Hidravlik pres qanuna əsaslanır. Təbiət və dəqiq elmlər. Hidrostatik təzyiq düsturunun nəzəri çıxarılması
7-ci sinif Dərs No 41 Tarix
Mövzu: Paskal qanunu. Hidravlik pres.
Dərsin növü: Yeni materialın öyrənilməsi üzrə dərs.
Dərsin məqsəd və vəzifələri:
· Təhsil məqsədi - Paskal qanununu təqdim edir , tələbələrin “Təzyiq” mövzusunda biliklərini genişləndirmək və dərinləşdirmək, bərk, maye və qazlar arasındakı fərqi müzakirə etmək; yeni “Hidravlik pres” konsepsiyasını təqdim etmək, tələbələrə əldə edilmiş bilik və bacarıqların praktik əhəmiyyətini və faydalılığını anlamağa kömək etmək.
· İnkişaf məqsədi - tədqiqat və yaradıcılıq bacarıqlarının inkişafı üçün şərait yaratmaq; ünsiyyət və əməkdaşlıq bacarıqları.
· Təhsil məqsədi -əqli əmək mədəniyyətinin aşılanmasına töhfə vermək, öyrənilən materiala marağın artmasına şərait yaratmaq.
Avadanlıq:
· təqdimat, video kliplər
fərdi tapşırıqları olan kartlar
Dərslər zamanı.
1.Org. an.
Şagirdləri sinifdə işə hazırlamaq. "Gülümsə" qəbulu
2. Motivasiya və dərsin məqsəd və vəzifələrinin qoyulması.
Şəkillərlə slayd nümayişi. Dərsimizin məqsədləri aşağıdakılardır:
Bu gün dərsimizdə təbiətin ən mühüm qanunlarından biri olan Paskal qanununu öyrənəcəyik. Dərsimizin məqsədi: qanunu öyrənmək, həmçinin Paskal qanunundan istifadə edərək bir sıra fiziki hadisələri izah etməyi öyrənmək. Qanunun praktikada tətbiqinə baxın.
Hidravlik maşının dizaynının və istismarının fiziki əsaslarını öyrənmək;
Hidravlik pres anlayışını verin və onun praktik tətbiqini göstərin.
3. Yeni mövzunu öyrənin
Bütün cisimlər molekullardan və atomlardan ibarətdir. Biz maddənin üç müxtəlif aqreqasiya vəziyyətini araşdırdıq və onların strukturuna əsasən, xassələri ilə fərqlənirlər. Bu gün biz təzyiqin bərk, maye və qaz halında olan maddələrə təsiri ilə tanış olacağıq. Nümunələrə baxaq:
Dırnağı taxtaya çəkiclə vururuq. Biz nə görürük? Təzyiq hansı istiqamətdə hərəkət edir?
(Çəkicin təzyiqi altında mismar lövhəyə daxil olur. Qüvvə istiqamətində. Lövhə və mismar ayrılmaz bərk cisimlərdir.)
Qum götürək. Bu bərk dənəvər maddədir. Borunu pistonla qumla doldurun. Borunun bir ucu rezin filmlə örtülmüşdür. Pistona basırıq və müşahidə edirik.
(Qum filmin divarlarına təkcə güc istiqamətində deyil, həm də tərəflərə basır.)
İndi mayenin necə davrandığını görək. Borunu maye ilə dolduraq. Pistona basırıq, müşahidə edirik və əvvəlki təcrübənin nəticələri ilə müqayisə edirik.
(Film top şəklini alır, maye hissəcikləri müxtəlif istiqamətlərdə bərabər şəkildə sıxılır.)
Qaz nümunəsinə baxaq. Gəlin topu şişirdək.
(Təzyiq hava hissəcikləri tərəfindən bütün istiqamətlərdə bərabər şəkildə ötürülür.)
Biz təzyiqin bərk kütlə, maye və qaz halında olan maddələrə təsirini araşdırdıq. Hansı oxşarlıqları müşahidə etdiniz?
(Mayelər və qazlar üçün təzyiq müxtəlif istiqamətlərdə bərabər şəkildə hərəkət edir və bu, çoxlu sayda molekulun təsadüfi hərəkətinin nəticəsidir. Bərk kütləli maddələr üçün təzyiq qüvvə və tərəflərə doğru hərəkət edir.)
Maye və qazlar vasitəsilə təzyiqin ötürülməsi prosesini daha dərindən izah edək.
