Articles

hur hydrauliska maskiner fungerar

grundtanken bakom ett hydraulsystem är mycket enkel: kraft som appliceras vid en punkt överförs till en annan punkt med hjälp av en inkompressibel vätska. Vätskan är nästan alltid en olja av något slag. Kraften multipliceras nästan alltid i processen. Bilden nedan visar det enklaste möjliga hydraulsystemet:

detta innehåll är inte kompatibelt på den här enheten.

ett enkelt hydrauliskt system som består av två kolvar och ett oljefylldt rör som förbinder dem. Klicka på den röda pilen för att se animationen.

annons

i denna ritning passar två kolvar (röda) i två glascylindrar fyllda med olja (ljusblå) och anslutna till varandra med ett oljefylldt rör. Om du applicerar en nedåtgående kraft på en kolv (den vänstra i denna ritning) överförs kraften till den andra kolven genom oljan i röret. Eftersom olja är inkompressibel är effektiviteten mycket bra – nästan all den applicerade kraften visas vid den andra kolven. Det fantastiska med hydrauliska system är att röret som förbinder de två cylindrarna kan vara vilken längd och form som helst, så att det kan Orma igenom alla möjliga saker som skiljer de två kolvarna. Röret kan också gaffla, så att en huvudcylinder kan driva mer än en Slavcylinder om så önskas.

det snygga med hydrauliska system är att det är väldigt enkelt att lägga till kraftmultiplikation (eller division) till systemet. Om du har läst hur ett Block och tacklar fungerar eller hur växlar fungerar, vet du att handelskraft för avstånd är mycket vanligt i mekaniska system. I ett hydraulsystem är allt du gör att ändra storleken på en kolv och cylinder i förhållande till den andra, som visas här:

detta innehåll är inte kompatibelt på den här enheten.

hydraulisk multiplikation. Kolven till höger har en yta nio gånger större än kolven till vänster. När kraft appliceras på den vänstra kolven kommer den att flytta nio enheter för varje enhet som den högra kolven rör sig, och kraften multipliceras med nio på den högra kolven. Klicka på den röda pilen för att se animationen.

för att bestämma multiplikationsfaktorn, börja med att titta på kolvens storlek. Antag att kolven till vänster är 2 tum i diameter (1 tum radie), Medan kolven till höger är 6 tum i diameter (3 tum radie). Området för de två kolvarna är Pi * r2. Området för den vänstra kolven är därför 3,14, medan kolvens område till höger är 28,26. Kolven till höger är 9 gånger större än kolven till vänster. Vad det betyder är att varje kraft som appliceras på vänster kolv kommer att visas 9 gånger större på höger kolv. Så om du applicerar en 100 pund nedåtgående kraft till vänster kolv, kommer en 900 pund uppåtgående kraft att visas till höger. Den enda fångsten är att du måste trycka ner vänster kolv 9 tum för att höja höger kolv 1 tum.

bromsarna i din bil är ett bra exempel på ett grundläggande kolvdrivet hydrauliskt system. När du trycker ner bromspedalen i bilen trycker den på kolven i bromsens huvudcylinder. Fyra slavkolvar, en vid varje hjul, aktiveras för att trycka bromsbeläggen mot bromsrotorn för att stoppa bilen. (Faktiskt, i nästan alla bilar på vägen idag kör två huvudcylindrar två slavcylindrar vardera. På så sätt om en av huvudcylindrarna har problem eller fjädrar en läcka, kan du fortfarande stoppa bilen.)

i de flesta andra hydraulsystem är hydraulcylindrar och kolvar anslutna via ventiler till en pump som levererar högtrycksolja. Du lär dig mer om dessa system i följande avsnitt.