Upang maunawaan kung paano gumagana ang hydraulic press, tandaan natin ang panuntunan ng pakikipag-ugnayan ng mga sasakyang pandagat. Ang may-akda nito na si Blaise Pascal ay natagpuan na kung sila ay napuno ng isang homogenous na likido, kung gayon ang antas nito sa lahat ng mga sisidlan ay pareho. Sa kasong ito, ang pagsasaayos ng mga lalagyan at ang kanilang mga sukat ay hindi mahalaga. Ang artikulo ay maglalarawan ng ilang mga eksperimento sa pakikipag-ugnayan ng mga lalagyan na makakatulong sa amin na maunawaan ang istraktura at prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang hydraulic press.
Eksperimento
Sabihin nating mayroon tayong mga sasakyang pangkomunikasyon na may iba't ibang cross-sectional na lugar. Tinutukoy namin ang lugar ng mas maliit sa pamamagitan ng s, ang mas malaki - sa pamamagitan ng S. Punan natin ang mga lalagyan ng likido. Ayon sa batas ng mga sasakyang pangkomunikasyon, ang mga ibabaw ng mga likido ay nasa parehong taas.
Isara natin ang mga sisidlan mula sa itaas gamit ang mga piston. Maaari nating ipagpalagay na ang s at S ay ang mga lugar ng mga piston. Pindutin ang mas maliit na may puwersa f. Ito ay bababa, ang likido ay bababadumaloy sa mas malaking silindro, at ang piston sa kaliwa ay magsisimulang tumaas. Para hindi siya umangat, lalapatan din natin siya ng puwersa. Tukuyin itong F.
Para mas mapalapit sa pag-unawa kung paano gumagana ang hydraulic press, subukan nating maghanap ng koneksyon sa pagitan ng dalawang puwersang ito. Magpapatuloy tayo mula sa kondisyon ng ekwilibriyo. Bago namin takpan ang mga sisidlan ng mga piston, ang mga likido ay nasa equilibrium. Ang presyon sa mga tangke ay pareho (p=P). Pindutin ang dalawang piston upang manatiling balanse ang likido. Siyempre, tataas ang pressures p at P. Gayunpaman, mananatili pa rin silang pareho, dahil tataas sila ng parehong karagdagang halaga. Ito ang dami ng presyon na nilikha ng mga piston. Ito ay ipinapadala kahit saan ayon sa batas ni Pascal.
Narito ang kondisyon ng ekwilibriyo: p=P. Maaari mong isaalang-alang ang presyon na nilikha ng mga piston, o ang presyon ng likidong haligi. Magiging pareho ang resulta. Tandaan na ang presyon na nilikha ng mga piston ay isang libong beses na mas malaki kaysa sa hydrostatic pressure ng likidong haligi. Ang isang haligi ng tubig na ilang sentimetro ang taas ay lumilikha ng presyon ng daan-daang pascals. At ang presyon ng piston ay daan-daang kilopascal, at kung minsan ay megapascals. Samakatuwid, sa mga sumusunod ay pababayaan natin ang presyon ng likidong haligi at ipagpalagay na ang mga presyon ng p at P ay nilikha ng eksklusibo ng mga puwersa f at F.
Dependence ng pressure force ng mga piston sa kanilang lugar
Kunin natin ang formula, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng hydraulic press kung wala ito ay hindi mauunawaan. p=f/s at katulad din ng P=F/S. Gumawa tayo ng pagpapalit sa kondisyon ng ekwilibriyo. f/s=F/S. At ngayon ihambing natin ang mga puwersa f at F. Upang gawin ito, pareho ang kaliwa at kanang bahagi ng expressionmultiply sa S at hatiin sa f. Nakukuha namin ang fS/sf=FS/Sf. Kanselahin natin ang f at S sa magkabilang bahagi. Ang magiging resulta ay ang pagkakapantay-pantay F/f=S/s.
Ang konsepto ng panalo ay wasto
Kung S>s, kung gayon ang puwersa ng presyon sa piston sa malaking sisidlan ay magiging mas maraming beses na mas malaki kaysa sa puwersa na pumipindot sa maliit na piston, kung gaano karaming beses ang lugar ng mas malaking piston ay lalampas sa lugar ng ang maliit. Sa madaling salita, sa pamamagitan ng paglalapat ng isang maliit na puwersa sa isang maliit na piston, sa isang malaking sisidlan ay makakakuha tayo ng isang puwersa na mas malaki kaysa sa kung saan tayo pinindot sa isang maliit na piston. Ito ay isang epekto na tinatawag na makakuha ng lakas. Ipinapakita nito kung gaano karaming beses na naiiba ang mga puwersa, ibig sabihin, ano ang ratio ng F sa f. Kung kukuha tayo ng mga sasakyang-dagat na ang mga cross-sectional na lugar ay ibang-iba, kung gayon maaari tayong makakuha ng lakas sa pamamagitan ng isang kadahilanan na sampu o isang libo. Nililinaw ng force analysis: ang gain in force ay katumbas ng ratio ng mga lugar ng malaki at maliit na piston.