Təsəvvür edin ki, pistonlu bir boru hava (qaz) ilə doldurulur. Qazdakı hissəciklər bütün həcmdə bərabər paylanır. Pistona basırıq. Pistonun altında yerləşən hissəciklər sıxılır. Hərəkətliliklərinə görə qaz hissəcikləri bütün istiqamətlərdə hərəkət edəcək, nəticədə onların düzülüşü yenidən vahid, lakin daha sıx olacaq. Buna görə də qazın təzyiqi hər yerdə artır. Bu, təzyiqin bütün qaz hissəciklərinə ötürülməsi deməkdir.
Paskalın topu ilə təcrübə aparaq. Müxtəlif yerlərində dar deşikləri olan içi boş bir top götürək və onu pistonlu bir boruya birləşdirək.
Borunu su ilə doldursanız və pistonu basarsanız, su topun bütün deliklərindən axınlar şəklində axacaq. (Uşaqlar öz təxminlərini ifadə edirlər.)
Ümumi bir nəticə çıxaraq.
Piston borudakı suyun səthinə basır. Pistonun altında yerləşən su hissəcikləri sıxılaraq onun təzyiqini daha dərin olan digər təbəqələrə ötürür. Beləliklə, pistonun təzyiqi topu dolduran mayenin hər bir nöqtəsinə ötürülür. Nəticədə, suyun bir hissəsi bütün çuxurlardan axan axınlar şəklində topdan itələnir.
Maye və ya qaza tətbiq olunan təzyiq mayenin və ya qazın həcminin hər nöqtəsinə dəyişmədən ötürülür. Bu ifadə Paskal qanunu adlanır.
4. Konsolidasiya: suallara cavab verin
1. Pnevmatik tapançadan bərk qaynadılmış yumurta vursanız, güllə onda yalnız deşik açacaq, qalan hissəsi isə toxunulmaz olaraq qalacaq. Ancaq çiy yumurta vursanız, parçalanacaq. (Bir qaynadılmış yumurta atarkən, güllə bərk cismi deşir, ona görə də təzyiq bu istiqamətdə ötürüldüyü üçün uçuş istiqamətində deşilir.)
2.Niyə su altında mərmi partlaması suda yaşayan orqanizmlər üçün dağıdıcıdır? (Mayedəki partlayışın təzyiqi, Paskal qanununa görə, bütün istiqamətlərə bərabər şəkildə ötürülür və heyvanlar bundan ölə bilər)
3. Tıxılmış şüşənin içərisində qaz halında olan pis cin onun divarlarına, dibinə və mantarına güclü təzyiq göstərir. Cin qaz halında nə qolları, nə də ayaqları varsa, niyə hər tərəfə təpikləyir? Hansı qanun ona bunu etməyə icazə verir? (molekullar, Paskal qanunu)
4. Astronavtlar üçün yemək yarı maye formada hazırlanır və elastik divarları olan borulara yerləşdirilir. Astronavtlara borulardan qida sıxmağa nə kömək edir?
(Paskal qanunu)
5. Ərinmiş şüşə damcısına hava üfürüldükdə şüşə qabların hazırlanması prosesini izah etməyə çalışın?
(Paskal qanununa görə qazın içindəki təzyiq bütün istiqamətlərə bərabər şəkildə ötürüləcək və maye şüşə şar kimi şişəcək.)
Paskal qanununun praktikada tətbiqi
Bu mövzunu öyrənmək üçün motivasiya: "Hidravlik pres"
Siz yəqin ki, vəziyyəti müşahidə etmisiniz: təkər deşilib, sürücü cihazdan istifadə edərək avtomobilin təxminən 1,5 ton ağırlığında olmasına baxmayaraq, maşını asanlıqla qaldırır və zədələnmiş təkəri dəyişir.
Gəlin suala birlikdə cavab verək: bu niyə mümkündür?
Bir jak istifadə edir. Jek hidravlik maşındır.
Bir növ mayenin köməyi ilə işləyən mexanizmlərə hidravlik (yunanca “gidor” – su, maye) deyilir.
Hidravlik pres sıxılmış maye ilə idarə olunan təzyiqlə materialların emalı üçün maşındır.
suallara cavab verin.
v Silindrlər və pistonlar eynidirmi? Fərq nədir?
v Bu nə deməkdir: hər bir piston öz işini görür?
v Hidravlik presin işləməsi hansı qanuna əsaslanır?
