Гидравлические прессы известны своей невероятной прочностью, хотя они часто компактны по размеру. Их огромная сила исходит от применения Закон Паскаля и принципы гидродинамики и сохранения энергии. Понимание того, как работают эти принципы, объясняет, почему небольшой гидравлический пресс может генерировать такую огромную силу.
Наука, лежащая в основе гидравлической энергии
Цилиндр гидроусилителя в основе гидравлического пресса усиливает давление. Он использует поршни и валы разных размеров. Эта конструкция напрямую применяет Закон сохранения энергии Паскаля. Согласно закону, когда давление прикладывается к замкнутой жидкости, оно равномерно передается по всей жидкости. Маленький поршень создает зону низкого давления. Затем пресс перемещает масло под высоким давлением к большему поршню, который создает силу, необходимую для операций прессования.
Усиление происходит, когда гидравлическое масло сжимается на основе соотношения площадей поперечного сечения поршней. Проще говоря, меньший поршень создает низкое давление. Когда давление перемещается к большему поршню, давление увеличивается. Это увеличение может быть в десятки раз больше, в зависимости от соотношения площадей. Затем система направляет масло высокого давления в секцию предварительного давления цилиндра. Там оно создает силу, которая приводит в действие пресс.
Работа гидравлического пресса
Гидравлический пресс работает в серии взаимосвязанных этапов. Сначала впускные отверстия (P1/P2) остаются открытыми. Цилиндр усилителя остается в состоянии возврата. Затем система активирует впуск в P4 и выпуск в P1. Это заставляет переднюю ось опускаться и завершает действие предварительного прессования. После этого система активирует впуск в P3 и выпуск в P2. Поршень усилителя опускается, увеличивая давление и усиливая усилие. Наконец, когда система активирует впуск в P1/P2, поршень усилителя и передняя ось возвращаются в исходное положение. Это завершает цикл прессования.
Эта последовательность показывает, как гидравлическая система превращает низкое давление в высокое, регулируя площади поршней. Соотношение площадей имеет решающее значение, поскольку оно определяет, как система усиливает силу. Каждое действие основывается на предыдущем. Вместе они создают огромное давление, необходимое для работы пресса.
Почему гидравлические прессы такие мощные
Гидравлические прессы получают свою мощность из двух факторов: площади цилиндра пресса и давления, оказываемого гидравлической системой. Например, если гидравлическая система работает при 30 МПа (мегапаскалях), а диаметр цилиндра составляет 32 см, пресс вычисляет площадь поршня. Затем он умножает ее на давление системы, чтобы определить общую силу прессования. Естественно, чем больше площадь цилиндра, тем большую силу может приложить пресс.
Истинная сила гидравлического пресса заключается в эффект усиления. По мере того, как давление перемещается через гидравлическую жидкость, сила, приложенная к прессуемому материалу, значительно увеличивается по сравнению с первоначальной силой. Это усиление позволяет гидравлическим прессам выполнять тяжелые задачи, такие как ковка металла, формовка и другие промышленные операции, с легкостью и точностью.
