с жидкостью (вода, масло), и рычажного механизма (5), приводящего насос в действие от руки или двигателя.… … Сельскохозяйственный словарь-справочник

dic.academic.ru

Что такое гидравлический пресс? — журнал "Рутвет"

Гидравлический пресс представляет собой машину, состоящую из двух цилиндров, сообщающихся между собой. Один цилиндр больше другого. У каждого цилиндра имеется поршень. Площадь первого поршня меньше площади второго поршня. Цилиндры заполнены жидким маслом. При отсутствии нагрузки жидкость в сообщающихся цилиндрах находится на одном уровне. Сто лет, зная закон Паскаля, изобретатели пытались создать гидравлическую машину. Но ничего не получалось из-за отсутствия герметичности: вода проходила между стенками цилиндра и поршня, и никакого усилия не получалось. Лишь в конце 18 века английский изобретатель Брама и его помощник Модели создали гидравлический пресс. Модели нашел способ, как добиться герметичности. Он придумал самоуплотняющийся воротничок (манжету). В 1797 году Брама, используя манжету Модели, построил первый гидравлический пресс. Принцип работы гидравлического пресса: F1 и F2 — силы, действующие на поршни, S1 и S2 — площади поршней. При давлении снизу на поршень S1 с силой F1, поршень S2 давит вверх с силой F2. По закону Паскаля происходит равномерное распространение давления во все стороны. P=F1/S1 — это давление, действующее на поршень S1. По закону Паскаля такое же давление действует на поршень S2. Значит сила, действующая на поршень S2 равна: F2=РS2 , а Р=F1/S1 , значит F2=F1(S2/S1). Из равенства следует, что F2/F1=S2/S1. При приложении малой силы, получается большая сила. Эта сила будет больше на столько, насколько площадь поршня S2 больше площади поршня S1. Выигрыш в силе равен 10000Н/1Н. Если S1=5 кв.см и на него действует F1=1Н, то на поршень S2=50000 кв.см . действует F1=10000Н. Таким образом, с помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить большую силу. Изначально гидравлический пресс использовался для отжима масел из семян и пакетирования сена. В 19 и 20 веке гидравлические прессы были усовершенствованы и получили более широкое применение. Их стали использовать для листовой и объемной штамповки, ковки слитков, выдавливания труб и профилей, гибки и правки. С помощью гидравлических прессов изготавливают пластмассовые и резиновые изделия, плиты из древесной стружки, фанеру, пакетируют и брикетируют отходы, покрывают кабели металлической оболочкой и т.д.

www.rutvet.ru

Гидравлический пресс - это... Что такое Гидравлический пресс?

Гидравлическое увеличение силы. Пресс (горизонтальный разрез). А — камера для заряжения, которая может по удалении поршня повертываться на цапфах DD. C — матрица с круглым отверстием. В — пустотелый поршень.

Гидравлический пресс — это простейшая гидравлическая машина , предназначенная для создания больших сжимающих усилий . Ранее назывался «пресс Брама» так как изобретён и запатентован Джозефом Брама в 1795 году.

Характеристики и принцип действия

Гидравлический пресс состоит из двух сообщающихся гидравлических цилиндров (с поршнями) разного диаметра. Цилиндр заполняется гидравлической жидкостью, водой, маслом или другой подходящей жидкостью. По законам французского философа и гениального учёного Паскаля, давление (то есть сила, действующая на единицу площади) в любом месте жидкости (или газа), находящейся в покое, одинаково по всем направлениям и одинаково передается по всему объёму. Закон Паскаля — самый главный закон гидростатики. Все заводы гидравлических прессов при их производстве основываются на законе гидростатики. По сути гидравлический пресс можно сравнить с эффектом рычага, где в качестве передающего усилие объекта используется жидкость, а усилие зависит от величины отношения площадей рабочих поверхностей.

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Гидравлический пресс | Физика

После того как Паскаль провел ряд опытов по измерению атмосферного давления, он решил сконструировать «новую машину для увеличения сил». Его изобретение позволило создать гидравлический пресс (от греческого слова «гидравликос» — водяной).