Hidravlik presin dizaynı Paskal qanununa əsaslanır. İki əlaqə gəmisi homojen maye ilə doldurulur və sahələri S1 və S2 (S2 > S1) olan iki pistonla bağlanır. Paskal qanununa görə hər iki silindrdə təzyiq bərabərliyi var: p1=p2.
p1=F1/S1, P2=F2/ S2 , F1/S1= F2/ S2, F1 S2=F2 S1
Hidravlik pres işləyərkən, daha böyük pistonun sahəsinin kiçik olanın sahəsinə nisbətinə bərabər bir güc qazancı yaranır.
F1/ F2 = S1/ S2.
Hidravlik presin iş prinsipi.
Preslənmiş gövdə böyük bir pistonla birləşdirilmiş platformaya yerləşdirilir. Kiçik bir piston maye üzərində çox təzyiq yaradır. Bu təzyiq dəyişmədən silindrləri dolduran mayenin hər nöqtəsinə ötürülür. Buna görə də eyni təzyiq daha böyük pistona təsir edir. Lakin onun sahəsi daha böyük olduğundan, ona təsir edən qüvvə kiçik porşen üzərində təsir edən qüvvədən daha çox olacaq. Bu qüvvənin təsiri altında daha böyük piston qalxacaq. Bu piston yüksəldikdə, gövdə stasionar üst platformaya söykənir və sıxılır. Bir mayenin təzyiqini ölçən bir manometr, təzyiq icazə verilən dəyəri aşdıqda avtomatik olaraq açılan bir təhlükəsizlik klapanıdır. Kiçik silindrdən böyüyə qədər maye kiçik pistonun təkrar hərəkətləri ilə vurulur.
Hidravlik preslər daha çox güc tələb olunduğu yerlərdə istifadə olunur. Məsələn, yağ dəyirmanlarında toxumdan yağ sıxmaq üçün, faner, karton, ot basmaq üçün. Metallurgiya zavodlarında hidravlik preslər polad maşın vallarının, dəmiryol təkərlərinin və bir çox başqa məhsulların istehsalında istifadə olunur. Müasir hidravlik preslər yüz milyonlarla nyuton güc istehsal edə bilər.
Milyonlarla avtomobil hidravlik əyləclərlə təchiz edilmişdir. Onlarla və yüz minlərlə ekskavatorlar, buldozerlər, kranlar, yükləyicilər və liftlər hidravlik sürücü ilə təchiz edilmişdir.
Hidravlik domkratlar və hidravlik preslər müxtəlif məqsədlər üçün böyük miqdarda istifadə olunur - təkərlərin vaqon təkərlərinə basılmasından tutmuş gəmilərin çaylarda keçməsinə imkan verən körpü trusslarının qaldırılmasına qədər.
Videoçarxın nümayişi
5. Anlamanın yoxlanılması: Test suallarına cavab verin.
1 seçim | Seçim 2 |
|
|
A) işləmək B) təzyiq |
A) Joule B) Paskal |
|
|
A) azaltmaq; az; az B) azaltmaq; daha çox; daha çox B) artım; daha çox; daha çox D) artım; az; daha çox |
A) azaltmaq; daha çox; az B) azaltmaq; daha çox; daha çox B) azaltmaq; az; az D) artım; daha çox; daha çox |
|
|
C) təkərlər izlərlə əvəz olunur |
A) bıçaq bıçaqları itilənir D) bıçaqlar balıqçılıq xətti ilə əvəz olunur |
|
Səhv ifadəni bildirin. |
B) gəminin dibinə D) bütün istiqamətlərdə |
|
|
A) 1300 kq/m3 |
7. Qarşılıqlı yoxlama: dəftərləri dəyişdirmək və yoxlamaq
Seçim 1: 1c, 2b, 3a, 4d, 5d, 6d, 7d, 8a
Seçim 2: 1b, 2d, 3a, 4a, 5d, 6b, 7d, 8c
6. Xülasə. Ev tapşırığı. ξ 44.45, müqayisəli cədvəl tərtib edin: “Bərk, maye və qazların təzyiqi”
Test suallarına cavab verin.
