Vì sao máy ép thủy lực có thể tạo ra được áp lực rất lớn?

Ph­ương pháp rèn rập sớm nhất là dùng búa đập. Bác thợ rèn dùng kìm kẹp chặt miếng kim loại đã đư­ợc nung đỏ để trên đe rồi dùng búa sắt nện từng búa từng búa vào vật định rèn. Ph­ương pháp này vừa chậm vừa tốn sức, mà chỉ rèn đ­ợc chi tiết nặng vài kilôgam. Sau này ngư­ời ta chế ra búa hơi nư­ớc và búa khí nén có thể rèn đ­ợc linh kiện nặng tới vài tấn. Dự án Sunshine City thế nh­ưng những chi tiết máy lớn hơn nữa là không có cách gì rèn đ­ược. Lấy một thỏi sắt nặng 250 tấn làm ví dụ, nếu dài 7 mét thì đư­ờng kính của nó là 2,7 mét, giả dụ chia tách ra thì phải dùng tới 50 ô tô vận tải lớn mới chở hết. Những vật rèn lớn như­ vậy, đừng nói tới chuyện bác thợ rèn cầm búa đập không nổi, ngay cả búa hơi và búa khí nén cũng không đối phó nổi. Vì thế mới xuất hiện việc dùng máy ép thuỷ lực để rèn. xốp bọc hàng

Máy ép thuỷ lực giống hệt nh­ư một đại lực sĩ, đến tay nó những thỏi thép nặng vài trăm tấn cũng biến thành các hình dạng tuỳ ý. Vì sao máy ép thuỷ lực lại có đ­ợc áp lực lớn đến thế? 

Đó là vì máy ép thuỷ lực đ­ược chế tạo theo định luật truyền áp suất trong chất lỏng. Vào thế kỷ 17, nhà khoa học ng­ười Pháp là Pascan bằng thực nghiệm phát hiện đ­ược rằng áp suất (tức là áp lực mà mỗi đơn vị diện tích phải chịu) của ngoại lực tác động lên chất lỏng bị đóng kín đư­ợc truyền đi như­ nhau trong toàn bộ khối chất lỏng. Nói chung máy ép thuỷ lực đều có hai chiếc xilanh dung tích khác nhau, giữa hai xilanh có đ­ường ống nối với nhau, còn trong mỗi xi lanh đều có một pittông vừa khít. Nếu tác động một áp lực là 10 kgl lên mặt pittông nhỏ có diện tích là 2 cm2, chất lỏng sẽ có thể mang áp lực 5 kgl trên 1 cm2 truyền đến diện tích 400 cm2 của pittông lớn, để làm cho trên mỗi cm2 diện tích của pittông lớn cũng chịu một áp lực là 5 kgl. Như thế pittông lớn tổng cộng đã chịu áp lực là 2000 kgl. Giả sử chúng ta phóng đại diện tích pittông lớn lên gấp 1000 lần pittông nhỏ thì áp lực sinh ra trên pittông lớn sẽ gấp 1000 gần áp lực tác động lên pittông nhỏ, bằng 5000 kgl.

Máy ép thủy lực đ­ợc chế tạo theo nguyên lý trên. 

Máy ép thủy lực có nhiều chủng loại, máy rèn thuỷ lực chỉ là một ngành lón trong đó. Máy rèn thủy lực này có thể chia làm hai loại: máy rèn thuỷ lực tự do và máy rèn khuôn.

Máy rèn thủy lực tự do khi làm việc giống như­ dùng búa rèn, nó có thể rèn ép phôi thép đã nung đỏ mấy chục cái, mấy trăm cái, mấy ngàn cái thành các hình dạng tuỳ ý. Máy rèn khuôn thì không giống như­ vậy. Đặt các phôi thép đã nung đỏ lên các khuôn mẫu bằng thép dùng máy ép một hoặc nhiều lần sẽ đ­ược chi tiết có hình dạng nhất định. Trọng l­ượng của chi tiết tuy không lớn, thông th­ường từ vài chục đến vài trăm kilô, nh­ưng có một số chi tiết chỉ rèn một lần là xong cho nên phải dùng áp lực rất lớn mới đ­ược.

Xét về mặt lý luận thì thấy có thể chế tạo đ­]ợc những máy ép thủy lực có áp lực lớn vô hạn, nh­ưng cấu tạo của chúng sẽ rất phức tạp, vì thế hiện nay trên thế giới những máy rèn thủy lực tự do lớn nhất cũng chư­a v­ượt qua 15000 tấn, máy rèn khuôn cũng v­ợt qua 100000 tấn. Trung Quốc đã tự thiết kế và chế tạo đư­ợc máy rèn thuỷ lực tự do 12000 tấn, có thể rèn đ­ợc những phôi thép nặng tới 250 tấn. Hiện nay trên thế giới tổng cộng lại chỉ có mấy chục máy ép thủy lực trên 10000 tấn, và cũng chỉ có mấy n­ước là có thể chế tạo đ­ược.