المزايا الميكانيكية للضغط الهيدروليكي

هناك جانب آخر لفهم الآلات الهيدروليكية وهو العلاقة بين القوة التي تطبقها والنتيجة التي تحصل عليها.سيساعدك الشكل 10-7 على فهم هذا المبدأ.تبلغ مساحة المقطع العرضي للأنبوب على شكل حرف U 1 بوصة مربعة.يوجد في كل ذراع مكبس يناسب بإحكام ، ولكن يمكن أن يتحرك لأعلى ولأسفل.إذا قمت بوضع وزن 1 رطل على أحد المكابس ، فإن الآخر سوف يدفع الجزء العلوي من ذراعه على الفور.

وزن 1 رطل على كل مكبس ، ومع ذلك ، سيبقى كل واحد في موضعه الأصلي ، كما هو موضح في الشكل 10-8.

وهكذا ، ترى أن ضغطًا قدره 1 رطل لكل بوصة مربعة يتم تطبيقه لأسفل على المكبس الأيمن يمارس ضغطًا قدره 1 رطل لكل بوصة مربعة لأعلى مقابل المكبس الأيسر.لا تنتقل القوة عبر السائل حول المنحنى فحسب ، بل تنتقل أيضًا بالتساوي في كل منطقة وحدة في الحاوية.لا فرق في طول أنبوب التوصيل أو عدد الدورات التي يصنعها.من المهم أن يكون النظام بأكمله ممتلئًا بالسائل.لن تعمل الأنظمة الهيدروليكية بشكل صحيح إذا كان الهواء موجودًا في الخطوط أو الأسطوانات.

الآن ، انظر إلى الشكل 10-9.تبلغ مساحة المكبس الموجود على اليمين 1 بوصة مربعة ، لكن مساحة المكبس الموجود على اليسار تبلغ 10 بوصات مربعة.إذا ضغطت على المكبس الأصغر بقوة 1 باوند ، سينقل السائل هذا الضغط إلى كل بوصة مربعة من السطح في النظام.نظرًا لأن مساحة المكبس الأيسر تبلغ 10 بوصات مربعة ، فإن كل بوصة مربعة لها قوة مقدارها رطل واحد تنتقل إليه.التأثير الكلي هو الضغط على المكبس الأكبر بقوة إجمالية قدرها 10 أرطال.قم بتعيين وزن 10 أرطال على المكبس الأكبر وسيدعم قوة 1 باوند للمكبس الأصغر.لديك بعد ذلك دفعة 1 رطل ينتج عنها قوة 10 أرطال.هذه ميزة ميكانيكية لـ 10. هذه الميزة الميكانيكية هي سبب أهمية الآلات الهيدروليكية.

إليك معادلة ستساعدك على تحديد القوى التي تعمل في آلة هيدروليكية:

F1 / F2 = A1 / A2

في هذا،

F1 = القوة بالجنيه المطبقة على المكبس الصغير ؛

F2 = القوة بالجنيه المطبقة على المكبس الكبير ؛

A1 = مساحة المكبس الصغير بالبوصة المربعة ؛و

A2 = مساحة المكبس الكبير بالبوصة المربعة.

دعنا نطبق الصيغة على المكبس الهيدروليكي الموضح في الشكل 10-10.تبلغ مساحة المكبس الكبير 90 بوصة مربعة ، بينما تبلغ مساحة المكبس الأصغر 2 بوصة مربعة.يمارس المقبض قوة إجمالية قدرها 15 رطلاً على المكبس الصغير.بأي قوة إجمالية يمكن أن ترفع المكبس الكبير؟

اكتب الصيغة

F1 / F2 = A1 / A2

استبدل القيم المعروفة

15 / F2 = 2/90

و

F2 = 90 * 15/2 = 675 جنيهًا