1 seçim | Seçim 2 |
|
p = F/S düsturu ilə hansı fiziki kəmiyyət müəyyən edilir? A) işləmək B) təzyiq | Aşağıdakılardan hansı təzyiqin əsas ölçü vahididir? A) Joule B) Paskal |
|
Aşağıdakı dəyərlərdən hansı təzyiqi ifadə edə bilər? | 0,01 N/sm2-ə bərabər təzyiqi Pa ilə ifadə edin. |
|
Təzyiq gücünü hansı düsturla hesablamaq olar? | Təzyiqi hesablamaq üçün hansı düsturdan istifadə etmək olar? |
|
Çatışmayan bir neçə sözləri göstərin. Kəsmə alətləri...təzyiq etmək üçün itilənir, çünki ...dəstək sahəsi, ...təzyiq. A) azaltmaq; az; az B) azaltmaq; daha çox; daha çox B) artım; daha çox; daha çox D) artım; az; daha çox | Çatışmayan bir neçə sözləri göstərin. Binaların divarları ...təzyiq etmək üçün geniş bünövrə üzərində quraşdırılır, çünki ...dastək sahəsi, ...təzyiq. A) azaltmaq; daha çox; az B) azaltmaq; daha çox; daha çox B) azaltmaq; az; az D) artım; daha çox; daha çox |
|
Səhv cavab tapın. Onlar təzyiqi aşağıdakı yollarla azaltmağa çalışırlar: A) bünövrənin aşağı hissəsinin sahəsini artırmaq B) yük avtomobillərinin təkərləri daha geniş hazırlanır C) təkərlər izlərlə əvəz olunur D) Platformanı dəstəkləyən sütunların sayını azaltmaq | Səhv cavab tapın. Aşağıdakı üsullarla təzyiqi artırmağa çalışırlar A) bıçaq bıçaqları itilənir B) kəlbətinlər kəlbətinlə əvəz olunur C) yayda arabadan, qışda kirşədən istifadə edin D) bıçaqlar balıqçılıq xətti ilə əvəz olunur |
|
0,96 kN ağırlığında bir qutu 0,2 m2 dəstək sahəsinə malikdir. Qutunun təzyiqini hesablayın. | Tikiş zamanı iynəyə 2 N qüvvə təsir edir.Ucun sahəsi 0,01 mm2 olarsa iynənin vurduğu təzyiqi hesablayın. |
|
Səhv ifadəni bildirin. A) qaz təzyiqi təsadüfi hərəkət edən molekulların təsirindən yaranır B) qaz bütün istiqamətlərdə bərabər təzyiq göstərir C) qazın kütləsi və temperaturu dəyişməz qalırsa, qazın həcmi azaldıqca təzyiq də artır D) qazın kütləsi və temperaturu dəyişməz qalırsa, qazın həcmi artdıqca təzyiq də dəyişmir. | Paskal qanunu göstərir ki, mayelər və qazlar onlara edilən təzyiqi ötürər... A) təsir edən qüvvə istiqamətində B) gəminin dibinə B) nəticə qüvvəsi istiqamətində D) bütün istiqamətlərdə |
|
4 kPa təzyiq bir təzyiqə uyğundur... | Aşağıdakı dəyərlərdən hansı hidrostatik təzyiqi ifadə edə bilər? A) 1300 kq/m3 |
FƏALİYYƏT PRİNSİPİ VƏ TƏSNİFAT
Hidravlik pres demək olar ki, statik hərəkətə malik bir dəzgahdır. Hidravlik presin iş prinsipi Paskal qanununa əsaslanır. Ümumiyyətlə, pres pistonlar (plungers) və birləşdirilmiş boru kəmərləri ilə təchiz olunmuş iki kameradan ibarətdir (Şəkil 20.1, a). Əgər pistona 1 güc tətbiq edin, sonra onun altında təzyiq yaranır. Paskal qanununa görə, təzyiq mayenin həcminin bütün nöqtələrinə ötürülür və normal olaraq böyük porşen əsasına yönəldilir. 2 , iş parçasına təzyiq edən qüvvə yaradır 3 .
Paskal qanununa əsasən,
Sahə ərazidən böyük olduğu kimi qüvvə də qüvvədən dəfələrlə böyükdür.
Hidravlik presin dizayn diaqramı Şəkildə göstərilmişdir. 20.1, b. İşləyən silindr 4 , burada işləyən piston hərəkət edir 5 , yuxarı sabit çarpaz elementdə sabitlənmişdir 6 . Sonuncu sütunlardan istifadə edir 7 sabit çarpaz elementə bağlanır 9 təməl üzərində quraşdırılmışdır. Aşağı 9 və yuxarı 6 Çarpaz çubuqlar sütunlarla birlikdə pres çərçivəsini təşkil edir. İşləyən piston 5 daşınan çarpaz elementə bağlıdır 8 , sütunlar boyunca bir istiqamətə malikdir və ona yalnız bir istiqamətdə - aşağı hərəkət etməyi söyləyir. Daşınan çarpaz elementi qaldırmaq üçün geri dönmə silindrləri quraşdırılmışdır 10 pistonlarla 11 .
