Kelas 7 Pelajaran No. 41 Tanggal

Topik: Hukum Pascal. Tekan hidrolik.

Jenis pelajaran: Pelajaran mempelajari materi baru.

Maksud dan tujuan pelajaran:

Tujuan pendidikan - memperkenalkan hukum Pascal, memperluas dan memperdalam pengetahuan siswa pada topik “Tekanan”, membahas perbedaan zat padat, cair dan gas; memperkenalkan konsep baru “Tekan hidrolik”, membantu siswa memahami signifikansi praktis dan kegunaan dari pengetahuan dan keterampilan yang diperoleh.

Tujuan pembangunan – menciptakan kondisi untuk pengembangan penelitian dan keterampilan kreatif; keterampilan komunikasi dan kolaborasi.

Tujuan pendidikan – berkontribusi pada penanaman budaya kerja mental, menciptakan kondisi untuk meningkatkan minat terhadap materi yang dipelajari.

Peralatan :

presentasi, klip video

kartu tugas individu

Kemajuan pelajaran.

1.Org. momen.

Mempersiapkan siswa untuk bekerja di kelas. Penerimaan "Senyum"

2. Motivasi dan penetapan maksud dan tujuan pembelajaran.

Demonstrasi slide dengan gambar. Tujuan pelajaran kami adalah sebagai berikut:

- Hari ini di kelas kita akan mempelajari salah satu hukum alam yang paling penting, hukum Pascal. Tujuan pelajaran kita: mempelajari hukum, serta belajar menjelaskan sejumlah fenomena fisika dengan menggunakan hukum Pascal. Lihat penerapan hukum dalam praktiknya.

Pelajari dasar fisik desain dan pengoperasian mesin hidrolik;

Berikan konsep mesin press hidrolik dan tunjukkan penerapan praktisnya.

3. Pelajari topik baru

Semua benda terdiri dari molekul dan atom. Kami memeriksa tiga keadaan agregasi materi yang berbeda dan, berdasarkan strukturnya, sifat-sifatnya berbeda. Hari ini kita akan berkenalan dengan pengaruh tekanan pada zat padat, cair dan gas. Mari kita lihat contohnya:

Kami menancapkan paku ke papan dengan palu. Apa yang kita lihat? Ke arah manakah tekanan bekerja?

(Di bawah tekanan palu, paku memasuki papan. Sesuai arah gaya. Papan dan paku merupakan benda padat yang tidak terpisahkan.)

Ayo ambil pasir. Ini adalah zat granular padat. Isi tabung dengan piston dengan pasir. Salah satu ujung tabung ditutup dengan film karet. Kami menekan piston dan mengamati.

(Pasir menekan dinding film tidak hanya searah gaya, tetapi juga ke samping.)

Sekarang mari kita lihat bagaimana perilaku cairan. Mari kita isi tabung dengan cairan. Kita tekan piston, amati dan bandingkan dengan hasil percobaan sebelumnya.

(Film berbentuk bola, partikel cair menekan secara merata ke arah yang berbeda.)

Mari kita lihat contoh gas. Mari kita tiup bolanya.

(Tekanan diteruskan secara merata oleh partikel udara ke segala arah.)

Kami memeriksa pengaruh tekanan pada zat padat, cair dan gas. Persamaan apa yang Anda perhatikan?

(Untuk cairan dan gas, tekanan bekerja sama dalam arah yang berbeda, dan ini merupakan konsekuensi dari pergerakan acak sejumlah besar molekul. Untuk zat padat, tekanan bekerja searah gaya dan ke samping.)

Mari kita jelaskan lebih dalam proses perpindahan tekanan oleh zat cair dan gas.

Bayangkan sebuah tabung dengan piston diisi dengan udara (gas). Partikel-partikel dalam gas didistribusikan secara merata ke seluruh volume. Kami menekan piston. Partikel-partikel yang terletak di bawah piston dipadatkan. Karena mobilitasnya, partikel-partikel gas akan bergerak ke segala arah, sehingga susunannya kembali menjadi seragam, tetapi lebih padat. Oleh karena itu, tekanan gas meningkat dimana-mana. Ini berarti bahwa tekanan ditransmisikan ke semua partikel gas.

Mari kita melakukan percobaan dengan bola Pascal. Mari kita ambil bola berongga yang memiliki lubang sempit di berbagai tempat dan menghubungkannya ke tabung dengan piston.

E Jika tabung diisi dengan air dan ditekan pistonnya, maka air akan mengalir keluar dari seluruh lubang pada bola dalam bentuk aliran.(Anak-anak mengungkapkan tebakannya.)

Mari kita merumuskan kesimpulan umum.

