Белорусский государственный университет транспорта — БелГУТ (БИИЖТ)

Регистрация на юбилейную конференцию
«ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТНОГО И СТРОИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСОВ»

Как поступить в БелГУТ

Ответы на частые

вопросы абитуриентов

События

Все события

Все анонсы

• Пусть светлым окажется путь!. ..
• Поступающим в магистратуру
• Тестовый доступ к ЭБС «Айбукс»…
• Курсы по творчеству
• Объявлен прием в аспирантуру и докторантуру…
• V ЮБИЛЕЙНАЯ Международная научно-практическая конф…
• Списки зачисленных на условиях целевой подготовки …
• Всебелорусская МИНУТА МОЛЧАНИЯ…
• Заседание совета университета…
• Вступительная кампания 2023

Анонсы

Университет

Абитуриентам

Студентам

Конференции

Приглашения

Пусть светлым окажется путь!…

Поступающим в магистратуру

Тестовый доступ к ЭБС «Айбукс»…

Курсы по творчеству

Новости

Университет

Международные связи

Спорт

ИВР

Жизнь студентов

Новости подразделений



• Университет

Торжественный выпуск магистров 2023
28 июня 2023

• Университет

День выпускника 2023
28 июня 2023

• Студенческая жизнь

Наши на турслете «ДРУЖБА»
28 июня 2023

• Студенческая жизнь

На Международном молодежном профсоюзном образовательном форуме «ТЕМП-2. ..
27 июня 2023

• Университет

БелГУТ на Х Форуме регионов России и Беларуси…
27 июня 2023

• Спорт

Спортивная неделя молодежи в БелГУТе
27 июня 2023

• Университет

Древний город на берегах Западной Двины…
26 июня 2023

• Воспитательная работа

Лидер и его команда
25 июня 2023

• Университет

Выпуск молодых офицеров
24 июня 2023

Другие новости

• Грандиозный праздник выпускников
• Освящение погон — духовное напутствие молодым офицерам. ..
• Благодарность Президента – Татьяне Хохляковой…
• С заботой о будущем!
• А стройотряды уходят дальше…
• Первый выпуск студентов специальности «Информационные системы и технол…
• Лауреат XXIX Республиканского конкурса научных работ студентов …
• МИНУТА МОЛЧАНИЯ
• Тихим летним утром в 4 часа
• День всенародной памяти жертв Великой Отечественной войны и геноцида б…
• Стипендиаты Президента Республики Беларусь…

БелГУТ на Доске почета

Достижения университета

КУДА ПОСТУПАТЬ

Все факультеты

Предложения

Все предложения

Видеотека

Все видео

Фотогалерея

Все фото

эскизы, расчеты. Пресс гидравлический (Сергей Фёдорович Гаврилов, 2020)

Что такое гидравлический пресс?

Гидропресс – устройство, значительно увеличивающее изначально приложенное усилие. Прессом оно называется условно, ведь в промышленности данный аппарат предназначен для изготовления деталей путём штамповки.

Наиболее распространённый пример гидравлического пресса – домкрат. Гидродомкрат позволяет человеку приложить небольшие усилия, но поднять тяжёлый груз. Аналогично работают тормоза, амортизаторы, приводы и насосы.

Популярность гидравлический пресс получил благодаря тому, что огромный поток энергии передаётся по тонким и гибким шлангам, что ещё больше упрощает работу.

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.

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.

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.

Читать также: Пилки лобзиковые по дереву

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.

С помощью чего можно запрессовать подшипник в сборочный узел? Вряд ли удастся сделать это лишь подручными предметами, ведь потребуется огромное усилие, недоступное человеческому телу. Зато доступно гидравлическому прессу.

Принцип действия гидравлического пресса

Принцип гидравлического пресса построен на законе сообщающихся сосудов. К примеру, есть 2-е соединённые ёмкости разных размеров. Налив туда жидкость, она равномерно распределится. Если нарушить состояние покоя и увеличить давление в меньшем сосуде, то в большом сосуде приложенная сила увеличится пропорционально разнице размеров. Устройство подчиняется правилу: выигрыш в силе равен проигрышу в расстоянии.

