Prasa hydrauliczna – sposób działania i konserwacji

Prasa hydrauliczna to urządzenie wielokrotnie zwiększające siłę nacisku poprzez wykorzystanie zjawiska stałości ciśnienia w zamkniętym układzie hydraulicznym – innymi słowy wykorzystuje ono siłę cieczy hydraulicznej w celu wytworzenia siły nacisku. Praca tego systemu opiera się na działaniu Prawa Pascala i znajduje zastosowanie w codziennym życiu. Układy hamulcowe w samochodach, windy, podnośniki samochodowe, a także plastyczna obróbka metali to niektóre z zastosowań prasy hydraulicznej. W poniższym artykule przedstawimy Państwu sposób działania tego urządzenia oraz przydatne informacje na temat jego konserwacji. Zachęcamy do lektury!

Prawo Pascala

Jak już wspomnieliśmy – działanie prasy hydraulicznej opiera się na wykorzystaniu Prawa Pascala. Choć wszystkie dzieciaki w szkole kojarzą je głównie z lekcjami wychowania fizycznego i niecenzuralnym powiedzonkiem związanym z bieganiem po piłkę wykopaną poza boisko („Prawo Pascala – kto kopnie, ten…”), to absolwenci szkół ponadgimnazjalnych wiedzą o nim nieco więcej  lekcji fizyki. Nazwa wywodzi się od nazwiska Blaise’a Pascala i jest znane od XVII wieku. Najprościej rzecz ujmując, Prawo Pascala mówi, że gaz albo ciecz, znajdujące się w układzie zamkniętym, rozchodzi się równomiernie we wszystkich kierunkach w chwili wywierania na nie nacisku z zewnątrz. Właśnie to pozwala na uzyskanie sił, które są znacznie większe od tych, generowanych przez prasy mechaniczne.

Prasa hydrauliczna – budowa

Prasa hydrauliczna składa się z dwóch połączonych ze sobą cylindrów, które różnią się od siebie średnicą. Każdy z nich jest wypełniony przez olej hydrauliczny i szczelnie zamknięty tłokiem. Olej hydrauliczny charakteryzuje nieściśliwość (co pozwala na wytworzenie dużej siły), jest to żółta lub czerwonawa ciecz, której użycie jednocześnie pozytywnie wpływa na zużywanie się elementów metalowych (które w trakcie pracy urządzenia są nieustannie smarowane, co jest konsekwencją ruchu maszyny). Niektóre prasy hydrauliczne wyposażone są w nagrzewnice, które podgrzewają olej hydrauliczny do optymalnej temperatury.

Cylindry z tłokami wykorzystuje się w prasach hydraulicznych, które nie wymagają dużych nacisków (wspomniane podnośniki samochodowe czy układy hamulcowe w samochodach). Gdy jednak potrzebne jest wytworzenie nacisku o wartości rzędu nawet kilkudziesięciu tysięcy ton (z takich maszyn korzysta się np. na terenie stoczni czy złomowiska), to wtedy w pompach hydraulicznych zaleca się stosowanie pomp zębatych lub łopatkowych (ze względu na bardziej skomplikowaną metodę działania i większe obciążenia, najczęściej napędza je silnik elektryczny).

Prasa hydrauliczna – sposób działania

Jak napisaliśmy na początku – dwa cylindry są połączone ze sobą i wypełnione specjalną cieczą. Cylinder roboczy ma większą powierzchnię niż cylinder pełniący funkcję pompy, przez to siła działająca na pompę oddziałuje o wiele mocniej na cylinder roboczy. Siła działająca na tłok tworzy ciśnienie, które równomiernie rozpościera się na całej powierzchni cieczy. Siła działająca na tłok roboczy jest większa od siły działającej na tłok pompy dokładnie tyle razy, ile powierzchnia tłoka roboczego jest większa od powierzchni tłoka pompy (mowa tu o zwiększeniu siły wejściowej). Oba cylindry i tłoki pracują równomiernie, jednak dzięki Prawu Pascala osiągają zupełnie inne siły nacisku – prasa hydrauliczna działa pod wpływem narastającego ciśnienia, gdy jeden z tłoków pompuje ciśnienie, drugi jest wprowadzany w ruch, co razem daje spodziewany efekt wytworzenia konkretnej siły nacisku.

Prasa hydrauliczna – konserwacja

By prasa hydrauliczna działała bez zarzutu przez długi czas, należy odpowiednio konserwować jej poszczególne części. Przede wszystkim należy smarować ruchome elementy – w tym także tłoki pompy oraz ramę hydrauliczną. Przed każdym użyciem należy sprawdzić połączenia hydrauliczne oraz węże, w żadnym wypadku nie powinniśmy korzystać z prasy, której elementy są uszkodzone. By urządzenie dłużej pełniło swą funkcję, należy co jakiś czas wymieniać olej hydrauliczny. By sprawdzić poziom oleju, należy ustawić pompę w pozycji stojącej i wyciągnąć wskaźnik, który powie nam, ile oleju zostało w urządzeniu. Gdy maszyna nie jest używana, elementy pompy powinny być przechowywane wraz z zaworem w pozycji otwartej.

Rodzaje pras hydraulicznych

Prasy hydrauliczne dzielimy ze względu na budowę oraz moc. Pierwszy podział wygląda następująco: prasy pionowe, poziome, pochyłe, wysięgnikowe oraz ramowe, a także bramowe i kolumnowe. Z kolei warianty korpusu wpływają na działanie: HD to prasy warsztatowe o nacisku do 1000 ton, CFC to prasy wysięgnikowe o nacisku do 500 ton, prasy bramowe zarówno pojedynczego działania (HSA), jak i podwójnego (HDD) poradzą sobie z naciskiem do 3000 ton, a prasy kolumnowe (HCFP) do 1000 ton.