Təzyiq altında mayenin sızmasının qarşısını almaq üçün silindrlər möhürlərlə təchiz edilmişdir 12 .
Hidravlik presin əsas parametri presin nominal qüvvəsidir - pres silindrindəki mayenin nominal təzyiqinin və onun işləyən pistonlarının aktiv sahəsinin məhsuludur.
Preslər, texnoloji təyinatdan asılı olaraq, bir-birindən əsas komponentlərin dizaynı, yerləşdiyi yer və kəmiyyət, həmçinin əsas parametrlərin dəyəri ilə fərqlənir ( Z- kalıp boşluğunun açıq hündürlüyü; N- daşınan çarpaz çubuğun tam vuruşu, - masa ölçüləri).
düyü. 20.1. Hidravlik pres:
A- iş prinsipi; b- dizayn diaqramı; V– daşınan çarpayılı presin diaqramı
Texnoloji təyinatına görə hidravlik preslər metal üçün preslərə bölünür (şək. 20.2, A) və qeyri-metal materiallar üçün (Şəkil 20.2, b). Öz növbəsində, metal preslər beş qrupa bölünür: döymə və ştamplama üçün; ekstruziya üçün; vərəq ştamplama üçün; düzəldici və montaj işləri və metal tullantılarının emalı üçün. Pres növlərinin müxtəlifliyinə görə, ən çox yayılmış olan nominal qüvvələrin dəyərlərini təqdim edirik.
Birinci qrupun presləri arasında aşağıdakıları qeyd edə bilərik: döymə - dayaq kalıplarında ştamplama ilə sərbəst döymə; ştamplama (bax, məsələn, Şəkil 26.3) - maqnezium və alüminium ərintilərindən hazırlanmış hissələrin isti həcmli ştamplanması; pirsinq - qapalı matrisdə polad blankların dərin isti deşilməsi; broşlama - polad döymələrin halqalar vasitəsilə çəkilməsi.
düyü. 20.3. Hidravlik pres silindrlərinin növləri:
A- piston növü; b- diferensial piston növü; V- piston növü
İkinci qrup preslərdən boru-çubuq və çubuq profilli presləri - əlvan ərintilərin və poladın preslənməsini qeyd edə bilərik.
Üçüncü qrupdan biz presləri adlandıracağıq: bir hərəkətli təbəqə ştamplama presləri (bax, məsələn, Şəkil 26.5), ; rəsm - silindrik hissələrin dərin çəkilməsi; rezinlə ştamplama üçün, ; qalın təbəqə materialının muncuq, flanşlama, əyilmə və ştamplama üçün; əyilmə - qalın təbəqə materialının isti vəziyyətdə əyilməsi.
Beşinci qrupdan biz metal qırıntıları və təbəqə metal qırıntıları kimi tullantıların sıxlaşdırılması üçün balyalama və briket preslərini qeyd edirik. Qeyri-metal materiallar üçün hidravlik preslərə toz, plastik və ağac əsaslı təbəqə və lövhələrin preslənməsi üçün preslər daxildir.
Hidravlik presin texnoloji təyinatı yatağın konstruksiyasını (sütunlu, iki sütunlu, tək sütunlu, xüsusi), silindrlərin tipini, konstruksiyasını və sayını (plunger, diferensial piston, porşen və s.) müəyyən edir.
Ən çox istifadə edilən, şaquli müstəvidə hərəkət edən hərəkət edən hissələri olan dörd sütunlu sabit çərçivədir (bax. Şəkil 20.1, b). Bəzən pres çərçivəsi hərəkətli hala gətirilir (şək. 20.1, V).
Şəkildə. Şəkil 20.3-də silindrlərin əsas növləri göstərilir. Piston və diferensial piston tipli silindrlər tək təsirli silindrlərdir. Diferensial piston tipli işləyən silindr, məsələn, bir iynənin işləyən pistondan (boru və çubuq presləri) keçməsi lazım olduğu hallarda istifadə olunur. Piston tipli silindrlər ən çox yağdan işləyən maye kimi istifadə edildikdə istifadə olunur. Bu vəziyyətdə, pistonun özünün mühürleme elementi piston üzükləri olacaqdır. Piston tipli silindr ikiqat fəaliyyət göstərən silindrdir.