Piston menekan permukaan air di dalam tabung. Partikel air yang terletak di bawah piston, memadat, memindahkan tekanannya ke lapisan lain yang terletak lebih dalam. Dengan demikian, tekanan piston dipindahkan ke setiap titik cairan yang mengisi bola. Akibatnya sebagian air terdorong keluar dari bola dalam bentuk aliran yang mengalir keluar dari semua lubang.

Tekanan yang diberikan pada suatu cairan atau gas diteruskan tanpa perubahan ke setiap titik dalam volume cairan atau gas tersebut. Pernyataan ini disebut hukum Pascal.

4. Konsolidasi: menjawab pertanyaan

1. Jika Anda menembakkan telur rebus dari senapan angin, peluru hanya akan membuat lubang tembus di dalamnya, sedangkan sisanya tetap utuh. Tetapi jika Anda menembak telur mentah, telur itu akan pecah berkeping-keping. (Saat menembakkan telur rebus, peluru menembus benda padat, sehingga menembus ke arah terbang karena tekanan diteruskan ke arah ini.)

2. Mengapa ledakan cangkang di bawah air berdampak buruk bagi organisme yang hidup di air? (Tekanan ledakan dalam suatu cairan, menurut hukum Pascal, diteruskan secara merata ke segala arah, dan hewan dapat mati karenanya.)

3. Jin jahat, yang didalamnya berwujud gas botol, memberikan tekanan kuat pada dinding, dasar dan gabusnya. Mengapa jin menendang ke segala arah, padahal dalam wujud gas ia tidak mempunyai lengan dan kaki? Hukum apa yang mengizinkan dia melakukan ini? (molekul, hukum Pascal)

4. Untuk astronot, makanan disiapkan dalam bentuk semi cair dan ditempatkan dalam tabung berdinding elastis. Apa yang membantu astronot mengeluarkan makanan dari tabung?

(Hukum Pascal)

5. Coba jelaskan proses pembuatan bejana kaca, ketika udara dihembuskan ke dalam setetes lelehan kaca?

(Menurut hukum Pascal, tekanan di dalam gas akan disalurkan secara merata ke segala arah, dan gelas cair akan mengembang seperti balon.)

Penerapan hukum Pascal dalam praktek

Motivasi mempelajari topik ini: “Pers hidrolik”

Anda mungkin pernah mengamati situasinya: ban bocor, pengemudi, dengan menggunakan alat tersebut, dengan mudah mengangkat mobil dan mengganti roda yang rusak, padahal berat mobilnya sekitar 1,5 ton.

Mari kita jawab bersama pertanyaannya: mengapa ini mungkin?

Dia menggunakan dongkrak. Dongkrak adalah mesin hidrolik.

Mekanisme yang beroperasi dengan menggunakan suatu jenis zat cair disebut hidrolik (Yunani "gidor" - air, cairan).

Tekan hidrolik adalah mesin untuk mengolah bahan dengan tekanan, digerakkan oleh cairan terkompresi.

jawab pertanyaannya.

Apakah silinder dan pistonnya sama? Apa perbedaannya?

Apa maksudnya: setiap piston melakukan tugasnya masing-masing?

Berdasarkan hukum apa pengoperasian mesin press hidrolik?

Perancangan mesin press hidrolik didasarkan pada hukum Pascal. Dua bejana yang berkomunikasi diisi dengan cairan homogen dan ditutup oleh dua piston, yang luasnya S 1 dan S 2 (S 2 > S 1 ). Menurut hukum Pascal, kita memiliki persamaan tekanan di kedua silinder: p 1 = hal 2 .

p1=F1/S1, P2=F2/ S2 , F1/S1= F2/ S2, F1 S2=F2 S1

Ketika mesin press hidrolik beroperasi, dihasilkan gaya yang sama dengan perbandingan luas piston yang lebih besar dengan luas piston yang lebih kecil.

F 1/ F 2 = S 1/ S 2.

Prinsip pengoperasian mesin press hidrolik.

Badan yang ditekan ditempatkan pada platform yang terhubung ke piston besar. Piston kecil menciptakan banyak tekanan pada cairan. Tekanan ini diteruskan tanpa perubahan ke setiap titik cairan yang mengisi silinder. Oleh karena itu, tekanan yang sama bekerja pada piston yang lebih besar. Namun karena luasnya lebih besar maka gaya yang bekerja padanya akan lebih besar daripada gaya yang bekerja pada piston kecil. Di bawah pengaruh gaya ini, piston yang lebih besar akan naik. Saat piston ini naik, bodi bersandar pada platform atas yang diam dan berkompresi. Pengukur tekanan, yang mengukur tekanan suatu cairan, adalah katup pengaman yang terbuka secara otomatis ketika tekanan melebihi nilai yang diizinkan. Dari silinder kecil ke silinder besar, cairan dipompa melalui gerakan piston kecil yang berulang-ulang.

