Om te verstaan hoe 'n hidrouliese pers werk, laat ons die reël van kommunikeerbare vaartuie onthou. Die skrywer Blaise Pascal het gevind dat as hulle met 'n homogene vloeistof gevul is, die vlak daarvan in alle vate dieselfde is. In hierdie geval maak die konfigurasie van die houers en hul afmetings nie saak nie. Die artikel sal verskeie eksperimente met kommunikasiehouers beskryf wat ons sal help om die struktuur en beginsel van werking van 'n hidrouliese pers te verstaan.
Eksperiment
Kom ons sê ons het kommunikerende vaartuie met verskillende deursnee-areas. Ons dui die area van die kleiner een by s aan, die groter een - deur S. Kom ons vul die houers met vloeistof. Volgens die wet van kommunikeerbare vate is die oppervlaktes van vloeistowwe op dieselfde hoogte.
Kom ons maak die vaartuie van bo af met suiers toe. Ons kan aanvaar dat s en S die areas van die suiers is. Druk op die kleiner een met krag f. Dit sal afgaan, die vloeistof salvloei in die groter silinder, en die suier aan die linkerkant sal begin styg. Om te keer dat hy opstaan, sal ons ook geweld op hom toepas. Dui dit F. aan
Om nader te kom om te verstaan hoe 'n hidrouliese pers werk, kom ons probeer om 'n verband tussen hierdie twee kragte te vind. Ons gaan van die ewewigstoestand uit. Voordat ons die vate met suiers bedek het, was die vloeistowwe in ewewig. Die druk in die tenks was dieselfde (p=P). Druk albei suiers af sodat die vloeistof steeds in balans bly. Die druk p en P sal natuurlik toeneem. Hulle sal egter steeds dieselfde bly, want hulle sal met dieselfde bykomende bedrag toeneem. Dit is die hoeveelheid druk wat deur die suiers geskep word. Dit word oral oorgedra volgens Pascal se wet.
Hier is die ewewigstoestand: p=P. Jy kan die druk wat deur die suiers geskep word, of die druk van die vloeistofkolom oorweeg. Die resultaat sal dieselfde wees. Let daarop dat die druk wat deur die suiers geskep word duisend keer groter is as die hidrostatiese druk van die vloeistofkolom.’n Kolom water van’n paar sentimeter hoog skep’n druk van honderde pascals. En die suierdruk is honderde kilopascals, en soms megapascals. Daarom sal ons in wat volg die druk van die vloeistofkolom verwaarloos en aanvaar dat die drukke p en P uitsluitlik deur die kragte f en F geskep word.
Afhanklikheid van die drukkrag van die suiers op hul area
Kom ons lei die formule af, die beginsel van werking van die hidrouliese pers daarsonder sal onverstaanbaar wees. p=f/s en insgelyks P=F/S. Kom ons maak 'n vervanging in die ewewigstoestand. f/s=V/S. En kom ons vergelyk nou die kragte f en F. Om dit te doen, beide die linker- en regterdele van die uitdrukkingvermenigvuldig met S en deel deur f. Ons kry fS/sf=FS/Sf. Kom ons kanselleer f en S in beide dele. Die resultaat sal die gelykheid F/f=S/s wees.
Die konsep van wen is geldig
As S>s, dan sal die drukkrag op die suier in die groot vaartuig soveel keer groter wees as die krag wat op die klein suier druk, hoeveel keer die area van die groter suier die oppervlakte van die kleintjie. Met ander woorde, deur 'n klein krag op 'n klein suier toe te pas, sal ons in 'n groot vaartuig 'n krag kry wat baie groter is as dié waarmee ons op 'n klein suier druk. Dit is 'n effek wat kragtoename genoem word. Dit wys hoeveel keer die kragte verskil, dit wil sê, wat is die verhouding van F tot f. As ons vate neem waarvan die deursnee-areas baie verskil, dan kan ons 'n toename in sterkte met 'n faktor van tien of 'n duisend kry. Kragontleding maak dit duidelik: die aanwins in krag is gelyk aan die verhouding van die oppervlaktes van die groot en klein suier.
Beweging van die suiers van 'n hidrouliese masjien
Baie nywerhede gebruik die beginsel van die hidrouliese pers: fisika, konstruksie, materiaalverwerking, landbou, motor, ens. Voorbeelde van die toepassing van hidrouliese masjiene word in die figuur getoon.
Kom ons kyk na dieselfde twee vaartuie wat met suiers kommunikeer, maar nou sal ons nie aandag gee aan die krag nie, maar aan die afstand wat die suiers beweeg wanneer hulle beweeg. Stel jou voor dat hul aanvanklike posisie anders is. Die suier met area S is onder die suier met area s geleë. Kom ons beweeg die kleiner suier op 'n afstand h. Water uit 'n kleiner houer het in 'n groter een enop die suier gedruk. Hy het na hoogte H beweeg.
Om die verhouding tussen die oppervlaktes te ken, vind ons die verhouding tussen die hoogtes. Die volume wat onder druk van die linkersilinder na die regter een gegaan het, word aangedui deur v. 'n Vloeistof met volume V het die regtersilinder binnegegaan. Die vloeistof is onsamedrukbaar. Hoe kan dit wiskundig geskryf word? v=v. Druk volume uit in terme van oppervlakte en hoogte. v=sh en V=SH. Dus sh=SH. S/s=h/H. Daarom is die toename in sterkte F/f=h/H. Hierdie verhouding gee ons 'n begrip van hoe 'n hidrouliese pers werk. Ons kom tot die gevolgtrekking dat aangesien F groter as f is, H minder as h is, en met dieselfde faktor.
Kom ons sê 'n hidrouliese masjien gee 'n honderdvoudige toename in sterkte. Dit beteken dat as ons die kleiner suier met 100 mm laat sak, die ander suier met net 1 mm sal styg. En daar is masjiene wat 'n duisend keer 'n wins in krag gee. Maar wat van wanneer daar 'n motor op die suier is en dit tot 'n hoogte van 'n paar meter gelig moet word?
Ontwerp en beginsel van werking van die hidrouliese pers
In die suier van 'n klein area is daar 'n klep wat die buis toemaak wat na die enjinoliereservoir lei. Water word oor die algemeen nie in hidrouliese perse gebruik nie omdat dit korrosief is en 'n relatief lae kookpunt het. Die suier dryf die handvatsel aan. Vloeistof word deur 'n buis van die kleiner silinder na die groter een oorgedra.
Die groot vaartuig het ook 'n klep en 'n suier. Wanneer ons die hefboom verhoog, die olie, met die hulp van atmosferiesedruk word in die kleiner silinder ingesuig. Wanneer ons die suier laat sak, maak die klep toe, daar is nêrens vir die olie om te gaan nie, so dit gaan in 'n groter houer. Dit lig die klep daarin, die volume olie neem toe, as gevolg hiervan styg die suier. Wanneer ons weer die klein suier lig, maak die klep in die groot houer toe, so die olie gaan nêrens heen nie en die suier bly in plek.
Die beginsel van werking van die hidrouliese pers is sodanig dat enige ossillasie van die klein suier altyd lei tot die beweging van die groot suier opwaarts. Die toestel het 'n meganisme wat die groot suier toelaat om af te sak. Dit is 'n slang met 'n kraan in 'n groter houer. Wanneer ons die kraan toemaak, verseël ons die groot silinder, en wanneer ons dit oopmaak, keer ons die hidrouliese pers terug na sy oorspronklike posisie, die olie dreineer. Dit keer terug na die reservoir, wat toelaat dat die suier laat sak word.