Aşağı işləyən silindrli və sabit bir çərçivəyə malik bir presdə geri silindrlər olmaya bilər, bu halda hərəkət edən hissələr çəkilərinin təsiri altında orijinal vəziyyətinə qayıdırlar. İşçi silindr doldurma çəninə bağlıdır.
İşləyən silindrlərin sayına görə preslər bir, iki, üç və çox silindrli bölünür.
Bir çox hidravlik maşınların, məsələn, preslərin (domkratların) hərəkəti Paskal qanununa əsaslanır.
Hidravlik pres(domkrat) nümunə materialını sıxmaq və ya ağır əşyaları qaldırmaq üçün lazım olan böyük qüvvələr yaratmaq üçün istifadə olunur. Pres iki əlaqə gəmisindən ibarətdir - müxtəlif kəsikli sahələrə malik silindrlər, maye (yağ və ya su) ilə doldurulmuş və üstü porşenlərlə bağlanmışdır. Dəstəyə təzyiq (qol, Şəkil 2.8, səhifə 70). Kiçik diametrli pistona qüvvə tətbiq edilir ki, bu da Paskal qanununa görə daha böyük diametrli pistona ötürülür, bu piston yuxarıya doğru hərəkət edir və faydalı iş görür.
Qeyd edək ki, F pres qolunun üzərindəki qüvvə olsun, F 1- sahəsi olan 1 saylı kiçik porşenə təsir edən qüvvə S 1, F 2– sahəsi olan 2 saylı böyük porşen tərəfindən inkişaf etdirilən qüvvə S 2. Hidravlik presin iş prinsipinin analitik təsviri aşağıdakı kimidir:
.
düyü. 2.8. Hidravlik pres
Boşluqları möhürləyən pres manşetlərində sürtünməni nəzərə almaq lazımdırsa, aşağıdakı əlaqə presin səmərəlilik əmsalı η nəzərə alınır:
Hidravlik akkumulyator(şək. 2.9, s. 71) mayenin potensial enerjisinin yığılmasına xidmət edir, sonradan lazım olduqda istehlak olunur. Bu tip akkumulyator qısamüddətli işlərin aparılması lazım olduqda, məsələn, qıfıllar və hidravlik liftləri işləyərkən istifadə olunur.
Akkumulyator çəkiləri olan qıvrımlı silindrdən və stasionar pistondan ibarətdir. Silindr bir nasosdan istifadə edərək işçi maye ilə doldurulur, bu da onu dizayn hündürlüyünə qaldırır H.
Batareyada işləmək üçün enerji ehtiyatı bərabərdir:
G- silindrin çəkiləri ilə çəkisi; L- yük qaldırma hündürlüyü.
Pistonu qaldırmaq üçün silindrə aşağıdakı həcmdə maye vurmaq lazımdır:
Harada S - silindrin kəsişmə sahəsi.
Yük qaldırıcı qüvvə:
Harada səh- silindrdə təzyiq.
Sonra yükün qaldırılmasına sərf olunan iş:
A = GL=pV.
düyü. 2.9. Hidravlik akkumulyator
Səmərəlilik batareya:
Karikaturaçı sürtkü qurğularının yağ xətlərində təzyiqin artırılmasına xidmət edir və s.
Dizaynda ən sadə çarpan silindrdən, çubuqlu bir pistondan və piston və çubuq üçün bez möhürlərindən ibarətdir (Şəkil 2.10).
düyü. 2.10. Karikaturaçı
Konteynerə A Maye müəyyən təzyiq altında pistonun arxasında verilir səh 1 pistonu güclə itələyir:
D– silindrin daxili səthinin diametri.
Pistonun və çubuğun hərəkətinə qüvvələr müqavimət göstərir
Harada f 1, f 2- sızdırmazlıq halqalarının sürtünmə əmsallarını; n 1, n 2 b 1, b 2- möhürləyici halqaların sayı; d- Diametr.
Nəticədə pistona təsir edən qüvvə B boşluğunda - pistonun arxasında olan maye üzərində təzyiq yaradır. Bu boşluqdakı maye təzyiqi daha böyük olacaq, çünki pistonun arxasındakı təzyiq sahəsi pistonun qarşısındakından daha kiçikdir.
