Hidravlik presin necə işlədiyini başa düşmək üçün gəmilərin əlaqə qaydasını xatırlayaq. Onun müəllifi Blez Paskal müəyyən etdi ki, əgər onlar homojen maye ilə doldurulursa, bütün qablarda onun səviyyəsi eynidir. Bu halda, qabların konfiqurasiyası və onların ölçüləri əhəmiyyət kəsb etmir. Məqalədə hidravlik presin strukturunu və iş prinsipini anlamağa kömək edəcək konteynerlərin əlaqəsi ilə bağlı bir neçə təcrübə təsvir ediləcək.
Təcrübə
Deyək ki, bizdə müxtəlif kəsikli sahələrə malik əlaqə gəmiləri var. Kiçik olanın sahəsini s, böyük olanı isə S ilə işarə edirik. Gəlin qabları maye ilə dolduraq. Əlaqədar damarlar qanununa görə, mayelərin səthləri eyni hündürlükdədir.
Gəlin yuxarıdan qabları porşenlərlə bağlayaq. Güman edə bilərik ki, s və S porşenlərin sahələridir. Daha kiçik olanın üzərinə f qüvvəsi ilə basın. O, aşağı düşəcək, maye gedəcəkdaha böyük silindrə axır və soldakı piston yüksəlməyə başlayacaq. Onun ayağa qalxmasının qarşısını almaq üçün biz də ona güc tətbiq edəcəyik. İşarə edin F.
Hidravlik presin necə işlədiyini başa düşmək üçün gəlin bu iki qüvvə arasında əlaqə tapmağa çalışaq. Biz tarazlıq vəziyyətindən davam edəcəyik. Gəmiləri porşenlərlə örtməzdən əvvəl mayelər tarazlıqda idi. Çənlərdə təzyiq eyni idi (p=P). Hər iki pistonu aşağı basın ki, maye hələ də tarazlıqda qalsın. P və P təzyiqləri təbii ki, artacaq. Bununla belə, onlar əvvəlki kimi qalacaqlar, çünki eyni əlavə məbləğdə artacaqlar. Bu, pistonların yaratdığı təzyiq miqdarıdır. Paskal qanununa uyğun olaraq hər yerə ötürülür.
Budur tarazlıq şərti: p=P. Pistonların yaratdığı təzyiqi və ya maye sütununun təzyiqini nəzərdən keçirə bilərsiniz. Nəticə eyni olacaq. Qeyd edək ki, pistonların yaratdığı təzyiq maye sütununun hidrostatik təzyiqindən min dəfə çoxdur. Bir neçə santimetr yüksəklikdə olan su sütunu yüzlərlə paskal təzyiq yaradır. Və pistonun təzyiqi yüzlərlə kilopaskal, bəzən isə meqapaskaldır. Buna görə də, bundan sonra biz maye sütununun təzyiqini nəzərə almayacağıq və p və P təzyiqlərinin yalnız f və F qüvvələri tərəfindən yaradıldığını fərz edəcəyik.
Pistonların təzyiq qüvvəsinin onların sahəsindən asılılığı
Düsulu əldə edək, onsuz hidravlik presin işləmə prinsipi anlaşılmaz olacaq. p=f/s və oxşar şəkildə P=F/S. Gəlin tarazlıq şərtinə bir əvəz edək. f/s=F/S. İndi isə f və F qüvvələrini müqayisə edək. Bunun üçün ifadənin həm sol, həm də sağ hissələriS-ə vurmaq və f-ə bölmək. Biz fS/sf=FS/Sf alırıq. Hər iki hissədə f və S-i ləğv edək. Nəticə F/f=S/s bərabərliyi olacaq.
Qalibiyyət anlayışı etibarlıdır
S>s varsa, o zaman böyük qabda pistona təzyiq qüvvəsi kiçik porşenə basan qüvvədən dəfələrlə çox olacaq, daha böyük porşen sahəsinin sahəsini neçə dəfə üstələyir kiçik olan. Başqa sözlə, kiçik bir pistona kiçik bir qüvvə tətbiq etməklə, böyük bir qabda kiçik bir pistona basdığımızdan daha böyük bir qüvvə əldə edəcəyik. Bu güc qazanma adlanan təsirdir. Bu, qüvvələrin neçə dəfə fərqləndiyini, yəni F-nin f nisbətinin nə olduğunu göstərir. Kesiti sahələri çox fərqli olan gəmiləri götürsək, onda həm on, həm də min dəfə güc qazana bilərik. Qüvvə təhlili bunu aydın edir: qüvvədə olan qazanc böyük və kiçik porşen sahələrinin nisbətinə bərabərdir.
