Hidrolik presin nasıl çalıştığını anlamak için, iletişim gemileri kuralını hatırlayalım. Yazarı Blaise Pascal, homojen bir sıvı ile doldurulduklarında, tüm kaplardaki seviyesinin aynı olduğunu buldu. Bu durumda, kapların konfigürasyonu ve boyutları önemli değildir. Makale, bir hidrolik presin yapısını ve çalışma prensibini anlamamıza yardımcı olacak, iletişim konteynerleriyle ilgili birkaç deneyi açıklayacaktır.
Deneme
Diyelim ki farklı kesit alanları olan iletişim gemilerimiz var. Küçük olanın alanını s, daha büyük olanı - S ile belirtiriz. Kapları sıvı ile dolduralım. Haberleşme kapları yasasına göre sıvıların yüzeyleri aynı yüksekliktedir.
Pistonlarla üstten kapları kapatalım. S ve S'nin pistonların alanları olduğunu varsayabiliriz. Küçük olana f kuvveti ile basın. Aşağı inecek, sıvıbüyük silindire akar ve soldaki piston yükselmeye başlar. Ayağa kalkmaması için ona da kuvvet uygulayacağız. F. olarak belirtin
Hidrolik presin nasıl çalıştığını anlamaya daha yakın olmak için, bu iki kuvvet arasında bir bağlantı bulmaya çalışalım. Denge koşulundan devam edeceğiz. Kapları pistonlarla kapatmadan önce sıvılar dengedeydi. Tanklardaki basınç aynıydı (p=P). Sıvının dengede kalması için her iki pistona da bastırın. P ve P basınçları elbette artacaktır. Ancak yine de aynı kalacaklar çünkü aynı ek miktarda artacaklar. Bu, pistonların oluşturduğu basınç miktarıdır. Pascal yasasına göre her yere iletilir.
İşte denge koşulu: p=P. Pistonların oluşturduğu basıncı veya sıvı sütununun basıncını düşünebilirsiniz. Sonuç aynı olacaktır. Pistonlar tarafından oluşturulan basıncın, sıvı kolonunun hidrostatik basıncından bin kat daha fazla olduğuna dikkat edin. Birkaç santimetre yüksekliğindeki bir su sütunu, yüzlerce paskallık bir basınç oluşturur. Ve piston basıncı yüzlerce kilopaskal ve bazen megapaskaldır. Bu nedenle, aşağıda sıvı kolonunun basıncını ihmal edeceğiz ve p ve P basınçlarının yalnızca f ve F kuvvetleri tarafından yaratıldığını varsayacağız.
Pistonların basınç kuvvetinin kendi alanlarına bağımlılığı
Formülü çıkaralım, hidrolik presin onsuz çalışma prensibi anlaşılmaz olacaktır. p=f/s ve benzer şekilde P=F/S. Denge koşulunda bir ikame yapalım. f/s=F/S. Şimdi f ve F kuvvetlerini karşılaştıralım. Bunu yapmak için, ifadenin hem sol hem de sağ kısımlarıS ile çarpın ve f ile bölün. fS/sf=FS/Sf elde ederiz. Her iki kısımda da f ve S'yi iptal edelim. Sonuç F/f=S/s eşitliği olacaktır.
Kazanma kavramı geçerlidir
S>s ise, büyük kaptaki piston üzerindeki basınç kuvveti, küçük pistona baskı yapan kuvvetten çok kat daha büyük olacaktır, daha büyük pistonun alanı kaç kat daha fazladır? küçük olan. Başka bir deyişle, büyük bir kapta küçük bir pistona küçük bir kuvvet uygulayarak, küçük bir pistona bastırdığımızdan çok daha büyük bir kuvvet elde ederiz. Bu, güç kazanımı adı verilen bir etkidir. Kuvvetlerin kaç kez farklı olduğunu, yani F'nin f'ye oranının ne olduğunu gösterir. Kesit alanları çok farklı olan gemileri alırsak, on veya bin kat güç artışı elde edebiliriz. Kuvvet analizi şunu netleştirir: Kuvvetteki kazanç, büyük ve küçük piston alanlarının oranına eşittir.
Hidrolik makinenin pistonlarının hareketi
Birçok endüstri hidrolik pres prensibini kullanır: fizik, inşaat, malzeme işleme, tarım, otomotiv vb. Hidrolik makinelerin uygulama örnekleri şekilde gösterilmiştir.
İletişim halindeki aynı iki pistonlu gemiyi ele alalım, ancak şimdi kuvvete değil, pistonların hareket ederken kat ettiği mesafeye dikkat edeceğiz. İlk konumlarının farklı olduğunu hayal edin. S alanına sahip piston, s alanına sahip pistonun altında bulunur. Küçük pistonu h mesafesinde hareket ettirelim. Daha küçük bir kaptan gelen su, daha büyük bir kaba geçti vepistona bastırılır. H yüksekliğine taşındı.
Alanlar arasındaki oranı bilerek, yükseklikler arasındaki oranı buluruz. Sol silindirden sağa doğru basınç altında kalan hacim v ile gösterilir. Sağ silindire V hacminde bir sıvı girdi. Sıvı sıkıştırılamaz. Bu matematiksel olarak nasıl yazılabilir? v=v. Hacmi alan ve yükseklik cinsinden ifade edin. v=sh ve V=SH. Yani sh=SH. S/s=s/H. Bu nedenle, güçteki kazanç F/f=h/H'dir. Bu oran bize bir hidrolik presin nasıl çalıştığını anlamamızı sağlar. F, f'den büyük olduğundan, H'nin h'den küçük olduğu ve aynı faktöre göre olduğu sonucuna varıyoruz.
Diyelim ki bir hidrolik makine yüz kat güç kazandırıyor. Bu, küçük pistonu 100 mm alç altırsak diğer pistonun sadece 1 mm yükseleceği anlamına gelir. Ve binlerce kez güç kazandıran makineler var. Peki ya pistonda bir araba olduğunda ve birkaç metre yüksekliğe çıkarılması gerektiğinde?
Hidrolik presin tasarımı ve çalışma prensibi
Küçük bir alanın pistonunda, motor yağı deposuna giden boruyu kapatan bir valf vardır. Su aşındırıcı olduğu ve nispeten düşük kaynama noktasına sahip olduğu için hidrolik preslerde genellikle kullanılmaz. Piston kolu çalıştırır. Sıvı, küçük silindirden büyük silindire bir tüp vasıtasıyla aktarılır.
Büyük kapta ayrıca bir valf ve bir piston bulunur. Kolu kaldırdığımızda, yağ, atmosferik yardımlabasınç daha küçük silindire emilir. Pistonu indirdiğimizde valf kapanıyor, yağın gidecek yeri yok bu yüzden daha büyük bir kaba gidiyor. İçindeki valfi kaldırır, yağ hacmi artar, bu nedenle piston yükselir. Küçük pistonu tekrar kaldırdığımızda büyük kaptaki valf kapanır bu yüzden yağ hiçbir yere gitmez ve piston yerinde kalır.
Hidrolik presin çalışma prensibi, küçük pistonun herhangi bir salınımının her zaman büyük pistonun yukarı doğru hareketine yol açacağı şekildedir. Cihaz, büyük pistonun aşağı inmesini sağlayan bir mekanizmaya sahiptir. Bu, daha büyük bir kapta musluklu bir hortumdur. Musluğu kapattığımızda büyük silindiri mühürlüyoruz ve açtığımızda hidrolik presi eski konumuna döndürüyoruz, yağ boşalıyor. Pistonun indirilmesini sağlayan hazneye geri döner.