Pengepres hidrolik digunakan jika diperlukan gaya yang lebih besar. Misalnya untuk memeras minyak dari biji di pabrik minyak, untuk pengepresan kayu lapis, karton, jerami. Di pabrik metalurgi, pengepres hidrolik digunakan dalam pembuatan poros mesin baja, roda kereta api dan banyak produk lainnya. Pengepres hidrolik modern dapat menghasilkan gaya ratusan juta newton.

Jutaan mobil dilengkapi dengan rem hidrolik. Puluhan dan ratusan ribu ekskavator, buldoser, derek, loader, dan lift dilengkapi dengan penggerak hidrolik.

Dongkrak hidrolik dan pengepres hidrolik digunakan dalam jumlah besar untuk berbagai keperluan - mulai dari menekan ban ke roda gerbong hingga mengangkat rangka jembatan angkat agar kapal dapat melintas di sungai.

Demonstrasi klip video

5. Memeriksa pemahaman : Jawab soal tes.

P = F/ S?

A) bekerja

B) kekuatan

B) tekanan

A) Joule

B) Pascal
B) Newton

A) 40mg

B) 0,1 kPa

B) 5 kN

2, di Pa.

A) 1000 Pa

B) 10 Pa

B) 10.000 Pa

D) 100 Pa

SEBUAH) F= pS

B) F = mg

B) F= kx

A ) F= pS

B ) hal = F/ S

B) P=pgh

A) mengurangi; lebih sedikit; lebih sedikit

B) mengurangi; lagi; lagi

B) meningkat; lagi; lagi

D) meningkat; lebih sedikit; lagi

A) mengurangi; lagi; lebih sedikit

B) mengurangi; lagi; lagi

B) mengurangi; lebih sedikit; lebih sedikit

D) meningkat; lagi; lagi

A) bilah pisau diasah

D) pisau diganti dengan tali pancing

2 . Hitung tekanan kotak tersebut.

A) 4800 Pa

B) 135 Pa

B) 13500 Pa

D) 480 Pa

2 .

A) 100 Pa

B) 200 mPa

B) 300 kPa

D) 0,5 Pa

B) ke dasar kapal

D) ke segala arah

A) 4000 Pa

B) 0,4Pa

B) 0,004 Pa

D) 400 Pa

A) 1300kg/m3

B) 500m

B) 1500 Pa

D) 600 J

7. Saling memeriksa: bertukar buku catatan dan memeriksa

Opsi 1: 1c, 2b, 3a, 4d, 5d, 6d, 7d, 8a

Opsi 2: 1b, 2d, 3a, 4a, 5d, 6b, 7d, 8c

6. Menyimpulkan. Pekerjaan rumah. ξ 44,45 , buatlah tabel perbandingan: “Tekanan benda padat, cair dan gas”

Jawablah pertanyaan tes.

Pilihan 2

Berapa besaran fisika yang ditentukan oleh rumusP = F/ S?

A) bekerja

B) kekuatan

B) tekanan

Manakah dari berikut ini yang merupakan satuan dasar pengukuran tekanan?

A) Joule

B) Pascal
B) Newton

Manakah dari nilai berikut yang dapat menyatakan tekanan?

A) 40mg

B) 0,1 kPa

B) 5 kN

Nyatakan tekanannya sebagai 0,01 N/cm 2, di Pa.

A) 1000 Pa

B) 10 Pa

B) 10.000 Pa

D) 100 Pa

Rumus apa yang bisa digunakan untuk menghitung gaya tekanan?

SEBUAH) F= pS

B) F = mg

B) F= kx

Rumus apa yang bisa digunakan untuk menghitung tekanan?

A ) F= pS

B ) hal = F/ S

B) P=pgh

Tunjukkan sejumlah kata yang hilang. Alat pemotong diasah agar…tekanan, karena…daerah tumpuannya, maka…tekanannya.

A) mengurangi; lebih sedikit; lebih sedikit

B) mengurangi; lagi; lagi

B) meningkat; lagi; lagi

D) meningkat; lebih sedikit; lagi

Tunjukkan sejumlah kata yang hilang.CBayangan bangunan dipasang pada pondasi yang lebar untuk…menekan, karena…daerah tumpu maka…tekanan.

