Mechanische Vorteile des hydraulischen Drucks

Ein weiterer Aspekt, den es bei hydraulischen Maschinen zu verstehen gilt, ist die Beziehung zwischen der von Ihnen ausgeübten Kraft und dem erzielten Ergebnis.Abbildung 10-7 hilft Ihnen, dieses Prinzip zu verstehen.Das U-förmige Rohr hat eine Querschnittsfläche von 1 Quadratzoll.In jedem Arm befindet sich ein Kolben, der genau passt, sich aber nach oben und unten bewegen lässt.Wenn Sie ein 1-Pfund-Gewicht auf einen Kolben legen, drückt der andere sofort die Oberseite seines Arms heraus.

1 Pfund Gewicht auf jeden Kolben, jedoch bleibt jeder in seiner ursprünglichen Position, wie in Abbildung 10-8 gezeigt.

Sie sehen also, dass ein Druck von 1 Pfund pro Quadratzoll, der nach unten auf den rechten Kolben ausgeübt wird, einen Druck von 1 Pfund pro Quadratzoll nach oben auf den linken Kolben ausübt.Die Kraftübertragung erfolgt nicht nur durch die Flüssigkeit entlang der Kurve, sondern auch gleichmäßig auf jede Flächeneinheit des Behälters.Dabei spielt es keine Rolle, wie lang das Verbindungsrohr ist oder wie viele Windungen es macht.Es ist wichtig, dass das gesamte System mit Flüssigkeit gefüllt ist.Hydrauliksysteme funktionieren nicht richtig, wenn Luft in den Leitungen oder Zylindern vorhanden ist.

Schauen Sie sich nun Abbildung 10-9 an.Der rechte Kolben hat eine Fläche von 1 Quadratzoll, der linke Kolben jedoch eine Fläche von 10 Quadratzoll.Wenn Sie den kleineren Kolben mit einer Kraft von 1 Pfund nach unten drücken, überträgt die Flüssigkeit diesen Druck auf jeden Quadratzentimeter Oberfläche im System.Da der linke Kolben eine Fläche von 10 Quadratzoll hat, wird auf jeden Quadratzoll eine Kraft von 1 Pfund übertragen.Der Gesamteffekt ist ein Druck auf den größeren Kolben mit einer Gesamtkraft von 10 Pfund.Legen Sie ein 10-Pfund-Gewicht auf den größeren Kolben und dieser unterstützt die 1-Pfund-Kraft des kleineren Kolbens.Sie haben dann einen 1-Pfund-Schub, der zu einer 10-Pfund-Kraft führt.Das ist ein mechanischer Vorteil von 10. Dieser mechanische Vorteil ist der Grund, warum hydraulische Maschinen wichtig sind.

Hier ist eine Formel, die Ihnen hilft, die Kräfte zu berechnen, die in einer hydraulischen Maschine wirken:

F1/F2=A1/A2

Darin,

F1 = Kraft in Pfund, die auf den kleinen Kolben ausgeübt wird;

F2 = Kraft in Pfund, die auf den großen Kolben ausgeübt wird;

A1 = Fläche des kleinen Kolbens in Quadratzoll;Und

A2 = Fläche des großen Kolbens in Quadratzoll.

Wenden wir die Formel auf die in Abbildung 10-10 gezeigte hydraulische Presse an.Der große Kolben hat eine Fläche von 90 Quadratzoll und der kleinere eine Fläche von 2 Quadratzoll.Der Griff übt eine Gesamtkraft von 15 Pfund auf den kleinen Kolben aus.Mit welcher Gesamtkraft könnte man den großen Kolben anheben?

Schreiben Sie die Formel auf

F1/F2=A1/A2

Ersetzen Sie die bekannten Werte

15/F2=2/90

Und

F2=90*15/2=675 Pfund