Mechanische voordelen van hydraulische druk

Een ander aspect van hydraulische machines dat u moet begrijpen, is de relatie tussen de kracht die u uitoefent en het resultaat dat u krijgt.Figuur 10.7 helpt je dit principe te begrijpen.De U-vormige buis heeft een dwarsdoorsnede van 1 vierkante inch.In elke arm zit een zuiger die precies past, maar op en neer kan bewegen.Als je een gewicht van 1 pond op de ene zuiger plaatst, duwt de andere onmiddellijk de bovenkant van zijn arm naar buiten.

1-pond gewicht op elke zuiger, maar elke zuiger blijft in zijn oorspronkelijke positie, zoals weergegeven in figuur 10.8.

U ziet dus dat een druk van 1 pond per vierkante inch die naar beneden wordt uitgeoefend op de rechter zuiger, een druk van 1 pond per vierkante inch naar boven uitoefent tegen de linker.De krachtoverbrenging door de vloeistof rond de curve vindt niet alleen plaats, maar wordt ook gelijkmatig overgebracht op elke oppervlakte-eenheid van de container.Het maakt niet uit hoe lang de verbindingsbuis is of hoeveel omwentelingen hij maakt.Het is belangrijk dat het hele systeem gevuld is met vloeistof.Hydraulische systemen zullen niet goed werken als er lucht in de leidingen of cilinders aanwezig is.

Kijk nu naar figuur 10.9.De zuiger aan de rechterkant heeft een oppervlakte van 1 vierkante inch, maar de zuiger aan de linkerkant heeft een oppervlakte van 10 vierkante inch.Als je met een kracht van 1 pond op de kleinere zuiger drukt, zal de vloeistof deze druk overbrengen op elke vierkante centimeter van het oppervlak in het systeem.Aangezien de linkerzuiger een oppervlakte heeft van 10 vierkante inch, wordt op elke vierkante inch een kracht van 1 pond overgebracht.Het totale effect is een druk op de grotere zuiger met een totale kracht van 10 pond.Stel een gewicht van 10 pond in op de grotere zuiger en deze ondersteunt de kracht van 1 pond van de kleinere zuiger.Je hebt dan een duw van 1 pond, wat resulteert in een kracht van 10 pond.Dat is een mechanisch voordeel van 10. Dit mechanische voordeel is waarom hydraulische machines belangrijk zijn.

Hier is een formule die u zal helpen om de krachten te berekenen die in een hydraulische machine werken:

F1/F2=A1/A2

In dat,

F1 = kracht, in ponden, uitgeoefend op de kleine zuiger;

F2 = kracht, in ponden, uitgeoefend op de grote zuiger;

A1 = oppervlakte van de kleine zuiger, in vierkante inches;En

A2 = oppervlakte van de grote zuiger, in vierkante inches.

Laten we de formule toepassen op de hydraulische pers in figuur 10.10.De grote zuiger heeft een oppervlakte van 90 vierkante inch en de kleinere heeft een oppervlakte van 2 vierkante inch.Het handvat oefent een totale kracht van 15 pond uit op de kleine zuiger.Met welke totale kracht zou je de grote zuiger omhoog kunnen brengen?

Schrijf de formule op

F1/F2=A1/A2

Vervang de bekende waarden

15/F2=2/90

En

F2=90*15/2=675 pond