Prasa hydrauliczna

Prasy hydrauliczne to nie tylko sposób na kręcenie efektownych filmików z różnych rzeczy. Zapraszamy do poznania ich zasady działania i licznych zastosowań praktycznych.
Chociaż obrabiarki nie są popularnym tematem rozmów, nawet tych rozmów prowadzonych przy piwie w przerwie meczu, istnieje jeden rodzaj obrabiarek, który w ostatnim czasie zrobił wielką furorę wśród osób zainteresowanych nie tyle przemysłem i obrabianiem różnego rodzaju materiałów, co po prostu ciekawymi wizualnie nowoczesnymi eksperymentami naukowymi. Mowa oczywiście o prasie hydraulicznej, która jest w stanie oddziaływać na przedmioty w niej umieszczone z ogromną siłą. A jak wiadomo, wszyscy lubimy oglądać psucie różnych rzeczy, zwłaszcza jeśli jest to robione w pełni kontrolowanych warunkach. Prasy hydrauliczne jak najbardziej spełniają te warunki. W tym miejscu zastanówmy się jednak, czym są prasy hydrauliczne, do czego służą i właściwie jak te urządzenia działają.

Prawo Pascala

Wszystko zaczęło się w XVII wieku, kiedy francuski człowiek renesansu i co dla nas najważniejsze, fizyk, Blaise Pascal, odkrył bardzo ciekawą właściwość cieczy. Okazało się bowiem, że jeśli pominąć takie drobiazgi, jak działanie siły grawitacji czy wpływ wysokości słupa płynu, to przy przyłożeniu do zbiornika z cieczą zewnętrznej siły, taka sama siła zacznie oddziaływać na pływ we wszystkich kierunkach. Cząsteczki cieczy mogą poruszać się w dowolnym kierunku, więc siła będzie produkowała pracę w tym kierunku, w którym będzie miała najmniejszy opór. Weźmy dla przykładu rurę w kształcie litery U wypełnioną w połowie wodą. Jeśli dmiemy w jeden koniec rury, wytworzymy siłę, ciśnienie. Nasza siła w cieczy rozejdzie się we wszystkich kierunkach w taki sam sposób, a że raczej nie spowoduje popękania rury, poziom wody podniesie się z drugiej strony. Jest to stosunkowo oczywiste. Pascal zauważył, że praca wykonana z naszej strony będzie równa pracy wykonanej z drugiej strony, jeśli oczywiście pominiemy drobiazgi wskazane na początku.

Działanie prasy hydraulicznej

Prasa hydrauliczna wykorzystuje spostrzeżenie, że jeśli nasza strona rury będzie miała średnicę X, a druga strona rury będzie miała średnicę 2X, to przyłożona przez nas siła a będzie miała po drugiej stronie wartość 2a. Nastąpi o połowę mniejsze przesunięcie, ale uzyskana siła będzie dwa razy większa. Manipulując średnicami końców naszej rury w kształcie litery U oraz długością ruchu tłoka, który zdecydowanie lepiej sprawdzi się od naszego oddechu, można uzyskać ogromne siły stosunkowo niewielkim nakładem własnej pracy. W prasach hydraulicznych wykorzystano dokładnie ten mechanizm z tą różnicą, że zamiast wody wykorzystuje się specjalne oleje hydrauliczne charakteryzujące się znacznie lepszą ściśliwością, co poprawia w praktyce pracę prasy.
Mówiąc najprościej jak się da, przykładając niewielka siłę do małego końca rury z płynem można uzyskać dużą siłę na szerokim końcu rury. W praktyce siłę działającą na małą stronę naszej rury uzyskuje się poprzez działanie pompy.

Zastosowanie praktyczne prasy hydraulicznej

Za moment zahaczymy o temat pras CNC, czyli urządzeń, o których właściwie jest ten tekst, ale najpierw wskażmy rozwiązania wykorzystujące działanie prasy hydraulicznej w naszym codziennym życiu. Jest ich cała masa, ponieważ już hamulce w naszym samochodzie wykorzystują prasę hydrauliczną. Znajdziemy ją także w podnośnikach, dźwigach, lewarkach, w napędach różnych obrabiarek i w urządzeniach do badania próbek różnych materiałów pod względem ich wytrzymałości na ściskanie. W zasadzie wszędzie tam, gdzie potrzebna jest duża siła niskim kosztem mamy prasę hydrauliczną. Urządzenie to jest stosowane w napędach ze względu na możliwość uzyskania dużej siły, płynne przesuwy, znakomitą trwałość oraz łatwość regulacji.

Rodzaje pras

Prasy hydrauliczne możemy dzielić na bardzo dużo sposobów, ale w zasadzie jest to bezcelowe, ponieważ jest to urządzenie bardzo proste i jego podstawowy podział odnosić się może do sił, jakie są w stanie produkować. Praktyczne znaczenie ma tylko to, czy w danej prasie można stosować pompy tłokowe, czy trzeba skorzystać z wytrzymalszych pomp zębatkowych lub łopatkowych. Takie pompy są potrzebne do obsługi pras potrafiących wywrzeć nacisk powyżej kilkudziesięciu ton.

Prasy CNC

Prasy CNC to rodzina pras hydraulicznych, które wykorzystuje się do plastycznej obróbki metali. Ich zadaniem jest po prostu naciśnięcie na zimny lub rozgrzany metal z odpowiednią siłą w celu uzyskania zmiany jego kształtu. Tego typu prasy wykorzystywane są od bardzo dawna, a urządzenia CNC, które są dzisiaj podstawą rynku, to po prostu urządzenia sterowane cyfrowo. Nie były one aż tak wielką rewolucją, jak na przykład frezarki CNC, ponieważ jak już zostało powiedziane, prasa hydrauliczna jest bardzo łatwa do kontrolowania i nie sprawiała takich problemów, jak narzędzia do skrawania. Mimo wszystko, pomogła ona w usprawnieniu pracy.