Блез Паскаль придумал работу гидропресса, но назвал его «машиной для увеличения силы». Ранее выгода от такой машины казалась мизерной, но теперь инженеры использовали наработки Паскаля в облегчении работы.

На схеме показан простейший гидравлический пресс, состоящий из поршней большего и малого диаметров, установленных в сообщающихся цилиндрах, под поршнями находится жидкость. На поршень малого диаметра площадью S 1 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.

Определение и принцип гидравлического пресса

Определение Гидравлический пресс — это машина, которая действует на основе законов движения и равновесия жидкостей.
Закон Паскаля лежит в основе принципа действия гидравлического пресса. Название этого устройства происходит от греческого слова гидравликос — водяной. Гидравлическим прессом называют гидравлическую машину, которая используется для прессования (сдавливания). 8$ньютонов.

Основу гидравлической машины составляют два цилиндра разного радиуса с поршнями (рис.1), которые соединены трубой. Пространство в цилиндрах под поршнями обычно заполняют минеральным маслом.

Для того чтобы понять принцип действия гидравлической машины следует вспомнить, что такое сообщающиеся сосуды и в чем смысл закона Паскаля.

Типы гидравлических прессов

Согласно Общероссийскому классификатору основных фондов, гидравлический пресс относится к группе № 5. Сюда же входят все металлообрабатывающие кузнечно-прессовые станки и молоты.

Классификация по типу расположения цилиндров:

• горизонтальные;
• вертикальные.

Классификация по типу работ:

• штамповочные;
• гибочные;
• ковочные;
• для фланцевания и бортования.

Классификация по типу станины:

• колонные;
• стоечные.

Классификация по типу исполнения:

• С закрытой рамой – в раме есть отверстия для фиксации пресса на столе; используется для гибки, правки, выпрессовки/запрессовки.
• С открытой рамой – для обработки деталей нестандартной формы и неудобной конструкции; выполняет аналогичные операции.
• Универсальные – обладают полным набором функций; гидронасос можно использовать вручную.
• Выпрессовщики – применяются для монтажа/демонтажа, выпрессовки/запрессовки. Небольшие размеры позволяют использовать его чаще в любых условиях.

Современные прессы не обходятся без ЧПУ. Задав режим работы и выбрав давление, можно забыть о постоянном контроле станка – этим займётся микрокомпьютер.

Пневмогидравлический пресс

Пневмогидравлические прессы имеют ряд преимуществ, которые заставляют предприятия заменять свои старые установки на пневмогидравлические.

• Надёжность.
• Экономичность.
• Простота в обслуживании.
• Работа от сжатого воздуха.
• Работа в ручном режиме.
• Можно использовать на опасном производстве.

Читать также: Летний уличный водопровод гофрированная труба

Примечание: в систему пневмогидравлического пресса должен попадать только чистый сжатый воздух.

Как пользоваться гидравлическим прессом?

Каждый гидропресс имеет конструктивные особенности, поэтому производитель продаёт станок вместе с детальной инструкцией по эксплуатации гидравлического пресса. Но даже прочитав её, желающий поработать на нём не будет допущен, ведь нужно знать не только инструкцию, но и общие правила по охране труда с гидропрессами. Вот некоторые из них:

1. Работать за гидропрессом могут только лица, прошедшие инструктаж и медосмотр.
2. Нельзя работать на гидравлическом прессе без спецодежды.
3. Всегда нужно следить за возможной утечкой жидкости.
4. Не держать руки у рабочей зоны.
5. По окончанию работы закрыть клапан и протереть инструмент.

Более детальное руководство можно прочесть в охране труда по работе с гидравлическими прессами.

Гидравлический пресс

При решении задач, связанных с прессом, важно помнить, что он дает выигрыш в силе.