Tərif
Hidravlik pres mayelərin hərəkət və tarazlıq qanunları əsasında işləyən maşındır.
Paskal qanunu hidravlik presin iş prinsipinin əsasını təşkil edir. Bu cihazın adı yunanca hidravlik - su sözündən gəlir. Hidravlik pres, sıxmaq (sıxmaq) üçün istifadə olunan hidravlik maşındır. Hidravlik pres, daha çox güc tələb olunduğu yerlərdə, məsələn, toxumdan yağı sıxarkən istifadə olunur. Müasir hidravlik preslərdən istifadə etməklə $(10)^8$newton-a qədər qüvvə əldə etmək olar.
Hidravlik maşının əsasını bir boru ilə birləşdirən pistonları olan müxtəlif radiuslu iki silindr (şəkil 1) təşkil edir. Pistonların altındakı silindrlərdəki boşluq adətən mineral yağla doldurulur.
Hidravlik maşının işləmə prinsipini başa düşmək üçün əlaqə gəmilərinin nə olduğunu və Paskal qanununun mənasının nə olduğunu xatırlamalısınız.
Rabitə gəmiləri
Rabitə gəmiləri bir-birinə bağlı olan və mayenin bir qabdan digərinə sərbəst axdığı gəmilərdir. Ünsiyyət edən gəmilərin forması fərqli ola bilər. Əlaqələndirici gəmilərdə, mayenin sərbəst səthləri üzərindəki təzyiqlər eyni olarsa, eyni sıxlıqdakı bir maye eyni səviyyədə qurulur.
Şəkil 1-dən görürük ki, struktur olaraq hidravlik maşın müxtəlif radiuslu iki əlaqə gəmisindən ibarətdir. Silindrlərdəki maye sütunlarının hündürlüyü pistonlara heç bir qüvvə təsir etmədikdə eyni olacaq.
Paskal qanunu
Paskal qanunu bizə deyir ki, xarici qüvvələrin mayeyə göstərdiyi təzyiq onun bütün nöqtələrinə dəyişmədən ona ötürülür. Bir çox hidravlik qurğuların hərəkəti Paskal qanununa əsaslanır: preslər, əyləc sistemləri, hidravlik ötürücülər, hidravlik gücləndiricilər və s.
Hidravlik presin iş prinsipi
Paskal qanununa əsaslanan ən sadə və ən qədim cihazlardan biri hidravlik presdir ki, burada $S_1$ kiçik sahəli porşenə tətbiq edilən kiçik $F_1$ qüvvəsi böyük qüvvəyə $F_2$ çevrilir ki, bu da böyük qüvvəyə çevrilir. sahə $S_2$.
Bir nömrəli pistonun yaratdığı təzyiq:
İkinci pistonun maye üzərində təzyiqi:
Porşenlər tarazlıqdadırsa, onda $p_1$ və $p_2$ təzyiqləri bərabərdir, buna görə də (1) və (2) ifadələrinin sağ tərəflərini bərabərləşdirə bilərik:
\[\frac(F_1)(S_1)=\frac(F_2)(S_2)\sol(3\sağ).\]
Birinci pistona tətbiq olunan qüvvənin modulunun nə olacağını müəyyən edək:
(4) düsturundan görürük ki, $F_1$ dəyəri $F_2$ qüvvə modulundan $\frac(S_1)(S_2)$ dəfə böyükdür.
Beləliklə, hidravlik presdən istifadə edərək, kiçik bir qüvvə ilə daha böyük bir qüvvəni tarazlaya bilərsiniz. $\frac(F_1)(F_2)$ nisbəti güc artımını göstərir.
Mətbuat belə işləyir. Sıxılmalı olan gövdə böyük bir piston üzərində dayanan platformaya yerləşdirilir. Kiçik bir pistondan istifadə edərək, maye üzərində yüksək təzyiq yaranır. Böyük piston, sıxılmış gövdə ilə birlikdə yüksəlir, onların üstündə yerləşən stasionar platformaya söykənir, gövdə sıxılır.
Kiçik bir silindrdən böyüyə qədər, maye kiçik sahəli pistonun təkrar hərəkəti ilə vurulur. Onlar bunu aşağıdakı kimi edirlər. Kiçik porşen yüksəlir, klapan açılır və maye kiçik pistonun altındakı boşluğa sorulur. Kiçik porşen mayeni aşağı saldıqda, klapana təzyiq göstərərək bağlanır və bu, mayenin böyük gəmiyə axmasına imkan verən klapanı açır.
