Гидростатические машины

Гидравлический пресс. Согласно закону Паскаля, внешнее давление р₀, приложенное к свободной поверхности жидкости в замкнутом сосуде, передается в любую точку жидкости без изменения. Передача силы давления возможна наверх, вниз, вокруг узлов, а также на большие дистанции, а также возможно управление направлением силы давления и движения.

На этом законе основано действие гидравлического пресса, также гидроприводов любых машин и станков. Принцип действия гидравлического пресса используют также в гидравлических домкратах, которые служат для подъема грузов.

Гидравлический пресс (рис. 84) состоит из рычага 1, большого цилиндра 3, в котором движется поршень диаметром D и малого цилиндра 2, в котором движется поршень диаметром d. Малый цилиндр 2 соединен с насосом, с помощью которого в большой цилиндр 3 накачивается рабочая жидкость, обычно масло. Поршень малого цилиндра 2 приводится в движение с помощью рычага второго рода с плечами, а и Ь.

Если приложить к концу рычага силу F, то на малый поршень d и, значит, на жидкость под ним будет действовать некоторая сила F₁. Величина этой силы по закону рычага второго рода равна:

F₁ = F (Ь/а),

а давление р, созданное в жидкости, от малого поршня:

р = 4F₁/πd²,

πd²— сечение малого поршня s₁.

Это давление через насос и соединительный трубопровод по закону Паскаля передается, как внешнее, на большой поршень, причем сила F₂, действующая на большой поршень:

F₂ = F (b/а) (D/d)².

Фактическая сила, сжимающая груз, вследствие трения в системе будет несколько меньшей. Это учитывается введением в формулу КПД пресса:

F₂ = ηF (b/a) (D/d)²,

где η — коэффициент полезного действия, равный 0,8÷0,85.

Гидравлические аккумуляторы в гидросхемах станков предназначены для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением. Применение гидравлических аккумуляторов необходимо:

• когда в системе гидропривода в течение коротких периодов времени необходим большой расход жидкости, превышающей подачу насоса;
• при неработающем насосе, когда накопленная потенциальная энергия аккумулятора используется для обеспечения кратковременной работы силового органа, например, в устройствах управления или для создания определенной силы для зажима заготовки и т. п.

Применение гидравлических аккумуляторов в системе гидропривода при периодическом неравномерном расходе жидкости позволяет уменьшить расчетную мощность насоса и повысить КПД привода в целом. Мощность, развиваемая гидродвигателями (например, гидроцилиндрами), часто превышает при применении аккумулятора установленную мощность насоса в 15—20 раз. Существуют гидроаккумуляторы:

• грузовые с упругим корпусом;
• пневмогидроаккумуляторы без разделителя, с разделителем;
• мембранный пневмогидроаккумулятор;
• балонный пневмогидроаккумулятор.