Гидравлический пресс — это машина для обработки материалов давлением, приводимая в действие сдавливаемой жидкостью.

Чтобы понять принцип действия гидравлического пресса, рассмотрим рисунок 127. На нем изображены соединенные между собой два цилиндра с поршнями, имеющими разные площади сечения S1 и S2. В цилиндрах находится вода или минеральное масло. Принцип действия гидравлического пресса Пусть F1 и F2 — силы, действующие на поршни со стороны находящихся на них гирь. Докажем, что жидкость в цилиндрах будет находиться в равновесии лишь тогда, когда сила, действующая на большой поршень, во столько раз превышает силу, действующую на меньший поршень, во сколько раз площадь большего поршня превышает площадь меньшего поршня. Для этого заметим, что жидкость будет оставаться в равновесии только тогда, когда давления под поршнями будут одинаковыми:

p1 = p2

Но каждое из этих давлений можно выразить через силу и площадь: Доказательство выигрыша в силе при использовании гидравлического пресса что и требовалось доказать.

Отношение F2/F1 характеризует выигрыш в силе, получаемый в данной машине. Согласно полученной формуле выигрыш в силе определяется отношением площадей S2/S1. Поэтому, чем больше отношение площадей поршней, тем больше выигрыш в силе.

Например, если площадь малого поршня S1 = 5 см2, а площадь большего поршня S2 = 500 см2, то выигрыш в силе будет составлять сто раз! Установив этот удивительный факт, Паскаль написал, что с помощью изобретенной им машины «один человек, надавливающий на малый поршень, уравновесит силу ста человек, надавливающих на поршень, в сто раз больший, и тем самым преодолеет силу девяносто девяти человек». Это открытие и легло в основу принципа действия гидравлического пресса.

Устройство гидравлического пресса показано на рисунке 128. Цифрой 4 обозначен манометр, служащий для измерения давления жидкости внутри пресса; 5 — предохранительный клапан, автоматически открывающийся, когда это давление превышает допустимое значение. Устройство гидравлического пресса Действие гидравлического пресса основано на законе Паскаля. Прессуемое тело 3 помещают на платформу, соединенную с большим поршнем 2. При действии некоторой силы F1 на малый поршень 1 в узком цилиндре пресса создается избыточное давление p = F1/S1. По закону Паскаля это давление передается во второй цилиндр и на поршень 2 начинает действовать сила:Так как площадь второго поршня существенно превышает площадь первого поршня, то сила F2 оказывается значительно больше силы F1. Под действием силы F2 поршень 2 начинает подниматься и сдавливает прессуемое тело.

Последующие перекачивания жидкости из узкого цилиндра в широкий осуществляются с помощью периодических нажатий на рычаг 8. После каждого нажатия рычаг следует возвращать в исходное положение. При его подъеме малый поршень перемещается вверх, клапан 6 открывается и в пространство, находящееся под поршнем, из сосуда 9 засасывается очередная порция жидкости. При опускании рычага поршень 1 перемещается вниз и сдавливаемая жидкость закрывает клапан 6; при этом клапан 7 открывается и часть жидкости переходит в широкий цилиндр.

Впервые гидравлические прессы стали применяться на практике в конце XVIII — начале XIX в. Современная техника уже немыслима без них. Они используются в металлообработке для ковки слитков, листовой штамповки, выдавливания труб и профилей, прессования порошковых материалов. С помощью гидравлических прессов получают фанеру, картон и искусственные алмазы.

1. Что такое гидравлический пресс? 2. Чем определяется выигрыш в силе, даваемый гидравлическим прессом (при отсутствии трения)? 3. Расскажите о применении гидравлического пресса. 4. На рисунке 129 изображена схема автомобильного гидравлического тормоза (1 — тормозная педаль, 2 — цилиндр с поршнем, 3 — тормозной цилиндр, 4 — тормозные колодки, 5 — тормозные барабаны, 6 — пружина). Цилиндры и трубки заполнены специальной жидкостью. Объясните принцип действия тормоза.

