Меню

Давление жидкости в цилиндре гидравлического пресса 150

Основы гидравлики. Расчет полезного усилия гидравлических цилиндров (домкратов)

Это означает, что при использовании более одного гидравлического цилиндра (или домкрата), каждый цилиндр будет подниматься со своей собственной скоростью, в зависимости от силы, необходимой для перемещения груза в эту точку.

Цилиндры с самым легким грузом будут двигаться в первую очередь, а цилиндры с самым тяжелым грузом будут двигаться последними (груз A), при этом мощность цилиндров одинакова.

Чтобы все цилиндры функционировали равномерно, так чтобы груз поднимался с одинаковой скоростью в каждой точке, систему необходимо снабдить либо контрольными клапанами (см. раздел Клапаны), либо компонентами синхронизации системы подъема (см. раздел Цилиндры) (груз В).

Поток Гидравлический насос создает поток. Давление Давление создается там, где возникает препятствия потоку.
Закон Паскаля Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях (рис.1).

* Примечание: сжимаемость масла при высоком давлении не принимается во внимание в данных теоретических примерах.

Источник

Сила давления гидравлического пресса: расчеты и описание

уществует множество приспособлений, предназначенных для увеличения приложенных усилий. К ним можно отнести различные рычаги, блоки, а также такое устройство, как гидравлический пресс.

Принцип действия

Гидравлический пресс, примеры которого можно встретить в огромном количестве машин, на заводах, в мастерских, работает за счет передачи усилия при помощи жидкости, находящегося под давлением. В основу его действия положен закон Паскаля, согласно которому давление в жидкости передается по всему объему и по всем направлениям одинаково. Таким образом, приложив усилие для создания необходимого давление в одном объеме, можно, передав его в другую емкость значительно изменить усилие.

Устройство пресса представляет собой два цилиндра, заполненных жидкостью, как показано на фото. Один цилиндр имеет больший объем, чем второй. В обоих цилиндрах установлены поршни. В меньшем цилиндре поршень имеет меньшую площадь. Согласно закону Паскаля, давление, действующее на оба поршня одинаково и равно отношению силы, приложенной к меньшему поршню к его площади (P1=F1/S1). Однако и во втором цилиндре давление будет таким же. При этом, учитывая, что площадь второго, большего, поршня больше, чем первого, выводится зависимость:

P1=P2, следовательно — F1/S1=F2/S2. Таким образом, можно вывести следующую формулу: F2/F1=S2/S1. Переведя это выражение на русский язык, можно сделать вывод, что сила давления, действующая на поршень гидравлического пресса зависит от его площади. Чем больше площадь второго цилиндра — тем больше сила. Давление, гидравлического пресса измеряется в Паскалях, условное обозначение — Па. Соответственно, килопаскали — кПа и мегапаскали — МПа.

Таким образом, применяя различные соотношения площадей поршней в цилиндрах, можно добиться практически любого увеличения усилия. Например если площадь большего поршня будет в десять раз больше площади первого, то прикладывая усилие в один Па, на выходе получим — десять. Если представить такие цилиндры в виде весов, то можно привести другой пример: положив на меньший поршень груз весом в 1 кг, другим можно поднять 10 кг.

Особенности расчетов

На практике необходимо учитывать, что несмотря на прямую зависимость, вытекающую из формулы, в реальности таких соотношений добиться невозможно. На давление в гидравлическом прессе прямо или косвенно влияет еще множество различных факторов:

  • сила трения — за счет трения поршней о стенки цилиндров снижается сила давления;
  • неточность в размерах поршней — приводит к увеличению силы трения и неравномерности передачи усилия;
  • другие дефекты конструкции.

Сила давления гидравлического пресса, на практике, в конструкторских бюро, рассчитывается, как сумма всех сил, действующих на поршень. Для таких расчетов существуют специальные формулы, позволяющие учесть максимальное количество факторов, влияющих на поршни.

Устройство

Типичный пример рабочего механизма гидравлического пресса — автомобильный домкрат. Одна из моделей этого устройства показана на фото. Один из его цилиндров имеет очень маленькие размеры, второй же во много раз превышает его по размерам. Такое устройство позволяет даже ребенку без труда поднять большой грузовик. Такие домкраты часто применяют для изготовления самодельных гидравлических прессов. На фото приведен пример такого самодельного устройства.