A) mengurangi; lagi; lebih sedikit

B) mengurangi; lagi; lagi

B) mengurangi; lebih sedikit; lebih sedikit

D) meningkat; lagi; lagi

Temukan jawaban yang salah. Mereka mencoba mengurangi tekanan dengan cara berikut:

A) menambah luas bagian bawah pondasi

B) ban truk dibuat lebih lebar

C) roda digantikan oleh trek

D) Mengurangi jumlah kolom pendukung platform

Temukan jawaban yang salah. Mereka mencoba meningkatkan tekanan dengan cara berikut

A) bilah pisau diasah

B) tang diganti dengan tang

C) menggunakan kereta di musim panas, kereta luncur di musim dingin

D) pisau diganti dengan tali pancing

Sebuah kotak berbobot 0,96 kN mempunyai luas tumpuan 0,2 m 2 . Hitung tekanan kotak tersebut.

A) 4800 Pa

B) 135 Pa

B) 13500 Pa

D) 480 Pa

Gaya sebesar 2 N bekerja pada jarum saat menjahit. Hitunglah tekanan yang diberikan jarum jika luas ujungnya 0,01 mm 2 .

A) 100 Pa

B) 200 mPa

B) 300 kPa

D) 0,5 Pa

Nyatakan pernyataan yang salah.

A) tekanan gas diciptakan oleh tumbukan molekul yang bergerak secara acak

B) gas memberikan tekanan yang sama ke segala arah

C) jika massa dan suhu gas tetap tidak berubah, maka ketika volume gas berkurang, tekanannya meningkat

D) jika massa dan suhu gas tetap tidak berubah, maka tekanan tidak berubah dengan bertambahnya volume gas

Hukum Pascal menyatakan bahwa zat cair dan gas meneruskan tekanan yang diberikan padanya...

A) searah dengan gaya kerja

B) ke dasar kapal

B) searah dengan gaya resultan

D) ke segala arah

Tekanan 4 kPa sama dengan tekanan...

A) 4000 Pa

B) 0,4Pa

B) 0,004 Pa

D) 400 Pa

Manakah dari nilai berikut yang dapat menyatakan tekanan hidrostatik?

A) 1300kg/m3

B) 500m

B) 1500 Pa

D) 600 J

Definisi

Tekan hidrolik adalah mesin yang beroperasi berdasarkan hukum gerak dan keseimbangan zat cair.

Hukum Pascal mendasari prinsip pengoperasian mesin press hidrolik. Nama perangkat ini berasal dari kata Yunani hidrolika - air. Mesin press hidrolik adalah mesin hidrolik yang digunakan untuk menekan (memeras). Mesin press hidrolik digunakan jika diperlukan tenaga yang lebih besar, misalnya saat memeras minyak dari biji. Dengan menggunakan pengepres hidrolik modern, gaya hingga $(10)^8$newton dapat dicapai.

Basis mesin hidrolik terdiri dari dua silinder dengan jari-jari berbeda dengan piston (Gbr. 1), yang dihubungkan dengan pipa. Ruang pada silinder di bawah piston biasanya diisi dengan oli mineral.

Untuk memahami prinsip pengoperasian mesin hidrolik, perlu diingat apa itu kapal yang berkomunikasi dan apa yang dimaksud dengan hukum Pascal.

Kapal komunikasi

Bejana komunikasi adalah bejana yang saling terhubung satu sama lain dan di dalamnya zat cair dapat mengalir bebas dari satu bejana ke bejana lainnya. Bentuk kapal yang berkomunikasi bisa berbeda-beda. Dalam bejana yang berkomunikasi, zat cair dengan massa jenis yang sama akan berada pada tingkat yang sama jika tekanan di atas permukaan bebas zat cair adalah sama.

Dari Gambar 1 kita melihat bahwa, secara struktural, mesin hidrolik terdiri dari dua bejana yang berkomunikasi dengan jari-jari berbeda. Ketinggian kolom zat cair di dalam silinder akan sama jika tidak ada gaya yang bekerja pada piston.

hukum Pascal

Hukum Pascal memberitahu kita bahwa tekanan yang diberikan oleh gaya luar pada suatu fluida diteruskan ke fluida tersebut tanpa perubahan ke semua titiknya. Tindakan banyak perangkat hidrolik didasarkan pada hukum Pascal: mesin press, sistem rem, penggerak hidrolik, booster hidrolik, dll.

Prinsip pengoperasian mesin press hidrolik

Salah satu perangkat paling sederhana dan tertua berdasarkan hukum Pascal adalah mesin press hidrolik, yang mana gaya kecil $F_1$ yang diterapkan pada piston dengan area kecil $S_1$ diubah menjadi gaya besar $F_2$, yang bekerja pada piston besar daerah $S_2$.

