Что такое гидравлический пресс: принцип его работы

В данной статье мы попробуем разобраться, что такое гидравлический пресс, на каких принципах строится его работа, каким законам физики подчиняется, и какие типы данного оборудования существуют. Узнаем, в чем особенности устройства гидравлических прессов, какие жидкости используются и какие преимущества, и недостатки есть у данного оборудования.

Что такое гидравлический пресс?

Что такое гидравлический пресс, многие, скорее всего слышали, мы уже говорили об утилизации отходов что это такое и как правильно проводить, а гидравлический пресс, как раз, один из помощников в этой работе. Данное устройство генерирует усилие, которое в разы больше того, что было приложено изначально. Прессовка происходит под давлением и используется в том числе для отходов. Основной рабочий агрегат – поршень, приводится в действие он под действие специального состава или масла.

Изобрели такое оборудование еще в 18 веке в Англии, принадлежит изобретение Д. Брамаху, а ведь это именно он тот человек, который изобрел унитаз с встроенным смывом, в общем, гений, одним словом. Первый гидравлический пресс появился в мире как раз в нужное время и нужном месте. Оборудование сразу нашло свое место в целом разделе физики – гидротехнике. С тех времен пресс прошел несколько модернизаций и доработок. Но все равно его устройство осталось максимально простым и доступным.

Основа работы пресса – простейшие законы физики. Знакомятся с ними еще со школьной скамьи, каждый из нас, наверное, помнит закон сообщающихся сосудов. Внутри которых находится в одном вода, в другом жидкость, а в итоге они будут находиться на одном уровне, если в одном из них оказывать давление на поверхность воды. Система будет стремиться распределить давление, приводя ее в равновесие, как в гидравлических прессах для бумаги и картона.

Принцип действия гидравлического пресса

Принцип действия гидравлического пресса основан на принципе гидравлического рычага. Простейшие модели состоят из двух поршней разного диаметра, которые установлены в сообщающихся цилиндрах. Поршни давят на жидкость, которой заполнены емкости. Давление под этими поршнями рассчитывается по закону Паскаля, где давление, которое прикладывается на жидкость передается всем точкам этой жидкости, равномерно и одинаково, не зависимо от направления.

Это про силу, которую производит первый поршень, а на втором она будет увеличена пропорционально соотношению площадей поршней. Таким образом, величина перемещения поршня под номером 2 будет зависеть от того, какой объем жидкости вытеснит поршень под номером 1. А с учетом того, что поршни разного размера, и как правило, первый меньше, чем второй, то расстояние, на которое будет перемещаться второй поршень будет меньше, чем то, на которое сместиться первый. Если добавить в конструкцию 2 обратных клапана и бак, в котором может находится дополнительный объем жидкости, то величина перемещения может увеличиться.

Типы гидравлических прессов

В настоящее время применяются несколько типов гидравлических прессов:

• платформенный;
• с С-образной рамой;
• Н-образная рама;
• экструзионный;
• для ламинирования;
• вакуумный;
• штамповочный;
• трансфер пресс;
• листогибочный;
• кузнечный;
• большая группа негидравлических прессов.

Немного расскажем о каждом, вышеперечисленном виде. Первый – платформенный отличается тем, что имеет стабильную поверхность и плунжер, в отличии от С-образного собрата, где рама сравнительно узкая, но очень прочная, принцип работы прессов гидравлических ПЭТ аналогичный. За счет своих высоких эргономических качеств, такое оборудование можно смонтировать даже в тех помещениях, где совсем немного пространства. Применяют прессы с С-образной платформой практически во всех производственных циклах, также как Н-образные модели. Принцип работы у них практически одинаков.

Экструзионные прессы помогают создать заготовки и изделия с поперечным сечением, здесь пресс передвигает матрицу, которая проходит через материал. Прессы для ламинирования являются компрессионными, они, как правило, имеют ручное управление и две пластины, одна из которых нагревается, ведь ламинирование проводится именно при помощи нагрева, как мы знаем. А вторая пластина – охлаждающая. Вакуумные прессы используют для того чтобы покрывать пленкой различные предметы.

Штамповочные прессы помогают обрабатывать листовой металл, в частности в автомобильной промышленности. Он делает выкройку из листа за счет создаваемого давления. Трансфер прессы применяют в медицине и авиакосмической сферах, они позволяют вносить изменения в подаваемые заготовки, на выходе получится готовый продукт. Листогибочными прессами производят холодную обработку металла.

Устройство гидравлического пресса

Мы уже начали немного говорить об устройстве гидравлического пресса, который основан на физических законах сообщающихся сосудов, в отличии от винтового пресса что это такое и про принцип работы, мы уже говорили. В реальных прессах применяют объемные насосы, от которых жидкость проходит по трубам, выходит в гидроцилиндры, которых может быть несколько. Основная используемая сила – давление, расход регулируется использованием клапанов, дроссельной системы, применяются и специальные регуляторы расхода.

Жидкость, которая поступает от насоса должна проходит через фильтр, затем она поступает в распределитель, при нейтральном положении она сразу отправится на слив, а если переключить распределитель, то она направится в поршневую систему или в цилиндр. В момент, когда жидкость подается и происходит прессование. А когда жидкость отходит в штоковую полость – у оборудования появляется обратный ход.

Давление системы необходимо контролировать при помощи манометра, а регулировать его можно при помощи предохранительного клапана. Прессы могут быть как горизонтальные, так и вертикальные, а цилиндры в них применяют и нижние, и верхние. Так же рабочих гидравлических цилиндров может быть сразу несколько. Выделить классификацию прессов можно и по типу привода, это характерно и прессам для картона и пленки, у которых приводы тоже могут быть различными, они могут быть с ручным приводом, часто используются и двигатели внутреннего сгорания для того чтобы привести установку в рабочее состояние. Есть даже модели, которые оснащены приводом от электродвигателя.

Достоинства и недостатки пресса

Достоинства и недостатки пресса – очень субъективные показатели, ведь каждое производство рассматривает оборудование с позиции удобства ее применения в данном конкретном случае и ситуации. Проще говоря, у всех разные представления о том, как должны работать производственные мощности, да и цели у всех различные. Но основным достоинством для всех систем является возможность получения огромных усилий, которые невозможно создать без специального оборудования.

Из преимуществ можно выделить еще возможность большого коэффициента усиления и простоту регулирования скорости выходного звена. В силу того, что устройство пресса довольно простое, то и надежность у него очень высокая, ломаются они редко, а значит, и производственный процесс практически не останавливается. Энергия в прессах может передаваться даже к подвижным элементам оборудования.

Из недостатков гидравлических прессов можно отметить тот факт, что коэффициент полезного действия у них ниже, чем у механических, даже если это пресс пакетировочный для макулатуры и гофры. Стоимость и приобретения, и обслуживания у них выше, чем у механических коллег. У гидравлических прессов основная жидкость для работы – масло, поэтому оно может попасть в рабочую зону.