Схема гидравлического тормоза

phscs.ru

Гидравлический пресс в физике

Определение гидравлического пресса

Принцип действия гидравлического пресса

Принцип действия гидравлического пресса основан на законе Паскаля. Если подействовать на малый поршень с силой ${\overline{F}}_1$ , то под малым поршнем возникнет давление:

$p=\frac{F_1}{S_1}$

Согласно закону Паскаля это давление будет передаваться без изменения по всем направлениям в любую точку жидкости, включая точки под большим поршнем. Поэтому давление под большим поршнем:

$p=\frac{F_2}{S_2}$

Приравняв правые части, получим:

$\frac{F_1}{S_1}=\frac{F_2}{S_2}$

Из последнего соотношения видно, что сила, с которой жидкость действует на большой поршень ${\overline{F}}_2$ больше силы воздействия на малый поршень ${\overline{F}}_1$ во столько раз, во сколько площадь большого поршня превышает площадь малого. Таким образом гидравлический пресс дает выигрыш в силе.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Гидравлический пресс: принцип действия

С какой силой вы можете сжать в руках какой-либо предмет? Возможно, вы силач, и сил у вас очень много. Однако, каким бы силачом вы ни были, вы не сможете вручную выжать масло из семян подсолнуха. Для этого нужен пресс.

При этом, имея даже небольшой гидравлический пресс и зная физику, можно умножить силу своих рук в десятки и даже сотни раз.

И тогда вы без проблем сможете выжать масло, смять пластиковые бутылки и картон и даже огромную кучу жестяных банок превратить в небольшую стопку жестяных лепешек.

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

Принцип работы гидравлического пресса

Гидравлический пресс – это машина для обработки материалов давлением, приводимая в действие сдавливаемой жидкостью. В основе ее работы лежит закон Паскаля, который, кстати, и изобрел гидравлический пресс, только называл он его «машиной для увеличения сил».

Состоит гидравлический пресс из двух соединенных между собой сосудов различного сечения, наполненных минеральным маслом или водой. Так как давление в жидкостях передается одинаково во все стороны, то приложив некоторое давление на жидкость в малом сосуде, мы получим такое же давление в большом сосуде на единицу площади.

Но, так как сечение большого сосуда будет значительно больше, то и давление, оказываемое по всей площади сечения, будет больше во столько раз, во сколько раз больше площадь этого сечения.

А, поместив между столбом жидкости в большем сосуде и неподвижной опорой некоторое тело, мы и получим давление на тело, превосходящее приложенное в несколько раз.

Например, если разница в сечениях сосуда у нас стократна, то и сила, получаемая на выходе, будет больше приложенной в сто раз. Вот таким образом и можно увеличить силу своих рук во много раз, не применяя дополнительные источники сил.

Гидравлический пресс своими руками

Промышленность выпускает различные варианты прессов разного назначения. Без них немыслимо производство картона, фанеры. В металлургии применение прессов стало неотъемлемой частью практически всех процессов обработки металлов.

Гидравлические устройства, основанные на том же принципе, в наше время являются совершенно привычными деталями автомобилей, велосипедов и так далее.

Однако, пресс гидравлический можно изготовить и своими руками. Причем, часто, как показывает опыт, самодельный гидравлический пресс не только не уступает заводским аналогам, но и превосходит их.

Для этого необходимо наличие некоторых инструментов, правильно приделанных рук и, естественно, «соображалки». Чертежей и рекомендаций, как сделать гидравлический пресс в домашних условиях в интернете предостаточно, главное – это соблюдайте правила техники безопасности.

И изготовление пресса обойдется вам в сумму в несколько раз меньшую, чем при покупке заводского варианта.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Манометры: трубчатый металлический и жидкостный, принцип действия Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspДействие жидкости и газа на погруженное в них тело

Все неприличные комментарии будут удаляться.

www.nado5.ru