Tekanan yang diciptakan oleh piston nomor satu adalah:

Tekanan piston kedua pada zat cair adalah:

Jika piston berada dalam keadaan setimbang, maka tekanan $p_1$ dan $p_2$ adalah sama, oleh karena itu, kita dapat menyamakan ruas kanan persamaan (1) dan (2):

\[\frac(F_1)(S_1)=\frac(F_2)(S_2)\kiri(3\kanan).\]

Mari kita tentukan berapa modulus gaya yang diterapkan pada piston pertama:

Dari rumus (4), kita melihat bahwa nilai $F_1$ lebih besar dari modulus gaya $F_2$ sebesar $\frac(S_1)(S_2)$ kali.

Jadi, dengan menggunakan alat press hidrolik, Anda dapat menyeimbangkan gaya yang jauh lebih besar dengan gaya yang kecil. Rasio $\frac(F_1)(F_2)$ menunjukkan peningkatan kekuatan.

Beginilah cara kerja pers. Bodi yang perlu dikompres diletakkan pada platform yang bertumpu pada piston besar. Dengan menggunakan piston kecil, tekanan tinggi tercipta pada cairan. Piston besar, bersama dengan benda terkompresi, naik, bertumpu pada platform stasioner yang terletak di atasnya, benda tersebut dikompresi.

Dari silinder kecil ke silinder besar, cairan dipompa melalui gerakan berulang-ulang piston berukuran kecil. Mereka melakukannya sebagai berikut. Piston kecil naik, katup terbuka, dan cairan tersedot ke dalam ruang di bawah piston kecil. Ketika piston kecil menurunkan cairan, memberikan tekanan pada katup, ia menutup, yang membuka katup, yang memungkinkan cairan mengalir ke bejana besar.

Contoh permasalahan yang ada solusinya

Contoh 1

Latihan. Berapakah penguatan gaya pada alat pengepres hidrolik jika, ketika bekerja pada piston kecil (luas $S_1=10\ (cm)^2$) dengan gaya $F_1=800$ N, gaya yang diperoleh pada piston besar ($S_2=1000 \ (cm)^2$) sama dengan $F_2=72000\ $N?

Peningkatan kekuatan apa yang akan dicapai mesin ini jika tidak ada gaya gesek?

Larutan. Penguatan gaya adalah rasio modul gaya yang diterima dengan gaya yang diterapkan:

\[\frac(F_2)(F_1)=\frac(72000)(800)=90.\]

Menggunakan rumus yang diperoleh untuk mesin press hidrolik:

\[\frac(F_1)(S_1)=\frac(F_2)(S_2)\kiri(1.1\kanan),\]

Mari kita cari keuntungan gaya tanpa adanya gaya gesekan:

\[\frac(F_2)(F_1)=\frac(S_2)(S_1)=\frac(1000)(10)=100.\]

Menjawab. Pertambahan kekuatan tekan dengan adanya gaya gesekan sama dengan $\frac(F_2)(F_1)=90.$ Tanpa gesekan akan sama dengan $\frac(F_2)(F_1)=100.$

Contoh 2

Latihan. Dengan menggunakan mekanisme pengangkatan hidrolik, Anda harus mengangkat beban bermassa $m$. Berapa kali ($k$) piston kecil harus diturunkan dalam waktu $t$, jika pada suatu waktu piston kecil tersebut menurunkan jarak $l$? Rasio luas piston pengangkat sama dengan: $\frac(S_1)(S_2)=\frac(1)(n)$ ($n>1$). Efisiensi mesin adalah $\eta $ ketika daya mesinnya $N$.

Larutan. Diagram prinsip pengoperasian lift hidrolik ditunjukkan pada Gambar 2; mirip dengan pengoperasian mesin press hidrolik.

Sebagai dasar penyelesaian masalah, kita menggunakan ekspresi yang menghubungkan daya dan usaha, tetapi pada saat yang sama kita memperhitungkan efisiensi gaya angkat, maka daya sama dengan:

Usaha yang dilakukan untuk mengangkat beban, artinya kita akan menemukannya sebagai perubahan energi potensial beban; kita akan mempertimbangkan energi beban pada titik di mana ia mulai terangkat ($E_(p1)$= 0) menjadi energi potensial nol, kita mempunyai:

dimana $h$ adalah ketinggian dimana beban diangkat. Menyamakan ruas kanan rumus (2.1) dan (2.2), kita mencari ketinggian beban yang diangkat:

\[\eta Nt=mgh\ke h=\frac(\eta Nt)(mg)\kiri(2.3\kanan).\]

Kita mencari usaha yang dilakukan gaya $F_0$ ketika menggerakkan piston kecil sebagai:

\[A_1=F_0l\ \kiri(2.4\kanan),\]

