Question

液压机的工作原理

Answer 1

从后院的伐木机到您在建筑工地上看到的巨大机器，液压设备的强度和灵活性令人惊叹！在任何建筑工地上，您都会看到推土机、反铲挖掘机、铲子、装载机、叉车和起重机等液压操作机械。

液压系统在任何大型飞机上操作控制面。您会在汽车服务中心看到液压系统提升汽车，以便机械师可以在其下方工作，并且许多电梯都是使用相同技术进行液压操作的。甚至您汽车的制动器也使用液压系统！

在本文中，您将了解液压系统用于工作的基本原理，然后我们将检查在建筑工地上发现的几种不同的液压机械。您会对液压系统的强大动力和多功能性感到惊讶。

基本理念

任何液压系统背后的基本思想都非常简单：在一点施加的力使用不可压缩的流体传递到另一点。流体几乎总是某种油。在这个过程中，力量几乎总是成倍增加。

例如，如果将两个活塞装入两个装满油的玻璃气缸中，并通过注油管相互连接。如果您对一个活塞施加向下的力，则该力会通过管道中的油传递到第二个活塞。由于油是不可压缩的，因此效率非常好——几乎所有施加的力都出现在第二个活塞上。液压系统的伟大之处在于连接两个气缸的管道可以是任意长度和形状，允许它蜿蜒穿过分隔两个活塞的各种物体。管道也可以分叉，因此如果需要，一个主缸可以驱动多个从动缸。

液压系统的巧妙之处在于很容易向系统添加力倍增（或除法）。如果您阅读过滑车和滑车的工作原理或齿轮的工作原理，那么您就会知道用力换取距离在机械系统中非常普遍。在液压系统中，您所做的只是改变一个活塞和气缸相对于另一个的尺寸。

水力倍增。假设右侧活塞的表面积是左侧活塞的九倍。当对左活塞施加力时，右活塞每移动一个单位，它就会移动九个单位，而右手活塞上的力乘以九。

要确定乘数，首先要查看活塞的大小。假设左侧活塞的直径为 2 英寸（半径为 1 英寸），而右侧的活塞直径为 6 英寸（半径为 3 英寸）。两个活塞的面积为Pi * r 2。因此，左侧活塞的面积为 3.14，而右侧活塞的面积为 28.26。右边的活塞比左边的活塞大 9 倍。这意味着施加在左侧活塞上的任何力都会在右侧活塞上出现 9 倍。因此，如果您对左侧活塞施加 100 磅的向下力，则右侧会出现 900 磅的向上力。唯一的问题是您必须将左活塞压低 9 英寸才能将右活塞抬高 1 英寸。

您汽车中的制动器是基本活塞驱动液压系统的一个很好的例子。当您踩下汽车中的制动踏板时，它会推动制动主缸中的活塞。四个从动活塞，一个在每个车轮上，致动以将制动片压在制动转子上以停止汽车。（实际上，在今天几乎所有的汽车中，两个主缸分别驱动两个从动缸。这样，如果其中一个主缸出现问题或弹簧泄漏，您仍然可以停车。）

在大多数其他液压系统中，液压缸和活塞通过阀门连接到供应高压油的泵。您将在以下部分了解这些系统。

系统中的空气

重要的是液压系统不含气泡。您可能听说过需要“将空气从汽车的制动管路中排出”。如果系统中有气泡，则施加在第一个活塞上的力会压缩气泡中的空气，而不是移动第二个活塞，这对系统的效率有很大影响。