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开云彩票:能通俗易懂的讲一下液压原理吗?

产品时间: 2024-01-01 13:59:41

来源:开云彩票官网入口 作者:开云彩票平台APP
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  通俗地说就是固体传递压力,液体传递压强。固体传递压力好理解,我用多大的力压在一个物体上,物体就会用多大的力压别的东西,受力平衡很好理解。可是液体传递压强是什么意思?

  固体和液体的一大区别就是固体中原子固定在某个位置,因此固体有固定的形状。而液体中原子可以自由运动,不固定在某一个位置,所以液体没有固定的形状只有固定的体积。

  因此,如果在一个长方体的固体金属表面用一根针扎下去,假设这根针足够尖,只扎了一个原子。那这个针尖下面的原子被禁锢在它原来的位置,不能随便移动,所以只能偏离平衡位置。但是,这一个原子的偏移会拉扯周围更多原子偏离平衡位置。相当于一个原子被压下去,周围十几个原子一起去拉它,不想让它被压下去。既然是十几个人拉一个,那自然每个原子所受到的力就比那一个原子所受到的外力要小得多。当被压的那个原子达到受力平衡时,这十几个原子的合力等于针尖的外力。虽然力相等,但每一个原子所受到的力小了,也就是压强小了(如果把压强定义为力/每原子的话)。

  所以,固体因为原子被锁定的特定位置,某一点的形变会拉扯周围更多的区域一起形变。因此外力值加载在受力点,所以根据受力平衡的原理,周围更多的区域形变的时,每一个小区域只需要形变一点点就可以。这些所有小区域的合力与外力相等。所以固体传递压力,但压强不一定处处相等。

  而液体就不一样,比如用针扎进装在杯子里的水,针尖下面的水分子因为不会固定在某一个位置,如果受力的话直接就被推到其他地方去了。所以针尖下面的水分子所受到的力和其他地方的水分子没有任何区别,但凡这个小区域有一点点受力不平衡,其中的水分子就会被挤到其他地方。不管我们往水杯里插再多根针,只会改变杯中的水位。

  但是,如果在一个密闭空间里,比如下图这种结构,一个细细的长管和一个粗粗的圆柱体拼起来的结构,如果在细的那一头装一个不透水的活塞往下推会怎么样?水的体积会压缩。虽然水分子的位置不固定,但是水分子的体积确实恒定的,每一个水分子都会保持一定的舒适距离。如果细头那一个活塞突然下压,活塞附近的水分子的平均距离会突然缩短。这些水分子就会跑到其他地方去。可是,其他地方的水分子平均距离也是正常值,多有的水分子跑过来也会导致其他地方的水分子平均距离下降,结果就是所有地方的水分子的平均距离都变小了,也就是被压缩的水整体密度增大,有一种向外扩张的趋势。因为整体的密度增大,所以水分子不会记得是从哪里被压缩的,也就是对水分子而言,周围所有的地方都在压着我,我的反抗,也就是压强,也是朝向周围所有地方。这就导致虽然开始是从细头的活塞处加了一点点压力,结果就是整个水所有地方的密度都增大,所有地方的压强都增大了。

  帕斯卡定律在生产技术中有很重要的应用,液压机就是帕斯卡原理的实例。它具有多种用途,如液压制动等。若一个流体系统中有大小两个活塞,在小活塞上施以小推力,通过流体中的压力传递,在大活塞上就会产生较大的推力。这就是刹车系统的基本原理。

  虽然表面上看,在小头方向加一个小的力可以在大头方向得到一个很大的力,但因为液体很难被压缩,或者说压缩量非常微小,所以从保持体积不变的角度看,那个大头其实运动的比小头慢得多。从能量角度看,小头用较小的力在更远的距离上做得功等于大头用更大的力在更近的距离上做的功。

  液压系统动力源包括电动机、内燃机、燃气轮机、水轮机、风机等。控制调节装置包括各种液压阀门。执行器指液压缸、。辅助装置有液压箱、过滤器、温度计、液压表、蓄能器等。

  液压系统中,静止液体内部任意位置处的压力p等于液面压力p_{a}和液体内部压力\rho gh之和,即p=p_{a}+\rho gh。静止液体内任一点的压力在各个方向上都相等。在密封容器内,作用在静止液体上的压力将以等值同时传递到液体内部各点,这就是静压传动原理。

  液压泵,Fluid Pump,是向液压系统提供流量和压力的动力元件。按照结构,有齿轮泵Gear Pump、叶片泵Rotary Vane Pump和柱塞泵Plunger Pump。在电动机的带动下,齿轮/叶轮的转动,可以带动液压油按照一定的容积定向流动;针对柱塞泵,在活塞和单向阀配合下,活塞没运动一个周期,也都会有一定量的液体在出油口被排出,用来带动其他液压元件动作。

  ,结构与液压泵相似,利用可变容积和配油机构,可以将液体静压转换为转动/滑动。从结构上看,有齿轮式、叶片式、螺杆式和轴向柱塞式。的转矩由进出油口之间的压力差和容积决定,即T=\eta_{m}\ \frac{\Delta pV}{2\pi}。

  液压缸是工程机械和汽车中常用的液压执行元件。按照结构形式,液压缸可以分为柱塞缸、活塞缸和摆动缸等。可以通过缸筒支脚或活塞杆将液压缸安装定位。在液压力作用下,柱塞/活塞在缸筒中移动,可以试想活塞/柱塞或缸筒的轴向动作。液压缸安装定位采用铰支连接,还可以实现倾斜举升动作。液压缸的作用力由受压面积和压力差决定F=A\Delta p。

  液压阀用来控制液压系统中的方向、压力和流量。无论何种结构,液压阀控制参数均符合孔口流量公式q=KA\Delta p^{m},式中,K为流量系数,m为孔口形状因数。

  液压回路,就是能够执行调压、调速、换向、保压等功能的液压元件和管道的组合。液压系统,就是由不同类型的液压回路构成的。


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