§ 33. ГІДРАВЛІЧНІ МАШИНИ.
ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО
1. Що таке гідравлічна машина?
Гідравлічні машини (з грец. гідравлікос - водяний) - це машини, для роботи яких використовується рідина (їх будова і дія ґрунтується на законі Паскаля).
Гідравлічна машина дає змогу збільшити силу й змінити напрям її дії.
Головною частиною гідравлічної машини є дві циліндричні посудини різного діаметра, сполучені між собою трубкою; усередині посудин вільно переміщуються добре припасовані до стінок поршні; посудини під поршнями зазвичай заповнюють машинним маслом; на більшому правому поршні гиря має значно більшу вагу (створює більший тиск p2 = F2/S2), на лівому меншому поршні гиря має меншу вагу (створює менший тиск p1 = F1/S1).
Поршні залишатимуться в рівновазі (будуть нерухомими) коли p1=p2, тобто F1/S1 = F2/S2, за властивістю пропорції F2/F1=S2/S1
В стані рівноваги сила тиску F2 під великим поршнем у стільки разів більша за силу тиску F1 під малим поршнем, у скільки площа великого поршня S2 більша за площу малого S1 (діючи малою силою на малий поршень, можна врівноважити велику силу на великому поршні, наприклад утримати або підняти важкий вантаж).
2. Для чого використовують гідравлічний прес?
Гідравлічну машину, призначену для пресування (стискування) пористих тіл (порожнистих), називають гідравлічним пресом.
Уперше гідравлічні преси почали застосовуватися на практиці наприкінці XVIII - на початку XIX ст. Гідравлічні преси використовують під час виготовлення сталевих валів і кузовів машин, залізничних коліс, різноманітних металевих і пластмасових виробів, для віджимання соку з винограду, олії - із соняшникового насіння, виготовлення халви.
Сучасні гідравлічні преси можуть створювати тиск до 41 700 МПа.
3. Який виграш у силі дає гідравлічний прес?
Гідравлічна машина дає виграш у силі в стільки разів, у скільки площа її великого поршня більша за площу малого.
Тіло, яке треба спресувати, кладуть на платформу, що розміщується на великому поршні. Коли поршень піднімається, тіло впирається в нерухому верхню платформу і стискається. З малої посудини у велику масло перекачується повторними рухами малого поршня. Коли він піднімається вгору, то під поршень засмоктується масло з посудини. При цьому клапан 1 відкривається, а клапан 2 закривається під дією тиску масла. Під час опускання малого поршня, навпаки, клапан 1 закривається, а відкривається клапан 2, і рідина переходить у велику посудину.
Якщо площа малого поршня S1 = 5 см2, а площа великого поршня S2 = 500см2, то виграш у силі становитиме 100 разів. Установивши цей дивний факт, Паскаль написав, що за допомогою машини, яку він винайшов, «одна людина, натискуючи на малий поршень, зрівноважить силу ста людей, які натискують на поршень, у сто разів більший, і тим самим подолає силу дев'яносто дев'яти людей».
4. Як працюють гідравлічні гальма?
В автомобілях використовують гідравлічні гальма (якщо водій тисне на педаль І, то поршень у циліндрі 2 створює тиск на рідину, яка заповнює циліндр-трубку і гальмівні циліндри 3; цей тиск згідно із законом Паскаля передасться без зміни рідиною на поршні гальмівних циліндрів 3; поршні під дією сили тиску розходяться і притискують гальмівні колодки 4 до гальмівних барабанів - колеса автомобіля гальмуються; автомобіль зменшує швидкість і зупиняється. Якщо водій припиняє тиснути на педаль, то пружина стискається і повертає гальмівні колодки в початкове положення).
