Прессы гидравлические: их преимущества и недостатки в сравнении с негидравлическими прессами

Принцип работы гидравлического пресса был описан французским физиком Паскалем: малое усилие в одной точке способно создать большое в другой. Устройство применяется в областях техники, где нужно получить эффект сжатия или поступательного прямолинейного движения. Это штамповка, ковка, прессование отходов, вырубка, обжим, гибка деталей, работа шлюзов, захватов, ковшей и даже дисковых пил. Самый простой пример использования устройства – домкрат, хорошо известный каждому автомобилисту. Без особых усилий он позволяет оторвать от земли тяжелую машину, что является яркой демонстрацией принципа, описанного Паскалем.

У гидравлики есть мощные конкуренты: пневматика и механика. Чтобы понять преимущества гидравлического способа получения усилия, придется сравнить прессы разного принципа действия.

Сравнение разных типов прессов

Критериями, которые мы будем сравнивать, являются:

• КПД – по этому показателю гидравлические прессы занимают промежуточное положение между пневматикой и механикой. КПД последней наиболее высок;

• Возможности по созданию высокого давления – гидропресс по данному показателю вне конкуренции;

• Простота устройства. Механические прессы сложнее всех, и это определено минус. Гидро- и пневмопрессы проще (что является плюсом) и примерно стоят друг друга;

• Быстродействие. Гидропрессы отличаются наибольшей скоростью реакции на давление жидкости, т.к. та практически несжимаема, в отличие от воздуха. Процессы пуска-реверса и остановки выполняются в 5 – 10 раз быстрее, чем у конкурентов. Например, в механических системах слишком много кинетической энергии уходит на преодоление трения и смыкание многочисленных деталей механизма;

• Возможности по созданию постоянного усилия – гидравлика снова впереди. Жидкость несжимаема, а значит, в любой точке хода поршня давление будет постоянным. Силу и момент удается держать без подачи насосом дополнительной жидкости или давления. Механические машины полагаются на импульс, т.е. сила удара зависит от скорости, которая будет отличаться в разных точках пути молота;

• Возможность работы в условиях переменных температур. Здесь первое место стоит отдать пневматике. И гидравлика, и механика более зависимы от вязкости масла, которая изменяется под воздействием внешних условий. Гидропрессы, однако, чувствительнее всех к работе в условиях низкого давления, вызывающего кавитацию в масле;

• Безопасность. На первом месте пневматика – разорванный контур приведет лишь к утечке воздуха. Опаснее всего механические прессы вследствие большого числа деталей – а это осколки и травмы. Поломки гидравлических прессов сводятся к протечкам масла, т.е. загрязнениям, и необходимости замены уплотнений. Поломки деталей цилиндров сводятся в статистической погрешности;

• Потребность в обслуживании. Пневматика наиболее неприхотлива, механика самая требовательная. Гидравлические прессы находятся посредине, и уход за ними сводится в основном к замене масла;

• Стоимость. Гидравлические прессы стоят дороже всех при равных рабочих параметрах. Многие агрегаты выпускаются на заказ и являются штучными изделиями. Также высокую стоимость имеют комплектующие и расходные материалы, но сам ремонт несложен;

• Шум и вибрации. Механика в данном отношении хуже всего. Пневмо- и гидропрессы шумят только приводами насосов, которые могут находиться далеко от рабочей зоны. Из-за большой массы, гидравлический пресс поглощает вибрации лучше всех.

Вывод

Гидравлические прессы развивают наибольшее давление со стабильными параметрами. Их прочие качества либо усреднены, либо компенсируются другими преимуществами. Но возможности этих машин однозначно больше, чем у конкурентов – они выносливее, сильнее, надежнее, а значит, им всегда найдется применение на современном производстве.