Problemlərin həlli ilə bağlı nümunələr
Misal 1
Məşq edin. Kiçik porşenə (sahə $S_1=10\ (sm)^2$) $F_1=800$ N qüvvəsi ilə hərəkət edərkən, böyük porşen üzərində alınan qüvvə hidravlik pres üçün qüvvədə olan qazanc nə olacaq? ($S_2=1000 \ (sm)^2$) $F_2=72000\ $ N-ə bərabərdir?
Sürtünmə qüvvələri olmasaydı, bu mətbuat hansı güc qazana bilərdi?
Həll. Qüvvədə qazanc alınan qüvvənin modullarının tətbiq olunana nisbətidir:
\[\frac(F_2)(F_1)=\frac(72000)(800)=90.\]
Hidravlik pres üçün alınan düsturdan istifadə edərək:
\[\frac(F_1)(S_1)=\frac(F_2)(S_2)\sol(1.1\sağ),\]
Sürtünmə qüvvələri olmadıqda qüvvədə olan qazancı tapaq:
\[\frac(F_2)(F_1)=\frac(S_2)(S_1)=\frac(1000)(10)=100.\]
Cavab verin. Sürtünmə qüvvələrinin mövcudluğunda presdə güc artımı $\frac(F_2)(F_1)=90-a bərabərdir. Sürtünmə olmasaydı $\frac(F_2)(F_1)=100.$ bərabər olardı.
Misal 2
Məşq edin. Hidravlik qaldırıcı mexanizmdən istifadə edərək, kütləsi $m$ olan yükü qaldırmalısınız. Kiçik porşen bir dəfə $l$ məsafəni aşağı salırsa, $t$ vaxtında neçə dəfə ($k$) endirilməlidir? Lift pistonlarının sahələrinin nisbəti bərabərdir: $\frac(S_1)(S_2)=\frac(1)(n)$ ($n>1$). Mühərrikin gücü $N$ olduqda maşının səmərəliliyi $\eta $ təşkil edir.
Həll. Hidravlik liftin işinin prinsipial diaqramı Şəkil 2-də göstərilmişdir, o, hidravlik presin işinə bənzəyir.
Problemin həlli üçün əsas olaraq güc və işi birləşdirən ifadədən istifadə edirik, lakin eyni zamanda liftin səmərəliliyini nəzərə alırıq, onda güc bərabərdir:
İş yükü qaldırmaq məqsədi ilə aparılır, bu o deməkdir ki, biz onu yükün potensial enerjisinin dəyişməsi kimi tapacağıq; yükün enerjisini yüksəlməyə başladığı nöqtədə nəzərdən keçirəcəyik ($E_(p1). )$=0) sıfır potensial enerji olmaq üçün bizdə:
burada $h$ yükün qaldırıldığı hündürlükdür. Düsturların (2.1) və (2.2) sağ tərəflərini bərabərləşdirərək, yükün qaldırıldığı hündürlüyü tapırıq:
\[\eta Nt=mgh\to h=\frac(\eta Nt)(mg)\sol(2.3\sağ).\]
Kiçik bir pistonu hərəkət etdirərkən $F_0$ qüvvəsi ilə görülən işi belə tapırıq:
\[A_1=F_0l\ \sol(2.4\sağ),\]
Böyük pistonu yuxarıya doğru hərəkət etdirən qüvvənin gördüyü iş (hipotetik cismi sıxır) bərabərdir:
\[A_2=FL\ .\] \[A_1=A_2\to F_0l=FL\] \[\frac(F_0)(F)=\frac(L)(l)=\frac(S_1)(S_2)\ sol(2.5\sağ),\]
burada $L$ böyük pistonun bir vuruşda hərəkət etdiyi məsafədir. (2.5)-dən əldə edirik:
\[\frac(S_1)(S_2)=\frac(L)(l)\to L=\frac(S_1)(S_2)l\ \sol(2.6\sağ).\]
Piston vuruşlarının sayını tapmaq üçün (kiçik pistonun aşağı düşəcəyi və ya böyükünün qalxacağı sayı) yükün hündürlüyünü böyük porşen bir vuruşda hərəkət etdiyi məsafəyə bölmək lazımdır:
Cavab verin.$k=\frac(\eta Ntn)(mgl)$
