Гідростатика: гідравлічний прес

Гідравлічний прес – це приклад елементарної гідравлічної машини, яка застосовується для формування значних стискаючих зусиль.

Гідравлічний прес – це приклад елементарної гідравлічної машини, яка застосовується для формування значних стискаючих зусиль. Раніше його прийнято було називати «прес Брама», на честь винахідника Джозефа Брама. Він запатентував свій винахід в 1795 році.

Гідравлічний прес надає можливість отримати значний виграш в силі, при мінімальних витратах.

Циліндри несхожих діаметрів, щільно закриті зверху поршнями, утворюють основу будь-якого гідравлічного преса. Причому ці циліндри повинні бути сполученими посудинами.

Циліндри наповнені рідиною (наприклад, водою, але в більшості випадків маслом, або іншою рідиною).

Площа лівого поршня S1 у багато разів менше площі правого поршня S2.

Сили, що впливають на поршні, сумірні з площами цих поршнів. Так коли, до лівого поршня прикладена сила F1, ця сила буде діяти на рідину, розподіляючись по площі S1. Тиск, який чиниться лівим поршнем на рідину, вийти знайти за формулою:

Відповідно до закону Паскаля цей тиск буде величиною постійною в усякому місці рідини. З цього можна зробити висновок, що тиск, який чиниться на правий поршень, приймемо його рівним, p2, буде теж:

Зв’яжемо це тиск з силою, яка впливає з боку рідини на правий поршень:

З цього отримуємо:

F1 / S1 = F2 / S2 або F2 / F1 = S2 / S1.

Отже, сила, що впливає на великий поршень, буде в стільки разів більше сили, яка додається до малого поршня, у скільки разів площа великого поршня більше площі малого поршня.

Перефразувавши маємо, гідравлічна машина надає можливість отримати виграш в силі, який визначається співвідношенням площі більшого поршня до площі меншого поршня.

Гідравлічними гальмами обладнані автомобілі, мотоцикли та сучасні велосипеди. Автолюбителі повсюдно користуються гідравлічний домкрат. Гідравлічний привід знайшов застосування на бульдозерах, навантажувачах, кранах. Сучасні гідравлічні преси формують зусилля в кілька мільйонів ньютонів.

Гідравлічний прес: принцип дії

З якою силою ви можете стиснути в руках якийсь предмет? Можливо, ви силач, і сил у вас дуже багато. Проте, яким би силачем ви не були, ви не зможете вручну вичавити олію з насіння соняшника. Для цього потрібен прес.

При цьому, маючи навіть невеликий гідравлічний прес і знаючи фізику, можна помножити силу своїх рук в десятки і навіть сотні разів.

І тоді ви без проблем зможете вичавити масло, зім’яти пластикові пляшки і картон і навіть величезну купу жерстяних банок перетворити на невелику стопку жерстяних коржів.

На чому ж грунтується принцип роботи гідравлічного преса, що він дозволяє буквально з нічого множити прикладену силу у багато разів?

Принцип роботи гідравлічного преса
Гідравлічний прес – це машина для обробки матеріалів тиском, що приводиться в дію стискається рідиною. В основі її роботи лежить закон Паскаля, який, до речі, і винайшов гідравлічний прес, тільки називав він його «машиною для збільшення сил».

Складається гідравлічний прес з двох з’єднаних між собою судин різного перетину, наповнених мінеральною олією або водою. Так як тиск в рідинах передається однаково в усі сторони, то приклавши деякий тиск на рідину в малому посудині, ми отримаємо такий же тиск у великому посудині на одиницю площі.

Але, так як перетин великої судини буде значно більше, то і тиск, який чиниться по всій площі перетину, буде більше у стільки разів, у скільки разів більше площа цього перерізу.

А, помістивши між стовпом рідини в більшому посудині і нерухомою опорою деякий тіло, ми і отримаємо тиск на тіло, що перевершує прикладена в кілька разів.

Наприклад, якщо різниця в перетинах судини у нас стократно, то й сила, одержувана на виході, буде більше прикладеної в сто разів. Ось таким чином і можна збільшити силу своїх рук у багато разів, не застосовуючи додаткові джерела сил.

Гідравлічний прес своїми руками
Промисловість випускає різні варіанти пресів різного призначення. Без них немислимо виробництво картону, фанери. У металургії застосування пресів стало невід’ємною частиною практично всіх процесів обробки металів.

Гідравлічні пристрої, засновані на тому ж принципі, в наш час є абсолютно звичними деталями автомобілів, велосипедів і так далі.

Однак, прес гідравлічний можна виготовити і своїми руками. Причому, часто, як показує досвід, саморобний гідравлічний прес не тільки не поступається заводським аналогам, а й перевершує їх.

Для цього необхідна наявність деяких інструментів, правильно прироблених рук і, природно, «соображалкі». Креслень і рекомендацій, як зробити гідравлічний прес в домашніх умовах в інтернеті предостатньо, головне – це дотримуйтесь правил техніки безпеки.

І виготовлення преса обійдеться вам у суму в кілька разів меншу, ніж при купівлі заводського варіанту.