Жидкость может быть любой. Однако для увеличения эффективности работы устройства обычно применяют специальные масла. Этим достигают две цели:

  • увеличение передачи давления;
  • уменьшение трения в механизмах пресса.

Особенности конструкции

В зависимости от области применения, существует множество разновидностей конструкций гидравлических механизмов. Гидравлические прессы и устройства, в которых используется его принцип действия в настоящее время широко применяют в следующих отраслях промышленности:

  • металлургия — для обработки металлов;
  • в машиностроении — для изготовления различных деталей;
  • в автосервисе — те же домкраты;
  • в экскаваторах и прочей тяжелой строительной технике — для приведения в действие механизмов;
  • в подъемной технике, в пищевой промышленности и даже в медицинской технике также применяются гидравлические устройства.

Гидравлический пресс для опрессовки шлангов высокого давления применяется для достижения герметического соединения рукава высокого давления и фитингов, установленных на нем. Опрессовка осуществляется путем обжима деталей при помощи гидравлического пресса с рабочим инструментом соответствующей формы и размера. Существуют ручные гидравлические устройства, с силой давления до 0.7 МПа.

При необходимости создать очень большое усилие, в последнее время часто применяют гидравлический пресс высокого давления. Особенность его устройства заключается в наличии нескольких мультипликаторов — систем цилиндров, каждый из которых позволяет з поднять давление в 50 и более раз. Мультипликаторы установлены таким образом, что высокое давление предыдущего передается, как низкое давление следующему мультипликатору. Таким образом увеличение силы умножается в зависимости от количества мультипликаторов.

В последнее время многие механики-любители и частные предприниматели, в целях экономии средств изготавливают гидравлические прессы самостоятельно. Для этого приспосабливают автомобильный домкрат, установленный на специальной станине. Такое устройство также заслуживает внимания, так как помогает решать различные бытовые проблемы, связанные со строительством и выполнением некоторых ремонтных работ.

Многие прессы, применяемые в быту и на производстве для упрощения управления оснащены различными вспомогательными механизмами:

  • насосами — для нагнетания жидкости в цилиндрах;
  • электроприводами — для уменьшения трудоемкости процесса.

В последнее время появляются все новые области применения таких устройств, что способствует развитию этой техники, а применение новых более легких и прочных материалов делают ее более доступной и эффективной.

Источник

Расчётно-графическая работа по дисциплине “Гидравлика”

Выполнил: студент группы ТМ -31 Клименко К. Д.

Проверил: Акчурин Р.Ю.

Задача 4.

Определить давление в верхнем

(мультипликатора), если показание

к нижнему цилиндру, равно .

Поршни перемещаются вверх,

причем сила трения составляет 10%

от силы давления жидкости на нижний

поршень. Вес поршней G. Диаметры

масла кг/м 3 .

;

;

;

;

.

кг/м 3

— ?

р1 – давление, действующее на нижний поршень диаметром D;

р2 – давление, действующее на верхний поршень диаметром d.

Сила давления на нижний поршень определяется по формуле:

,

где р1 – абсолютное (полное) давление;

– площадь поверхности нижнего поршня.

Спроецируем их на ось у, которая направлена вверх:

(по условию)

Из этой формулы выражается сила давления на верхний поршень:

(1)

Сила давления также определяется по следующей формуле:

. (2)

Приравниваются правые части выражений (1) и (2):

,

Находится давление в верхнем цилиндре р2:

,

где – сила давления на нижний поршень, ;

G – вес поршня, G = 4100 Н;

– площадь поверхности верхнего поршня:

,

Ответ: .

Задача 5.

Давление в цилиндре гидравлического пресса повышается в результате нагнетания в него жидкости ручным поршневым насосом и сжатия ее в цилиндре. Определить число двойных ходов n поршня ручного насоса, необходимое для увеличения силы прессования детали А от 0 до 0,8 МН, если диаметры поршней: D и d; ход поршня ручного насоса l; объемный модуль упругости жидкости Е =1300 МПа; объем жидкости в цилиндре пресса V.

Чему равно максимальное усилие Р на рукоятке насоса при ходе нагнетания, если b/a известно.

Построить эпюру давления масла по высоте l, а также эпюру полного давления.

;

;

;

;

.

моментов относительно т.О:

, (1)

где Р – усилие на рукоятке насоса.

Силу Р1 уравновешивает противодействующая ей сила R.

Из уравнения (1) определяется сила R:

.

