Mechanischer Vorteil der hydraulischen Maschine

Eine einfache hydraulische Presse

Sei W = zu hebendes Gewicht,

F = auf den Kolben ausgeübte Kraft,

A = Fläche des Stößels,

'a' = Fläche des Kolbens,

P = Druckintensität, die durch die Kraft F erzeugt wird.

Wir wissen, dass Druck P = Kraft / Kolbenfläche ist

P = F/a

Gemäß dem Pascalschen Gesetz wirkt dieser Druck P aufgrund der auf den Kolben wirkenden Kraft gleichmäßig auf alle Teile des Hydrauliksystems. Derselbe Druck wirkt also auch auf den Stößel. Also

P = F/a

Aber wenn man nur den Widder betrachtet,

Druck P = W/A.

Wenn man also beide Drücke gleichsetzt, da sie gleich sein müssen,

W/A = F/a

Also W = A/a * F.

Der mechanische Vorteil kann jedoch als „das Verhältnis des angehobenen Gewichts zur auf den Kolben wirkenden Kraft“ definiert werden.

Also MA = W/F.

Hebel für hydraulische Presse

Ein Hebel wird verwendet, um beim Heben schwerer Gewichte einen mechanischen Vorteil zu erzielen, bei dem hydraulische Systeme die aufzuwendende Kraft bereits um ein Vielfaches reduzieren können. Durch die Verwendung eines Hebels in Kombination mit einer hydraulischen Presse wird der erzielte mechanische Vorteil weiter optimiert.

Industrielle hydraulische Presse

Das Bild links zeigt eine typische industrielle hydraulische Presse. Es verfügt über einen festen Zylinder, in dem ein Stößel gleitet. Am unteren Ende des Stößels ist eine bewegliche Platte befestigt. Während sich der Stößel auf und ab bewegt, bewegt sich auch die am Stößel befestigte bewegliche Platte zwischen zwei festen Platten auf und ab. Wenn dem Zylinder Hydraulikflüssigkeit unter hohem Druck zugeführt wird, bewegt sich der Stößel nach unten und übt dabei eine Kraft aus, die gleich dem Produkt aus der Druckstärke der Hydraulikflüssigkeit und der Fläche des Stößels ist, auf die sie wirkt. Somit wird jegliches Material, das sich zwischen der beweglichen Platte und der unteren festen Platte befindet, abhängig vom Druck des zugeführten Öls gepresst oder sogar zerkleinert. Die Rückholgewichte, die zusammen mit der beweglichen Platte aufgehängt sind, sorgen dafür, dass sich der Stößel wieder nach oben bewegt, nachdem der Druck im Zylinder nachgelassen hat.

Somit haben wir die Funktionsweise der hydraulischen Presse gesehen und in meinem nächsten Artikel werden wir hydraulische Akkumulatoren besprechen.