Paggalaw ng mga piston ng isang hydraulic machine
Maraming industriya ang gumagamit ng prinsipyo ng hydraulic press: physics, construction, material processing, agriculture, automotive, atbp. Ang mga halimbawa ng paggamit ng hydraulic machine ay ipinapakita sa figure.
Isinasaalang-alang natin ang lahat ng parehong dalawang nakikipag-ugnayang sasakyang-dagat na may mga piston, ngunit ngayon ay bibigyan natin ng pansin hindi ang puwersa, ngunit ang distansya na nilalakbay ng mga piston kapag gumagalaw. Isipin na ang kanilang panimulang posisyon ay iba. Ang piston na may lugar S ay matatagpuan sa ibaba ng piston na may lugar na s. Ilipat natin ang mas maliit na piston sa malayo h. Ang tubig mula sa isang mas maliit na sisidlan ay dumaan sa isang mas malaki atpinindot sa piston. Lumipat siya sa taas H.
Alam ang ratio sa pagitan ng mga lugar, makikita namin ang ratio sa pagitan ng mga taas. Ang lakas ng tunog na nasa ilalim ng presyon mula sa kaliwang silindro hanggang sa kanan ay tinutukoy ng v. Isang likidong may volume na V ang pumasok sa kanang silindro. Ang likido ay hindi mapipigil. Paano ito maisusulat sa matematika? v=v. Ipahayag ang volume sa mga tuntunin ng lugar at taas. v=sh at V=SH. Kaya sh=SH. S/s=h/H. Samakatuwid, ang nakuha sa lakas ay F/f=h/H. Ang ratio na ito ay nagbibigay sa amin ng pag-unawa sa kung paano gumagana ang isang hydraulic press. Napagpasyahan namin na dahil ang F ay mas malaki kaysa sa f, ang H ay mas mababa sa h, at sa parehong kadahilanan.
Sabihin natin na ang hydraulic machine ay nagbibigay ng isang daang beses na pagtaas ng lakas. Nangangahulugan ito na kung ibababa natin ang mas maliit na piston ng 100 mm, ang iba pang piston ay tataas lamang ng 1 mm. At may mga makina na nagbibigay ng pakinabang sa lakas ng isang libong beses. Ngunit paano kapag may kotse sa piston at kailangan itong itaas sa taas na ilang metro?
Disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo ng hydraulic press
Sa piston ng isang maliit na lugar ay may balbula na nagsasara sa tubo patungo sa reservoir ng langis ng makina. Ang tubig ay karaniwang hindi ginagamit sa mga hydraulic press dahil ito ay kinakaing unti-unti at may medyo mababang boiling point. Ang piston ang nagtutulak sa hawakan. Ang likido ay inililipat mula sa mas maliit na silindro patungo sa mas malaki sa pamamagitan ng isang tubo.
Ang malaking sisidlan ay mayroon ding balbula at piston. Kapag itinaas natin ang pingga, ang langis, sa tulong ng atmosperaAng presyon ay sinipsip sa mas maliit na silindro. Kapag ibinaba natin ang piston, nagsasara ang balbula, walang mapupuntahan ang langis, kaya napupunta ito sa mas malaking sisidlan. Itinaas nito ang balbula sa loob nito, tumataas ang dami ng langis, dahil dito tumataas ang piston. Kapag itinaas namin muli ang maliit na piston, ang balbula sa malaking sisidlan ay nagsasara, kaya ang langis ay hindi napupunta kahit saan at ang piston ay nananatili sa lugar.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng hydraulic press ay ang anumang oscillation ng maliit na piston ay palaging humahantong sa paggalaw ng malaking piston pataas. Ang aparato ay may mekanismo na nagpapahintulot sa malaking piston na bumaba. Isa itong hose na may gripo sa mas malaking sisidlan. Kapag isinara namin ang gripo, tinatakan namin ang malaking silindro, at kapag binuksan namin ito, ibinabalik namin ang hydraulic press sa orihinal nitong posisyon, ang langis ay umaagos. Bumalik ito sa reservoir, na nagpapahintulot sa piston na ibaba.