Формулы, которые нам понадобятся и которые надо запомнить:

Здесь – площади поршней пресса, – ходы соответствующих поршней (смещения по вертикали).

Теперь попробуем решать задачи.

Задача 1. Два сообщающихся сосуда с различными поперечными сечениями наполнены водой. Площадь сечения узкого сосуда в 100 раз меньше, чем широкого. На поршень узкого сосуда поставили груз весом Н. Груз какого веса надо положить на поршень большего сосуда, чтобы оба груза находились в равновесии?

Итак, нам дано, что Н, и что . Тогда

Ответ: 1000 Н

Задача 2. Малый поршень гидравлического пресса опустился под действием силы Н на расстояние см. При этом большой поршень поднялся на см. Какая сила действует на большой поршень?

Теперь воспользуемся второй формулой: , только не забываем, что все величины нужно переводить в систему СИ, например, сантиметры обязательно записываем в метрах.

Ответ: 1500 Н

Задача 3. Какая сила давления может быть получена на гидравлическом прессе, если к длинному плечу рычага, передающему давление на малый поршень, приложена сила Н? Соотношение плеч рычага , а площади поршней пресса см и см, КПД пресса %

Пресс и рычаг

Рассмотрим рисунок.

Рассчитаем сначала силу, которая приложена к малому поршню, воспользовавшись формулой для расчета условия равновесия рычага:

Здесь – длины плеч рычага, – силы, приложенные к плечам. Так как нам дано, что , то , то есть рычаг позволит нам давить на малый поршень с силой Н.

Теперь можно рассчитать, с какой силой жидкость в прессе будет давить на большой поршень. Только сначала переведем см в м. Для этого надо понять, какую долю составят 5 см в квадратном метре, который состоит из см: м. Площадь большого поршня: м.

Определяем силу, с которой жидкость давила бы на пресс, будь у него КПД 100%:

Таким образом, если бы не было потерь, то мы получили бы силу в 9000 Н, но потери – всегда есть. (Например, поршень может тереться о стенки сосуда. Может происходить упругая деформация жидкости в цилиндре и даже ее утечка.) Поэтому КПД пресса не равен 100 %, то есть реальная сила, которую можно получить, равна Н, это и есть ответ.

Ответ: 8100 Н

Задача 4. При помощи гидравлического пресса с отношением площадей нужно поднять груз массой 100 тонн. Определить число ходов малого поршня за время мин, если за 1 ход он опускается на расстояние 20 см. Мощность двигателя пресса кВт, КПД пресса %.

Работа, время, и мощность связаны соотношением:

Так как КПД не 100%, то формула преобразуется:

Откуда

С другой стороны, работа по поднятию груза равна изменению его потенциальной энергии, то есть

Приравняв оба выражения, можно определить высоту:

Подставим числа:

Из формул и получим:

Это соотношение позволяет понять, что отношение ходов поршней пресса такое же, каково отношение их площадей:

То есть большой поршень переместится на одну сотую того хода, который совершит малый поршень. Если малый поршень перемещается за ход на 20 см (0,2 м), то большой переместится на м. Таким образом, чтобы большой поршень поднялся на 0,24 м, ему потребуется ходов.

Ответ: 120 ходов.

На что опереться при выборе гидропресса?

Обилие моделей и производителей позволяет подобрать гидропресс под особые рабочие потребности. Лучше, если характеристики агрегата будут немного лучше, чем требуется. Плюс, необходимо обратить внимание на допустимый срок эксплуатации.

Важные технические характеристики

• Размер изделий, с которым придётся работать.
• Сила развиваемого давления.

От этих показателей зависит дальнейший выбор. К примеру, настольный 10-тонный пресс не подойдёт для грузового автосервиса, а маленькая мастерская в гараже не нуждается в 100-тонном аппарате.

В технической спецификации указывается усилие гидропресса. Поняв, с какими деталями придётся работать, можно подобрать оптимальную установку с учётом стандартной градации:

• легковые и грузовые авто – до 45-и тонн;
• промышленные предприятия: от 75-и тонн и выше, в зависимости от материала для работы.