Сила давления, действующая на поршень насоса, соответственно, равна:

, (2)

Давление под поршнем насоса определяется по формуле:

,

где Р1 – сила давления, действующая на поршень насоса;

– площадь поверхности поршня диаметром d:

.

Следовательно, давление под поршнем насоса равно:

(3)

Так как усилие Р на рукоятке насоса будет максимальным при (так как необходимо преодолевать сопротивление масла в прессе), получается:

, (4)

где р – полное давление под поршнем насоса:

– площадь поверхности поршня диаметром D:

(5)

Тогда, подставив в формулу (4) выражения (3) и (5), получается зависимость для определения силы давления Р2:

,

где (по условию)

Окончательно получается величина максимального усилия Р на рукоятке насоса:

Число двойных ходов n поршня ручного насоса определяется по формуле:

, (6)

где V – объем, который необходимо закачать в пресс для увеличения усилия до 0,8 МН;

Жидкость имеет свойство сжимаемости, то есть способность изменять свой объем при изменении давления. Сжимаемость характеризуется коэффициентом объемного сжатия , который представляет собой относительное изменение объема, приходящееся на единицу давления, то есть:

, (7)

где dV – абсолютное изменение объема;

Vн – начальный объем жидкости в прессе, ;

dp –абсолютно изменение давления;

Е – объемный модуль упругости жидкости, Е =1300 МПа.

Знак минус в формуле обусловлен тем, что положительному приращению давления р соответствует отрицательное приращение (т.е. уменьшение) объема V.

Из формулы (7) находится абсолютное изменение объема dV:

,

Число двойных ходов n поршня ручного насоса определяется по формуле (6):

,

Строятся эпюры давления масла по высоте l и полного давления.

Давление столба жидкости (масла) высотой l:

,

где – плотность масла, ;

l – высота столба жидкости, l = 0,032 м.

При l = 0: ;

При l = 0,032 м:

Эпюра давления масла имеет вид:

Для построения эпюры полного давления необходимо найти величиину полного давления:

,

где р – внешнее давление (в данной задаче – давление под поршнем насоса): ;

– давление столба жидкости высотой l, .

Определяется давление под поршнем насоса:

,

где – по формуле (2), принимается Р = Pmax.

.

.

При l = 0:

при l = 0,026 м:

Эпюра полного давления имеет вид:

Ответ: , .

Источник

Читайте также:  Атмосферное давление 773 это высокое давление

Диагностика и виды давления © 2021
Все права сохранены © 2020. Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом. Внимание! Материалы могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет. 18+

Adblock
detector
Сила Величина усилия, производимого гидравлическим цилиндром, равна давлению в гидравлической системе помноженному на «полезную площадь» цилиндра (см. таблицу выбора цилиндров). Пример 1
Какое усилие даст цилиндр с полезной площадью 14,5 см 2 , работающий при 700 бар?
Сила = 7000 Н/см 2 x 14,5 см 2 = 101500 Н = 101,5 кН

Используйте эту формулу для определения силы, давления или полезной площади, если известны две переменные

Пример 2
Какое давление потребуется для цилиндра, поднимающего 7000 кг?
Давление = 7000 x 9,8 Н ÷ 14,5 см 2 = 4731,0 Н/см 2 = 473 бар.
Пример 3
Для производства силы 190.000 Н требуется цилиндр. Какое требуется давление?
Давление = 190.000 Н ÷ 33,2 см 2 = 5722,9 Н/см 2 = 572 бар.
Пример 4
Для производства силы 800.000 Н требуется четыре цилиндра Какое требуется давление?
Давление = 800.000 Н ÷ (4 x 42,1 см 2 ) = 4750,6 Н/см 2 = 476 бар.
Помните, поскольку четыре цилиндра используются вместе, площадь оного цилиндра должна быть умножена на число используемых цилиндров.
Пример 5
Цилиндр собираются использовать с источником питания, способным создать давление 500 бар. Какую силу теоритически возможно получить на данном цилиндре?
Сила = 5000 Н/см 2 x 366,4 см 2 = 1.832.000 Н = 1832 кН
Маслоёмкость цилиндра Объем масла, необходимый цилиндру (маслоёмкость цилиндра) равен полезной площади цилиндра умноженной на ход цилиндра*. Пример 1
Какой объем масла требуется цилиндру с полезной площадью 20,3 см 2 и ходом 200 мм?
Маслоёмкость = 20,3 см 2 x 20 см = 406 см 3