ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫИГРЫША В СИЛЕ ПРИ РАБОТЕ НА ГИДРАВЛИЧЕСКОМ ПРЕССЕ.
Цель работы: Знакомство с устройством, принципом работы гидропресса и
использование закона Паскаля для определения выигрыша в
силе. Изучение влияния различных факторов на выигрыш в силе.
1. Основные положения и расчетные зависимости.
Основой для определения выигрыша в силе при работе на гидравлическом прессе является закон Паскаля: гидростатическое давление, действующее на пограничную область жидкости, находящейся в замкнутом сосуде, передается внутрь жидкости одинаково всем частицам,
Определим гидростатическое давление, действующее на пограничную поверхность СД (рис.1) - малый поршень-жидкость, где wм- площадь поперечного селения малого поршня диаметром dм и на пограничную поверхность МК - большой поршень-жидкость; где wб - площадь поперечного сечения большого поршня диаметром dб
, (2.1)
, (2.2)
Р1=Р2=Рман, или
, (2.3)
Тогда из уравнения (3):
, (2.4)
Рассмотрим равновесие рычага ОВ, для этого отбросим все связи и действие их заменим реакциями R1, R2, R3.
Запишем уравнение моментов сил, действующих на рычаг относительно точки 0:
М0=0, F*OB-R3*OA=0, (2.5)
Откуда
, (2.6)
По третьему закону Ньютона сила действия равна силе противодействия.
Следовательно, имеем:
, (2.7)
Из (2.3) определим Рм:
Рм=Рман*wм. (2.8)
Окончательно имеем, учитывая (2.7) и (2.8):
, (2.9)
Выигрыш в силе определяется отношением: 
.
Описание установки
Гидравлический пресс (рис.2.2) состоит из масляного насоса ½и непосредственно пресса ½½с приспособлением для сжатия образцов ½½½.
Насос имеет прозрачный корпус с предохранительным клапаном 3, цилиндр 4 с малым поршнем 5, всасывающий 6 и нагнетательный 7 клапаны, перепускной клапан 8, резервуар для масла 9 и манометр 10, показывающий избыточное давление масла при работе пресса. Ручное усилие передастся в систему с помощью рычага 11. Пресс 11 имеет цилиндр, в котором перемещается большой поршень 2. При движении поршня вверх в цилиндре насоса создается разряжение, и масло пол действием давления атмосферного воздуха, приподнимает шариковый всасывающий клапан закрывается цилиндр. При движении поршня 5 вниз, под действием избыточного давления всасывающий клапан закрывается, масло давит на нагнетательный клапан и, открыв его, поступает в большой цилиндр.
При работе гидропресса перепускной клапан должен быть закрыт. При необходимости опустить большой поршень нужно отвернуть винт перепускного клапана и надавить на поршень 2 рукой.
Рис. 2.2. Гидравлический пресс
При выполнении лабораторной работы не учитывается:
1. Манометр и поршни могут находиться на разных геометрических уровнях, следовательно, не учитывается гидростатическое давление возникающего столба жидкости.
1. 2. При действии деформации образцов большие поршни несколько передвигаются вверх, а, следовательно, существуют неучитываемые потери напора в системе насос-цилиндр (т.е. возникает задача не статики, а динамики).
2. Масло давит не только на поршни прессов, но и па их манжеты, диаметр которых несколько больший.
3. Между манжетой и цилиндром существует трение.
4. Не учитывается вес поршня и приспособлений.
Порядок проведения работы.
1. Закрыть перепускной клапан.
2. Установить на пресс образен для сжатия.
3. Энергично качать рукоятку насоса до тех пор пока манометр не начнет показывать давление.
4. Медленно, до деформации одного из образцов продолжать подавать масло в цилиндры прессов, отмечая максимальное показание манометра.
5. Измерить диаметры большого и малого поршней и плечи рукоятки насоса.
6. Возвратить поршень насоса в исходное положение, открыв перепускной клапан.
7. Данные измерений занести в таблицу 2.1.
8. Определить выигрыш в силе при следующих параметрах;
а) уменьшить диаметр малого поршня в два раза;
б) увеличить диаметр большою поршня в два раза;
в) увеличить длину плеча 0В рукоятки рычага в 4 раза;
г) уменьшить длину плеча ОА рукоятки рычага в 4 раза;
д) увеличить развиваемое давление в два раза,
е) удалить рычаг, ручное усилие Р приложить в центре малого поршня.
9. Записать подробный вывод о влиянии выше перечисленных параметров на выигрыш в силе.
Таблица 2.1
| №№ п/п | Исходные данные | Рассчетные данные | |||||||
| dм | dd | Плечи рычага | Fd | Fм | F | n | |||
| ОА | 0В | ||||||||
| см | см | см | см | кгс/см2 | кгс | кгс | кгс | — | |
| 1,25 | 5,85 | 2,9 | 7,5 | 5,8 | 59,93 | 18,39 | 3,2 | ||
| 0,625 | 5,85 | 2,9 | 7,5 | 5,8 | 59,93 | 4,6 | 13,02 | ||
| 1,25 | 11,7 | 2,9 | 7,5 | 5,8 | 240,99 | 18,39 | 13,10 | ||
| 1,25 | 5,85 | 2,9 | 5,8 | 14,98 | 73,55 | 0,2 | |||
| 1,25 | 5,85 | 0,725 | 7,5 | 5,8 | 14,98 | 73,55 | 0,2 | ||
| 1,25 | 5,85 | 2,9 | 7,5 | 11,6 | 120,49 | 36,8 | 3,27 | ||
| 1,25 | 5,85 | - | - | 5,8 | - | - | - |
Вывод:
Оз накомились с устройством, принципом работы гидропресса и использованием закона Паскаля для определения выигрыша в силе. Изученили влияния различных факторов на выигрыш в силе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Изменится ли выигрыш в силе, если уменьшить (увеличить) диаметр малого (большого) поршней? Докажите.
2. Как влияет соотношение плеч рычага на выигрыш в силе?
3. От каких параметров зависит выигрыш в силе при работе на гидропрессе?
4. Какой вид давления будет под малым поршнем, если рычаг пойдет вверх (вниз)? Почему?
5. Каково практическое применение гидропресса в Вашей будущей специальности?