Usaha yang dilakukan oleh gaya yang menggerakkan piston besar ke atas (menekan benda hipotetis) sama dengan:

\[A_2=FL\ .\] \[A_1=A_2\hingga F_0l=FL\] \[\frac(F_0)(F)=\frac(L)(l)=\frac(S_1)(S_2)\ kiri(2,5\kanan),\]

dimana $L$ adalah jarak gerak piston besar dalam satu langkah. Dari (2.5) kita mendapatkan:

\[\frac(S_1)(S_2)=\frac(L)(l)\ke L=\frac(S_1)(S_2)l\ \kiri(2,6\kanan).\]

Untuk mengetahui jumlah langkah piston (berapa kali piston kecil turun atau naik piston besar), tinggi beban harus dibagi dengan jarak gerak piston besar dalam satu langkah:

Menjawab.$k=\frac(\eta Ntn)(mgl)$

PRINSIP OPERASI DAN KLASIFIKASI

Mesin press hidrolik adalah alat mesin dengan aksi yang hampir statis. Prinsip pengoperasian mesin press hidrolik didasarkan pada hukum Pascal. Secara umum mesin press terdiri dari dua ruang yang dilengkapi dengan piston (plunger) dan pipa yang dihubungkan (Gbr. 20.1, a). Kalau ke piston 1 menerapkan kekuatan, maka tekanan dibuat di bawahnya. Menurut hukum Pascal, tekanan diteruskan ke semua titik volume zat cair dan diarahkan secara normal ke dasar piston besar. 2 , menciptakan gaya yang memberi tekanan pada benda kerja 3 .

Berdasarkan hukum Pascal,

Gayanya berkali-kali lebih besar daripada gayanya karena luasnya lebih besar dari luasnya.

Diagram desain mesin press hidrolik ditunjukkan pada Gambar. 20.1, B. Silinder kerja 4 , di mana pendorong yang bekerja bergerak 5 , dipasang di anggota silang tetap atas 6 . Yang terakhir menggunakan kolom 7 terhubung ke anggota silang tetap 9 dipasang di atas pondasi. Lebih rendah 9 dan atas 6 Palang bersama dengan kolom membentuk bingkai pers. Plunger yang berfungsi 5 dihubungkan ke anggota silang yang dapat digerakkan 8 , yang memiliki arah sepanjang kolom, dan memerintahkannya untuk bergerak hanya dalam satu arah - ke bawah. Silinder balik dipasang untuk mengangkat anggota silang yang dapat digerakkan 10 dengan pendorong 11 .

Untuk mencegah kebocoran cairan di bawah tekanan, silinder dilengkapi dengan segel 12 .

Parameter utama pengepres hidrolik adalah gaya nominal pengepres - produk dari tekanan nominal cairan dalam silinder pengepres dan area aktif pendorong kerjanya.

Tergantung pada tujuan teknologinya, pengepres berbeda satu sama lain dalam desain komponen utama, lokasi dan kuantitasnya, serta nilai parameter utama ( Z- ketinggian terbuka dari ruang cetakan; N- pukulan penuh dari palang yang dapat digerakkan, - dimensi meja).

Beras. 20.1. Tekan hidrolik:

A– prinsip operasi; B– diagram desain; V– diagram mesin press dengan alas yang dapat digerakkan

Menurut tujuan teknologinya, pengepres hidrolik dibagi menjadi pengepres logam (Gbr. 20.2, A) dan untuk bahan non-logam (Gbr. 20.2, B). Pada gilirannya, pengepres logam dibagi menjadi lima kelompok: untuk menempa dan mengecap; untuk ekstrusi; untuk stempel lembaran; untuk pekerjaan pelurusan dan perakitan serta untuk pengolahan limbah logam. Karena banyaknya variasi jenis pengepres, kami menyajikan nilai gaya nominal, yang paling umum.

Di antara mesin cetak kelompok pertama yang dapat kita beri nama: penempaan - penempaan bebas dengan stempel pada cetakan pendukung; stamping (lihat, misalnya, Gambar 26.3) - stamping volumetrik panas dari bagian yang terbuat dari paduan magnesium dan aluminium; penusukan - penindikan panas yang dalam pada blanko baja dalam matriks tertutup; broaching - menarik tempa baja melalui cincin.

Beras. 20.3. Jenis silinder tekan hidrolik:

A- tipe pendorong; B- tipe pendorong diferensial; V- tipe piston

Dari kelompok pengepres kedua, kita dapat mencatat pengepres batang pipa dan pengepres profil batang - pengepresan paduan non-besi dan baja.

