Простые гидравлические машины. Гидравлический пресс

Гидравлический пресс применяется для получения больших усилий, которые необходимы, например, для прессования или штамповки металлических изделий.

Принципиальная схема гидравлического пресса показана на рис. 3.21. Он состоит из 2-х цилиндров - большого и малого, соединенных между собой трубкой. В малом цилиндре имеется поршень диаметром d, который приводится в действие рычагом с плечами a и b. При движении малого поршня вниз он оказывает на жидкость давление p, которое по закону Паскаля передается поршню диаметром D, находящемуся в большом цилиндре.

При движении вверх поршень большого цилиндра прессует деталь с силой F₂ Определим силу F₂, если известна сила F₁ и размеры пресса d, D, а также плечи рычага a и b. Определим сначала силу F, действующую на малый поршень диаметром d. Рассмотрим равновесие рычага пресса. Составим уравнение моментов относительно центра вращения рычага 0

,

где - реакция поршня на рычаг.

Рис. 3.21

Отсюда .

Давление жидкости под малым поршнем будет

,

где - площадь сечения малого поршня.

По закону Паскаля давление в жидкости передается по всем направлениям без изменения. Следовательно, давление жидкости под большим поршнем также будет равно p_ж. Отсюда сила, действующая на большой поршень со стороны жидкости, будет

,

где - площадь сечения большого поршня.

Подставляя в последнюю формулу p_ж и учитывая, что , получим

.

Для учета трения в манжетах пресса, уплотняющих зазоры, вводят коэффициент полезного действия пресса h<1. В итоге расчетная формула примет вид

.