Обратите внимание на показатели высоты/ширины гидропресса и хода рабочего поршня. От этого зависит, насколько габаритная деталь поддастся гидропрессу.

Особенности гидропрессов, на которые стоит обратить внимание

• Автоматический возврат штока.
  Ускоряет рабочий процесс и повышает удобство.
• Хромированный шок.
  Увеличивает срок эксплуатации гидропресса, защищая его от коррозии.
• Предохранительный клапан.
  Обезопасит работу пресса за счёт стравливания избыточного давления в системе. Превышение нагрузки чревато серьёзными последствиями.
• Надежность станины.
  Прочный материал – только 50% надёжности конструкции. Важно, чтобы все швы были аккуратно заделаны, иначе усилие пресса со временем сломает каркас.
• Лебёдочный механизм.
  Нужен для регулирования рабочего стола при работе с массивными элементами.
• Перемещение стола и цилиндра.
  Мобильность отдельных деталей гидропресса повышает удобство работы с нестандартными размерами.
• Качество манометра
  . Оценить усилие, оказываемое на деталь, можно только с помощью манометра, поэтому проследите, чтобы он показывал точные данные и был изготовлен из надёжных материалов. Лучше остановиться на глицериновом манометре, который подавляет вибрацию.

Заблуждения при работе с гидропрессами

Сложилось мнение, что гидропрессам не нужны предохранительные элементы. Это не так, потому что перепады давления в системе могут произойти даже из-за банальной смены погоды. Если цилиндры изготовлены из некачественного металла, реагирующего на небольшие скачки температур, то жидкость может быстро нагреться. Не заметив этого, рабочий запустит гидропресс на максимум, спровоцировав не просто поломку, а опасность для себя.

Выбирая гидравлический пресс, необходимо учесть не только нынешние потребности, но и будущие, ведь потом не захочется приобретать новую установку.

Где купить гидравлический пресс от производителя?

Стерлитамакский станкостроительный завод уже долгое время поставляет нам качественные гидравлические прессы собственного производства. Вес товар сертифицирован и проверен рабочими ООО «СТК»

Формула гидравлического пресса

Какое же усилие может создать гидравлический пресс?

Для ответа на этот вопрос представим гидравлический пресс с двумя цилиндрами. На малый поршень площадью $S_{мал}$ воздействует сила $F_{мал}$. Она создает некоторое давление $p_{мал}$.

Давление в большом поршне $p_{бол}$ действует на большой поршень площадью $S_{бол}$, и создает усилие $F_{бол}$.

Давление равно отношению силы к площади ее приложения:

$$p = {F \over S}$$

Поскольку цилиндры сообщаются, давление в обоих цилиндрах по закону Паскаля равно:

$$p_{мал} = p_{бол}$$

Подставляя в обе части этой формулы выражения для давления, получим:

$${ F_{мал} \over S_{мал}}={ F_{бол} \over S_{бол}}$$

Или, после преобразований:

$${ F_{бол} \over F_{мал}}={ S_{бол} \over S_{мал}}$$

Сила, создаваемая большим поршнем, во столько же раз больше силы, приложенной к малому поршню, во сколько раз площадь большого поршня больше площади малого поршня.

Гидравлический пресс как рычаг

На первый взгляд может показаться, что гидравлический пресс позволяет создавать усилие из «ниоткуда» и производить большую работу без затраты энергии. Однако это не так.

Величина произведенной работы равна произведению силы на расстояние, пройденное этой силой. Пока поршни неподвижны, работа равна нулю. Однако, если поршни начинают движение, то малый поршень пройдет во столько же большее расстояние, во сколько его площадь меньше площади большого поршня.

Получается, что выигрыш в силе на большом поршне достигается с помощью проигрыша в расстоянии на малом. Фактически гидравлический пресс является рычагом первого рода, где малый цилиндр является длинным плечом рычага, а большой цилиндр — коротким.