Dari kelompok ketiga kami akan memberi nama mesin press: mesin press stamping lembar aksi tunggal (lihat, misalnya, Gambar 26.5), ; menggambar - menggambar dalam bagian silinder; untuk dicap dengan karet, ; untuk pembuatan manik-manik, flanging, pembengkokan dan pencetakan bahan lembaran tebal; membungkuk - membengkokkan bahan lembaran tebal dalam keadaan panas.

Dari kelompok kelima, kami mencatat mesin baling dan briket untuk memadatkan limbah seperti serutan logam dan potongan lembaran logam. Pengepres hidrolik untuk bahan bukan logam meliputi pengepres bubuk, plastik, dan pengepres lembaran dan papan berbahan dasar kayu.

Tujuan teknologi dari mesin press hidrolik menentukan desain alas (kolom, dua kolom, satu kolom, khusus), jenis, desain dan jumlah silinder (plunger, piston diferensial, piston, dll.).

Yang paling banyak digunakan adalah rangka tetap empat kolom dengan bagian yang bergerak bergerak dalam bidang vertikal (lihat Gambar 20.1, B). Terkadang bingkai pers dibuat dapat digerakkan (Gbr. 20.1, V).

Pada Gambar. Gambar 20.3 menunjukkan tipe utama silinder. Silinder tipe pendorong dan diferensial adalah silinder kerja tunggal. Silinder kerja tipe pendorong diferensial digunakan dalam kasus di mana, misalnya, jarum harus melewati pendorong yang berfungsi (penekan pipa dan batang). Silinder tipe piston paling sering digunakan ketika oli digunakan sebagai fluida kerja. Dalam hal ini, elemen penyegel piston itu sendiri adalah ring piston. Silinder tipe piston adalah silinder kerja ganda.

Mesin press dengan silinder kerja yang lebih rendah dan rangka tetap mungkin tidak memiliki silinder balik; dalam hal ini, bagian yang bergerak kembali ke posisi semula karena pengaruh beratnya. Silinder kerja terhubung ke tangki pengisian.

Berdasarkan jumlah silinder kerjanya, mesin press dibedakan menjadi satu, dua, tiga dan multi silinder.

2.5.2. Mesin hidrolik paling sederhana.

Tekan hidrolik. Kartunis

2.5.1. Alat pengukur tekanan

Pisometer. Mari kita rendam tabung kaca, yang kedua ujungnya terbuka, ke dalam cairan istirahat yang “benar-benar” sehingga ujung bawahnya berimpit dengan titik u (Gbr. 2.11). Pada kedua tabung dengan ujung terbuka, zat cair akan naik ke ketinggian yang sama, yaitu terletak pada bidang air relatif terhadap bidang acuan. Ketinggian ini sama dengan tinggi tinggi hidrostatik total, diukur bukan dengan tekanan absolut, tetapi dengan tekanan berlebih.

Gambar.2.11. Hukum distribusi tekanan

dalam fluida yang “benar-benar” stasioner

Tabung seperti itu, terbuka di kedua ujungnya, dirancang untuk mengukur tekanan, lebih tepatnya tinggi piezometri, disebut piezometer, atau tabung piezometri.

Piezometer cocok untuk mengukur tekanan yang relatif rendah karena... jika sudah ada air di dalam tabung maka ketinggiannya akan mencapai 10 m, dan minyak mineral dengan berat relatif 0,8 akan naik menjadi 12,5 m.

Pengukur tekanan diferensial. Untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik, digunakan pengukur tekanan diferensial, yang paling sederhana adalah pengukur tekanan berbentuk (Gbr. 2.12).

Beras. 2.12. Pengukur tekanan diferensial

Pengukur tekanan diferensial dapat mengukur kelebihan keduanya (Gbr. 2.11, A), dan tekanan vakum (Gbr. 2.11, B). Jika, dengan menggunakan alat pengukur tekanan seperti itu, yang biasanya diisi dengan air raksa, diukur perbedaan tekanan dan massa jenis dalam cairan yang memenuhi seluruh tabung penghubung, maka

Saat mengukur tekanan gas kecil, alkohol, minyak tanah, air, dll. digunakan sebagai pengganti merkuri.

Piezometer dan pengukur tekanan diferensial digunakan untuk mengukur tekanan tidak hanya dalam fluida diam, tetapi juga dalam aliran.

Untuk mengukur tekanan lebih besar dari 0,2-0,3, pengukur tekanan mekanis digunakan - pegas atau membran. Prinsip operasinya didasarkan pada deformasi pegas atau membran berongga di bawah pengaruh tekanan terukur. Melalui mekanisme tersebut, deformasi ini ditransmisikan ke panah, yang menunjukkan jumlah tekanan yang diukur pada dial.

