Гидравлик пресс хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд хөлөг онгоцыг холбох дүрмийг санацгаая. Зохиогч Блэйз Паскаль хэрэв тэдгээрийг нэгэн төрлийн шингэнээр дүүргэсэн бол бүх судсан дахь түүний түвшин ижил байна гэдгийг олж мэдэв. Энэ тохиолдолд савны тохиргоо, тэдгээрийн хэмжээ нь хамаагүй. Уг нийтлэлд гидравлик прессийн бүтэц, үйл ажиллагааны зарчмыг ойлгоход туслах савыг холбох хэд хэдэн туршилтыг тайлбарлах болно.
Туршилт
Бидэнд өөр өөр хөндлөн огтлолтой холбоо бүхий хөлөг онгоцнууд байна гэж бодъё. Бид жижиг хэсгийн талбайг s-ээр, томыг нь S-ээр тэмдэглэнэ. Савыг шингэнээр дүүргэцгээе. Холбоо барих савны хуулийн дагуу шингэний гадаргуу ижил өндөрт байна.
Савыг дээрээс нь бүлүүрээр хаацгаая. s ба S нь поршений талбайнууд гэж бид таамаглаж болно. Жижигийг нь f хүчээр дарна. Энэ нь доошоо унах болно, шингэн нь унах болнотом цилиндрт урсах ба зүүн талд байгаа поршений поршин дээшилж эхэлнэ. Түүнийг босохоос сэргийлэхийн тулд бид ч бас түүнд хүч хэрэглэх болно. Үүнийг тэмдэглэх F.
Гидравлик пресс хэрхэн ажилладагийг ойлгоход ойртохын тулд эдгээр хоёр хүчний хоорондын холбоог олохыг хичээцгээе. Бид тэнцвэрийн нөхцлөөс ажиллах болно. Бид савыг бүлүүрээр бүрхэхээс өмнө шингэнүүд тэнцвэрт байдалд байсан. Танкны даралт ижил байсан (p=P). Шингэн тэнцвэртэй хэвээр байхын тулд хоёр бүлүүр дээр дар. Мэдээжийн хэрэг p ба P даралт нэмэгдэх болно. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь хэвээр байх болно, учир нь тэд ижил хэмжээгээр нэмэгдэх болно. Энэ нь поршений үүсгэсэн даралтын хэмжээ юм. Энэ нь Паскалийн хуулийн дагуу хаа сайгүй дамждаг.
Энд тэнцвэрийн нөхцөл байна: p=P. Та поршений үүсгэсэн даралт эсвэл шингэний баганын даралтыг авч үзэж болно. Үр дүн нь адилхан байх болно. Поршений үүсгэсэн даралт нь шингэний баганын гидростатик даралтаас мянга дахин их байгааг анхаарна уу. Хэдэн см өндөртэй усны багана нь хэдэн зуун паскал даралт үүсгэдэг. Поршений даралт нь хэдэн зуун килопаскаль, заримдаа мегапаскаль байдаг. Иймд бид шингэний баганын даралтыг үл тоомсорлож, p ба P даралтыг зөвхөн f ба F хүчээр үүсгэнэ гэж үзнэ.
Поршений даралтын хүчнээс тэдгээрийн талбайн хамаарал
Томъёо гаргая, түүнгүйгээр гидравлик прессийн ажиллах зарчим нь ойлгомжгүй болно. p=f/s ба үүнтэй адил P=F/S. Тэнцвэрийн нөхцөлд орлуулалт хийцгээе. f/s=F/S. Одоо f ба F хүчийг харьцуулж үзье. Үүнийг хийхийн тулд илэрхийллийн зүүн ба баруун хэсгүүдийг хоёуланг нь харьцуулж үзьеS-ээр үржүүлж, f-д хуваах. Бид fS/sf=FS/Sf авна. Хоёр хэсгийн f ба S-г цуцалъя. Үр дүн нь F/f=S/s тэнцүү байх болно.
Хожих тухай ойлголт хүчинтэй
Хэрэв S>s бол том савны поршений даралтын хүч нь жижиг поршений дарах хүчнээс хэд дахин их байх ба том поршений талбайн талбайгаас хэд дахин их байх болно. жижиг нь. Өөрөөр хэлбэл, жижиг поршенд бага хүч хэрэглэснээр том саванд бид жижиг поршений дарахаас хамаагүй их хүчийг авах болно. Энэ нь хүч чадлын өсөлт гэж нэрлэгддэг нөлөө юм. Энэ нь хүчнүүд хэдэн удаа ялгаатай болохыг, өөрөөр хэлбэл F ба f-ийн харьцаа ямар байхыг харуулдаг. Хэрэв бид хөндлөн огтлолын талбай нь маш өөр хөлөг онгоцыг авбал арав эсвэл мянга дахин хүч чадлыг нэмэгдүүлэх боломжтой. Хүчний шинжилгээ нь тодорхой болгодог: хүч нэмэгдэх нь том, жижиг поршений талбайн харьцаатай тэнцүү байна.
