Budowa układów instalacji hydraulicznej Michał Grychtal Marcin Jagódka-Krasicki Arkadiusz Opiło 1 Wprowadzenie Termin "hydraulika" odnosi się do siły wytwarzanej w poruszających się cieczach. Siła hydrauliczna w postaci kół wodnych i innych prostych urządzeń była używana od wieków, ale dopiero w XVII wieku zasady hydrauliki zostały sformułowane jako prawo naukowe. Nowoczesne systemy hydrauliczne są definiowane jako: Wykorzystanie zamkniętych cieczy do przenoszenia mocy, zwielokrotniania siły lub efektywnego wytwarzania ruchu. 2 Prawo Pascala Francuski matematyk i filozof, Blaise Pascal, odkrył, że cieczy nie można ściskać. Jego praca nad hydrauliką doprowadziła do opublikowania przez niego następującego prawa dotyczącego płynów zamkniętych: "zmiana ciśnienia zamkniętego nieściśliwego płynu jest przenoszona w sposób niezmniejszony na każdą część płynu i na powierzchnie jego zbiornika". Innymi słowy, jeśli na zamknięty płyn wywiera się ciśnienie, to jest ono przekazywane we wszystkich kierunkach z równą siłą na równe powierzchnie. 3 Prawo Pascala w praktyce Pełna butelka płynu do mycia naczyń ma otwór o powierzchni 1 cala kwadratowego. 10 lbs Jeśli następnie przyłożymy 10 funtów siły przez nakrętkę....... ...... Wtedy 10 funtów siły będzie równomiernie przyłożone do wszystkich stron butelki przez płyn znajdujący się w butelce. Ciśnienie płynu w butelce jest wyrażone jako 10 psi (funtów na cal kwadratowy). 1 Sq.Ins 10 psi 4 Podstawowy system hydrauliczny Podstawowy układ hydrauliczny zapewnia przewagę mechaniczną podobną do tej, jaką daje zwykła dźwignia. Poprzez zastosowanie cylindrów o różnych rozmiarach można uzyskać zwielokrotnienie sił 5 Zwielokrotnienie sił W poprzednim przykładzie, mała siła 100 funtów wywierana na cylinder o średnicy 2 cali spowodowała przesunięcie dużego ciężaru 900 funtów na cylinder o średnicy 6 cali. Odległość, na jaką przesunie się ciężar 900 funtów, jest odwrotnie proporcjonalna do odległości, na jaką przesuwa się przyłożona siła. Oznacza to, że jeśli przesuniemy tłok w cylindrze o średnicy 2 cali na odległość 1 cala, to odległość, na jaką przesunie się tłok w cylindrze o średnicy 6 cali, wyniesie 1/9 cala. Ponieważ ciśnienie w obu cylindrach musi być takie samo, prawo Pascala pokazuje sposób, w jaki siła wejściowa może być zwielokrotniona jako siła wyjściowa tylko poprzez zmianę powierzchni tłoków! 6 Zalety systemów hydraulicznych Wykorzystanie systemów hydraulicznych w konstrukcji płatowca ma wiele zalet. Układy hydrauliczne są często lżejsze od układów mechanicznych i wymagają niewiele miejsca na instalację - są więc idealne do umieszczenia w płatowcu. Systemy hydrauliczne mogą rozwinąć prawie nieograniczoną siłę lub moment obrotowy. Są na ogół niezawodne Są łatwe w konserwacji i uważane za przyjazne w naprawach. Płynnie reagują na polecenia operatora, tzn. mają małe opóźnienie lub nie mają go wcale. 7