Hidravlik maşının pistonlarının hərəkəti
Bir çox sənayelər hidravlik pres prinsipindən istifadə edir: fizika, tikinti, material emalı, kənd təsərrüfatı, avtomobil və s. Hidravlik maşınların tətbiqi nümunələri şəkildə göstərilmişdir.
Gəlin porşenli eyni iki əlaqə gəmisini nəzərdən keçirək, lakin indi biz gücə deyil, porşenlərin hərəkət edərkən getdiyi məsafəyə diqqət yetirəcəyik. Təsəvvür edin ki, onların ilkin mövqeyi fərqlidir. S sahəsi olan piston s sahəsi olan pistonun altında yerləşir. Kiçik pistonu h məsafəsində hərəkət etdirək. Daha kiçik bir qabdan su daha böyük bir qaba keçdi vəpistona basılır. Hündürlüyünə keçdi.
Sahələr arasındakı nisbəti bilməklə, hündürlüklər arasındakı nisbəti tapırıq. Sol silindrdən sağa doğru təzyiq altında keçən həcm v ilə işarələnir. Sağ silindrə V həcmli maye daxil oldu. Maye sıxılmır. Bunu riyazi olaraq necə yazmaq olar? v=v. Həcmi sahə və hündürlüklə ifadə edin. v=sh və V=SH. Beləliklə, sh=SH. S/s=h/H. Buna görə də, güc artımı F/f=h/H-dir. Bu nisbət bizə hidravlik presin necə işlədiyini başa düşməyə imkan verir. Belə nəticəyə gəlirik ki, F f-dən böyük olduğundan, H h-dən kiçikdir və eyni faktorla.
Deyək ki, hidravlik maşın yüz qat güc qazanır. Bu o deməkdir ki, kiçik porşenni 100 mm aşağı salsaq, digər piston cəmi 1 mm qalxacaq. Və min dəfə güc qazandıran maşınlar var. Bəs pistonda avtomobil olduqda və onu bir neçə metr hündürlüyə qaldırmaq lazım olanda necə?
Hidravlik presin dizaynı və iş prinsipi
Kiçik sahənin pistonunda mühərrik yağı anbarına aparan borunu bağlayan klapan var. Hidravlik preslərdə su ümumiyyətlə istifadə edilmir, çünki o, aşındırıcıdır və nisbətən aşağı qaynama nöqtəsinə malikdir. Piston sapı idarə edir. Maye boru vasitəsilə kiçik silindrdən böyüyünə ötürülür.
Böyük gəmidə həmçinin klapan və piston var. Biz qolu qaldırdıqda, atmosferin köməyi ilə yağıtəzyiq kiçik silindrə sorulur. Pistonu endirdiyimiz zaman klapan bağlanır, yağın getməsi üçün heç bir yer yoxdur, ona görə də daha böyük bir qaba daxil olur. İçindəki klapanı qaldırır, yağın həcmi artır, buna görə piston yüksəlir. Kiçik pistonu yenidən qaldırdığımız zaman böyük qabdakı klapan bağlanır, beləliklə yağ heç yerə getmir və piston yerində qalır.
Hidravlik presin iş prinsipi elədir ki, kiçik porşendə hər hansı salınma həmişə böyük porşenin yuxarıya doğru hərəkətinə gətirib çıxarır. Qurğunun böyük porşeninin aşağı enməsinə imkan verən mexanizmi var. Bu, daha böyük bir qabda kranı olan bir hortumdur. Kranı bağladığımız zaman böyük silindri möhürləyirik və onu açdıqda hidravlik presi ilkin vəziyyətinə qaytarırıq, yağ axır. O, rezervuara qayıdır və bu, pistonu endirməyə imkan verir.