Гидравлик машины поршений хөдөлгөөн
Олон үйлдвэрүүд гидравлик хэвлэлийн зарчмыг ашигладаг: физик, барилга, материал боловсруулах, хөдөө аж ахуй, автомашин гэх мэт. Гидравлик машиныг ашиглах жишээг зурагт үзүүлэв.
Пистонтой харилцах ижил хоёр савыг авч үзье, гэхдээ одоо бид хүч биш харин поршений хөдөлж буй зайд анхаарлаа хандуулах болно. Тэдний анхны байрлал өөр байна гэж төсөөлөөд үз дээ. S талбайтай бүлүүр нь s талбайтай поршений доор байрладаг. Жижиг бүлүүрийг h зайд шилжүүлье. Жижиг савнаас ус том сав руу шилжсэн бабүлүүр дээр дарагдсан. Тэр H өндөрт шилжсэн.
Талбайн хоорондын харьцааг мэдээд өндрийн хоорондох харьцааг олно. Зүүн цилиндрээс баруун тийш даралтанд орсон эзэлхүүнийг v гэж тэмдэглэнэ. Баруун цилиндрт V эзэлхүүнтэй шингэн орж ирэв Шингэн нь шахагдах боломжгүй. Үүнийг хэрхэн математикийн аргаар бичих вэ? v=v. Эзлэхүүнийг талбай болон өндрөөр илэрхийлнэ. v=sh ба V=SH. Тэгэхээр sh=SH. S/s=h/H. Тиймээс хүч чадлын өсөлт нь F/f=h/H байна. Энэ харьцаа нь гидравлик пресс хэрхэн ажилладаг тухай ойлголтыг бидэнд өгдөг. F нь f-ээс их бол H нь h-ээс бага, мөн ижил хүчин зүйлээр бид дүгнэж байна.
Гидравлик машин хүч чадлаа зуу дахин нэмэгдүүлнэ гэж бодъё. Энэ нь хэрэв бид жижиг бүлүүрийг 100 мм-ээр буулгавал нөгөө бүлүүр нь ердөө 1 мм-ээр өснө гэсэн үг юм. Мөн хүч чадлыг мянга дахин нэмэгдүүлдэг машинууд байдаг. Харин поршен дээр машин байгаа бөгөөд түүнийг хэдэн метрийн өндөрт өргөх шаардлагатай бол яах вэ?
Гидравлик прессийн дизайн ба ажиллах зарчим
Жижиг талбайн поршенд хөдөлгүүрийн тосны сав руу орох хоолойг хаадаг хавхлага байдаг. Ус нь идэмхий, харьцангуй бага буцалгах цэгтэй тул гидравлик шахагчдад ихэвчлэн ашиглагддаггүй. Поршен нь бариулыг жолооддог. Шингэнийг хоолойгоор дамжуулан жижиг цилиндрээс том цилиндр рүү шилжүүлдэг.
Том хөлөг онгоц нь хавхлаг болон бүлүүртэй. Бид хөшүүргийг дээш өргөхөд атмосферийн тусламжтайгаар газрын тосдаралтыг жижиг цилиндрт шингээж авдаг. Бид бүлүүрийг буулгахад хавхлага хаагддаг, тос нь явах газар байхгүй тул илүү том саванд ордог. Энэ нь хавхлагыг өргөж, тосны хэмжээ нэмэгдэж, үүнээс болж поршений өсөлт нэмэгддэг. Бид жижиг бүлүүрийг дахин өргөхөд том савны хавхлага хаагдах тул тос хаашаа ч явахгүй бөгөөд поршений байрандаа үлдэнэ.
Гидравлик прессийн ажиллах зарчим нь жижиг поршений аливаа хэлбэлзэл нь том поршений хөдөлгөөнийг үргэлж дээшлүүлдэг. Төхөөрөмж нь том поршений доош буух боломжийг олгодог механизмтай. Энэ нь том саванд усны цорго бүхий хоолой юм. Бид цоргыг хаахдаа том цилиндрийг битүүмжилж, онгойлгохдоо гидравлик прессийг анхны байрлал руу нь буцааж, тос урсдаг. Энэ нь усан сан руу буцаж ирдэг бөгөөд энэ нь поршенийг буулгах боломжийг олгодог.