Selain pengukur tekanan mekanis, pengukur tekanan listrik juga digunakan. Membran digunakan sebagai elemen sensitif (sensor) dalam elektromanometer. Di bawah pengaruh tekanan terukur, membran berubah bentuk dan, melalui mekanisme transmisi, menggerakkan slide potensiometer, yang, bersama dengan penunjuk, termasuk dalam rangkaian listrik.

Rasio satuan tekanan:

1pada = 1kgf/cm 2 =10 m air st. = 736,6 mm Hg. Seni. = 98066,5 Pa 10 5 Pa.

1 kPa = 10 3 Pa; 1 MPa = 10 6 Pa.

Pada tekanan atmosfer normal (0,1033 MPa) tingginya 10,33 m untuk air, 13,8 m untuk bensin (= 750 kg/m3), 0,760 m untuk merkuri, dan seterusnya.

2.5.2. Mesin hidrolik paling sederhana. Tekan hidrolik. Kartunis

Tekan hidrolik. Pers digunakan dalam teknologi untuk menciptakan gaya tekan yang besar, yang diperlukan dalam teknologi saat memproses logam dengan tekanan, pengepresan, pengecapan, pembuatan briket, pengujian berbagai bahan, dll.

Mesin press terdiri dari silinder-silinder yang berkomunikasi dengan piston, dihubungkan satu sama lain melalui pipa (Gbr. 2.13).

Beras. 2.13. Diagram pers hidrolik

Salah satu kapal mempunyai luas yang lebih kecil dari luas kapal kedua. Jika gaya diterapkan pada piston di bejana 1, maka tekanan hidrostatik tercipta di bawahnya, ditentukan oleh rumus.

Menurut hukum Pascal, tekanan diteruskan ke seluruh titik fluida, termasuk area tersebut. Ini menciptakan kekuatan

Mengekspresikan melalui, kita dapatkan

Jadi, gaya yang bekerja pada piston pada bagian kecil berkali-kali lipat lebih besar daripada luasnya.

Gaya tersebut biasanya dihasilkan oleh pompa piston yang menyuplai cairan (minyak, emulsi) ke dalam ruang tekan. Gaya tersebut dapat menekan produk yang terletak di antara piston dan platform stasioner. Gaya praktis yang dikembangkan lebih kecil daripada gaya akibat gesekan antara piston dan silinder. Penurunan ini diperhitungkan oleh efisiensi pers -. Pengepres hidrolik modern mengembangkan kekuatan hingga 100.000 ton atau lebih.

Tindakan pers didasarkan pada hukum Pascal. Mesin press hidrolik terdiri dari dua bejana penghubung yang diisi dengan cairan (biasanya oli teknis) dan ditutup oleh piston dengan ukuran berbeda S 1 dan S 2 (Gbr. 1).

Gaya luar yang bekerja pada piston kecil menciptakan tekanan

Menurut hukum Pascal, zat cair diteruskan ke segala arah tanpa perubahan. Oleh karena itu, suatu gaya bekerja pada piston kedua dari sisi cairan

(1)

Alat press hidrolik memberikan penguatan gaya sebanyak luas piston yang lebih besar melebihi luas piston kecil.

Gaya F 1 juga mengubah energi potensial fluida dalam tekanan. Tapi karena gravitasi cairan ini jauh lebih kecil dari gaya F 1. kami menganggap cairan itu tidak berbobot. Dalam hal ini, perlu dicatat bahwa dalam kondisi nyata, persamaan (1) hanya dipenuhi kira-kira.

Pers tidak memberikan manfaat apapun dalam bekerja. Memang ketika piston kecil diturunkan, gaya bekerja A 1 = F 1 h 1, dimana h 1 adalah langkah piston kecil. Sebagian cairan dari silinder sempit dipindahkan ke silinder lebar, dan piston besar naik sebesar h 2. Kerja gaya F 2

(2)

Tapi cairan tidak bisa dimampatkan. Oleh karena itu, volume zat cair yang dipindahkan dari satu silinder ke silinder lainnya adalah sama, yaitu.

Substitusikan persamaan dan persamaan (1) ini ke dalam (2), kita peroleh A 1 = A 2 .

Mesin press hidrolik memungkinkan Anda mengembangkan kekuatan yang sangat besar dan digunakan untuk menekan produk (dari logam, plastik, dari berbagai bubuk), untuk membuat lubang pada lembaran logam, untuk menguji kekuatan bahan, untuk mengangkat beban, untuk memeras minyak dari biji ke dalam minyak. pabrik, untuk menekan kayu lapis, karton, jerami. Di pabrik metalurgi, pengepres hidrolik digunakan untuk membuat poros mesin baja, roda kereta api, dan banyak produk lainnya.