Рис. 3. Рычаг первого рода.

Машиностроение. Существует ли механизм, допускающий такое движение поршня/плунжера?

спросил
1 год, 5 месяцев назад

Изменено
1 год, 4 месяца назад

Просмотрено
103 раза

$\begingroup$

Я пытаюсь создать прототип системы накопления гравитационной энергии, и мне нужно высвободить потенциальную энергию, хранящуюся в тяжелом грузе массой M , поднятый на высоту * H .

Я намерен использовать массу, проходящую по всей длине, для привода поршня, который давит на гидравлическую жидкость, превращая PE в KE.

Я не знаю, какой механизм я могу использовать, чтобы эффективно (и просто) преобразовать спуск в вертикальное движение поршня, поскольку поршень будет находиться в герметичном цилиндре.

Я включил довольно грубый набросок ниже:

Где:

1. Параллелограмм представляет опорную поверхность,
2. Два темных круга обозначают поршень/плунжер

У меня такой вопрос: существует ли механизм, который позволяет поршню/поршню перемещаться вдоль оси ВНУТРИ цилиндра с помощью внешней силы, приложенной СНАРУЖИ цилиндра, содержащего поршень?

Думаю, я ищу какой-нибудь телескопический механизм.

• машиностроение
• механизмы
• гидравлика
• поршни

$\endgroup$

5

$\begingroup$

Аккумулирование энергии является довольно распространенным элементом гидравлических систем. Хранение энергии за счет сжатия азота в аккумуляторах гораздо более рентабельно, чем за счет массы/гравитации. Лично я бы просто использовал что-то с полки. Вот несколько популярных брендов:
https://ph.parker.com/us/en/piston-style-accumulators-parker-a-series
https://www.boschrexroth.com/en/xc/products/product-groups/industrial-hydraulics /topics/цилиндры/большие гидравлические цилиндры/продукты и функции/гидравлические поршневые аккумуляторы/индекс
https://www.hawe.com/en-us/products/product-search-by-category/hydraulic -accessories/accumulators/hps/
https://www.hydac.com/shop/en/hydraulic-accumulators
Я выделяю аккумуляторы поршневого типа, поскольку вы специально просили именно об этом стиле. Другие разновидности, такие как диафрагменный или баллонный, обычно дешевле в пересчете на кДж хранения. Аккумуляторы поршневого типа действительно предназначены для специальных применений, таких как экстремальное давление (700+ бар), агрессивные жидкости, растворяющие материалы баллона, узкие установочные размеры, горизонтальная установка (срок службы баллонного типа лучше всего при вертикальной установке) и т. д.

Обратите внимание, что при любом типе накопителя энергии существует много соображений безопасности, касающихся рассеивания энергии в случае отказа машины. Не надо просто так собирать аккумулятор + насос + шланги. Вам нужны дополнительные клапаны для сброса давления, сброса аккумулятора, обратный клапан на выходе из насоса и т. д. Дальнейшее чтение —
https://www.machinerylubrication.com/Read/30331/hydraulic-accumulators-dangers

$\endgroup$

$\begingroup$

Да, это гидроцилиндр с магнитной муфтой . Вот как это работает:

Поршень внутри герметичного цилиндра представляет собой очень сильный постоянный магнит, уплотненный внутри стенок цилиндра с помощью одного или двух уплотнительных колец. стенки цилиндра выполнены из тонкой нержавеющей стали, через которую может проникать магнитное поле. снаружи цилиндра находится второй набор постоянных магнитов, окружающих цилиндр, которые сильно притягивают магнит поршня внутри, и вместо уплотнительных колец этот магнитный узел установлен на наборе направляющих линейных шарикоподшипников. Любое движение поршня внутри цилиндра будет передано на ползунок снаружи за счет магнитного притяжения, и ползунок можно легко соединить с элементом машины по вашему выбору.

$\endgroup$

2

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.