В ходе моего исследования гидравлических систем я часто был очарован тем, как гидравлический пресс Умножает усилие для эффективного выполнения сложных задач. Это чудо механики работает по принципу закона Паскаля, который гласит, что давление, приложенное к замкнутой жидкости, передается без уменьшения во всех направлениях. Понимание того, как гидравлический пресс умножает усилие, не только раскрывает гениальность его конструкции, но и подчеркивает его применение в различных отраслях промышленности. В этой статье я подробно рассмотрю механику, лежащую в основе гидравлический пресс и объяснить, как он может увеличить силу для легкого выполнения сложных задач.

Закон Паскаля:

Давление P везде одинаково. Давление P, приложенное к площади A2, то есть сила F2 = P x A2, намного больше силы F1 = P x A1.

Где:

• П давление в гидравлической системе
• Ф1 это входная сила на малом поршне
• А1 это площадь поверхности малого поршня
• Ф2 выходная сила на большом поршне
• А2 это площадь поверхности большого поршня

Закон Паскаля (также принцип Паскаля или принцип передачи давления жидкости) — принцип в механике жидкости, который гласит, что изменение давления, происходящее в любой точке ограниченной несжимаемой жидкости, передается по всей жидкости таким образом, что одинаковое изменение происходит везде.

Я думаю, вы имеете в виду, например, поднять машину вручную с помощью гидравлический пресс.

Жидкость несжимаема (я не говорю о гипотетических чрезмерных силах).

При нажатии плунжером диаметром 10 мм в закрытом цилиндре, заполненном жидкостью (например, гидравлическим маслом), и перемещении малого плунжера на 100 мм возникает (трубное) соединение с большим цилиндром с диаметром плунжера 100 мм. Тогда этот больший плунжер переместится всего на 1 мм, однако механическое усилие будет в 100 раз больше (трение не учитывается).

Давление масла (сила) пропорционально поверхности плунжера (10 x диаметр = 100 x поверхность/сила).

Если закрыть трубу односторонним запорным клапаном, можно повторить движение насоса, и при каждом ходе большой (100 мм) плунжер будет перемещаться на 1 мм со 100-кратной силой.

Вот как это работает шаг за шагом в контексте гидравлического пресса.

Два поршня:

Гидравлический пресс обычно состоит из двух поршней разных размеров, соединенных цилиндром, заполненным жидкостью, обычно маслом.

Приложение силы к малому поршню: 

При приложении силы к меньшему поршню в жидкости под ним возникает давление. Поскольку жидкость несжимаема, это давление равномерно распределяется по всему объёму.

Передача давления: 

Согласно закону Паскаля, давление (определяемое как сила на единицу площади, P=F/A), действующее на малый поршень, должно быть равно давлению, действующему на большой поршень. Следовательно, если на малый поршень действует сила F1 и площадь A1, а площадь большого поршня больше, A2, давление P в системе можно выразить как: P=F1/A1=F2/A2 

Где:

●F1 — сила, приложенная к входному поршню

●A1 — площадь входного поршня

●F2 — сила, создаваемая выходным поршнем

●A2 — площадь выходного поршня

Усиление силы:

Переставляем уравнение: P=F1/A1=F2/A2

Для F2 (силы, прилагаемой большим поршнем) это показывает, что сила F2 умножается на отношение площадей двух поршней. Поскольку A2 больше A1, F2 больше F1.

Видео