Искать на сайте:


Наши группы в социальных сетях:
twitter youtube rss
Вы нашли в статье полезные материалы?
Подписаться
Подпишитесь на нашу группу ВКонтакте
    Участники группы могут:
  • Скачивать чертежи, схемы гидроэлементов
  • Получать дополнительные справочные материалы, которые публикуются в группе
  • Влиять на тематику и содержание новых статей
  • Участвовать в голосованиях, конкурсах
2016-12-07

Гидравлический рычаг

С правилом механического рычага, наверняка, знаком каждый из Вас. Устройства, основанные на принципе механического рычага позволяют создавать значительные усилия, в различных механизмах.

Гидравлический рычаг, также, как и механический позволяет создавать огромные усилия, прием, как показывает практика, с помощью гидравлики, реализуются огромные усилия, не достигаемые механическими или электрическими приводами.

Принцип действия гидравлического рычага, также как и механического, основан на законе сохранения энергии, который в гидравлике для несжимаемой жидкости записывают в виде уравнения Бернулли:

Уравнение Бернулли

В данной зависимости приняты обозначения:

  • V - скорость потока
  • P - давление
  • g - ускорение свободного падения
  • p - плотность
  • z - геометрическая высота

Рассмотрим систему, показанную на рисунке:

Схема гидравлического рычага

На данной схеме приняты следующие обозначения:

  • S - площадь
  • P - давление
  • V - объем
  • l - перемещение
  • F - сила

В данной системе на поршень 1 и 2, действует одна и также жидкость, утечек в системе нет, разница в высоте расположения поршней пренебрежимо мала, поэтому для рассматриваемой системы закон сохранения энергии можно записать следующим образом.

закон сохранения энергии

Величина усилия F определяется как произведение давления p на площадь, в рассматриваемой системе поршни имеют разные площади S1 и S2. Значит давление можно определить используя зависимость:

Величина давления

Приравняв указанные зависимости, получим:

Отношение сил и площадей

Таким образом, сила F2 будет определяться:

сила F2

Получается, что приложив к первому поршню усилие, мы получим на втором большее усилие, причем коэффициент увлечения определяется отношением площадей поршней, проводя аналогию с механическим рычагом, соотношение площадей поршней можно назвать передаточным отношением. Но как в любом другом, в гидравлическом рычаге, выигрыш в усилии должен компенсироваться потерей в перемещении. В рассматриваемом примере, объем жидкости вытесненный первым поршнем, перемещается под второй, поэтому можно записать зависимости:

Соотношение сил и перемещений

Получается, что коэффициент, определяющий величину уменьшения перемещения, зависит от соотношения площадей поршней S1 и S2.

Таким образом, гидравлический рычаг, как и механический позволяет получить большее усилие, при этом, теряя в величине перемещения. Особенности гидравлического рычага позволяют реализовать большие усилия при меньших габаритах по сравнению с механическим рычагом. Подробнее об это можно узнать в статье о принципе работы гидравлического привода.