油圧プレス

大きさが明らかに異なる2本のシリンジを用意します。例えば5 mlと50 mlです。ノギスを使って、それぞれの内径（ボア径）を測定します。

面積を計算します：A = π d² / 4。

面積比A₂/A₁を計算します。この1つの数値が、機械が行うことすべてを予測するので、テストを行う前に必ず書き留めてください。

2本のシリンジをチューブで接続し、回路全体に水を満たして、すべての気泡を追い出します。

空気は敵であり、これは些細なことではありません。空気は圧縮されますが、水はほぼ圧縮されません。気泡はあなたのストロークを伝えずに潰れて吸収してしまうため、プレスはスポンジのように感じられ、その力のほんの一部しか伝えません。

これが理由で、これまで作られたすべての油圧システムには抜気の手順があります。

大きな注射器を垂直に立て、そのプランジャーの下にキッチンスケールを置きます。小さな注射器に既知の力を加えます。既知の質量を上に載せてください。

大きな注射器での力を読み取ります。

手順1で予測した比率と比較します。おそらく10～20%以内で一致すると予想されます。その差はシール摩擦によるもので、これはあらゆる油圧機械に現実的に伴う損失であり、ブラーマー単独では解決できなかったものです。

両方のプランジャーに印を付けます。小さい方を測定した50 mm押し込み、大きい方がどれだけ動いたかを測定します。

その距離は50 mm ÷ (A₂/A₁)になるはずです。

両端のそれぞれで力×距離を計算します。2つの積はほぼ等しくなるはずです。エネルギーを生み出したのではなく、その条件を変えたのです。これは意図的に確認する価値があります。油圧についてよく見落とされがちな点だからです。

プランジャーを乾いた状態で、次に軽くグリースを塗った状態で、手順3を繰り返す。

グリースを塗った場合は、同じ入力に対して測定可能なほど大きな力が得られると予想される。

その差はシール摩擦によるもので、圧力に比例する。強く押すほど、シールはボア壁により強く押し付けられる。低圧では効率的なプレスでも高圧では性能が劣ることがあり、これはまさに革製カップシールや、その後に登場したOリングが解決するために考案された問題である。

特許。 英国特許2045号「動力の取得と応用」、ジョセフ・ブラマ、1795年3月31日。原理は1653年にパスカルが述べていたが、機械を作ったのはブラマである。

漏れたが、ヘンリー・モーズリーが直した。 初期のプレスは圧力を保持できなかった。ラムの周囲のパッキンが、まさに封じ込めようとしていた圧力によって押し出されてしまったのである。ブラマの従業員ヘンリー・モーズリーは自己締付け式の革カップシールを考案した。圧力に面して配置された革のカップにより、流体が強く押すほど、シールはボアに強く押し付けられる。圧力が自らの容器を密封するのである。これがなければ、特許2045号は動かない良いアイデアにすぎなかった。モーズリーの名はブラマと並べて語られるべきであり、彼自身もその後、工作機械の基礎を築いた一人となった。

自己密封の原理はプレスより長く生き延びた考えである。 革カップ、現代のリップシール、溝に収まったOリング、ボア内のピストンリングはいずれも同じように働く。密封しようとする圧力を、密封の力へと変換する形状なのである。

その後の展開。 ブラマのプレスは鍛造、梱包、そして半世紀後にアームストロングのアキュムレーターと組み合わさることで、ヴィクトリア朝の諸都市でドックのクレーン、旋回橋、劇場の昇降装置を動かした水圧動力網を可能にした。中央水圧幹線はロンドンで1977年まで実際の公共事業として存在した。

率直な限界。 油圧プレスは動作が遅く、step 4のためストロークも短い。速度や移動距離が重要な場面では不適切な機械であり、力が重要な場面では適切な機械である。プレスが油圧式で旋盤がそうでない理由もここにある。