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液壓系統(tǒng)是什么原理,為何能產(chǎn)生那么大的力?


 液壓系統(tǒng)是利用流體靜力學(xué)中的帕斯卡定律,使用油或者其他液體,把壓力在液體中傳遞,從而實(shí)現(xiàn)小壓力控制大壓力,有點(diǎn)類似杠桿原理。

液體的可壓縮性一般非常小,于是在流體靜力學(xué)中,均認(rèn)為液體是不可壓縮的;在不可壓縮的靜止液體中,任何一點(diǎn)受到外力產(chǎn)生的效果,會瞬間傳遞到流體的各點(diǎn),這就是帕斯卡定律。


根據(jù)帕斯卡定律,對于上面的兩個(gè)連通水缸,任一水平面上的壓強(qiáng)必然是相等,如果兩個(gè)活塞處于同一水平線,那么活塞所受壓強(qiáng)就有:

P1=P2;

根據(jù)壓強(qiáng)公式有:

F1/S1=F2/S2;

既是:

F1/F2=S1/S2=C;

可見,兩個(gè)活塞所受壓力之比,等于活塞面積之比,而且與壓強(qiáng)的大小無關(guān);利用這個(gè)原理,我們就可以使用較小的力,來產(chǎn)生較大的力,付出的代價(jià)就是較小的力位移更大,類似杠桿原理。

比如我們拿一個(gè)打針用的針筒,把針頭去掉后,用手把出氣口輕輕堵住,就需要使用更大的力來推動活塞前進(jìn),這與液壓系統(tǒng)的原理是一樣的。


在液壓系統(tǒng)中,以水作為介質(zhì)的叫做水壓機(jī),以油作為介質(zhì)的叫做油壓機(jī),由于液壓機(jī)內(nèi)的壓力都很高,所以可以把重力造成的壓差忽略掉。

液壓系統(tǒng)在很多地方有應(yīng)用,而且容易實(shí)現(xiàn)無級操控和高精度操控,比如其中一種千斤頂,就使用了液壓原理,如下圖:


液壓機(jī)是液壓原理的一大應(yīng)用,可以產(chǎn)生100Mpa以上的超高壓,以及數(shù)百噸的壓力,是重工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的重要設(shè)備。


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