science >> Wetenschap >  >> Natuur

Voordelen en nadelen van hydraulische systemen

Hydraulische systemen geven kracht door gebruik te maken van de druk van vloeistof in een afgesloten systeem. De remmen op auto's en vrachtwagens, rolstoelliften, hydraulische vijzels en vleugelkleppen op vliegtuigen maken doorgaans gebruik van hydraulische systemen. Veel fabrikanten gebruiken hydraulische systemen omdat ze veel voordelen hebben ten opzichte van mechanische en elektrische systemen, zoals het aanbieden van veel vermogen in een kleine ruimte, maar als de vloeistof uit het systeem lekt, levert dit een probleem en een nadeel op in het systeem, zal helemaal niet werken.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Voordelen van hydraulische systemen zijn kracht, nauwkeurigheid, efficiëntie en onderhoudsgemak. Maar ze hebben ook nadelen: ze kunnen lekken, waardoor ze rommelig worden en de vloeistoffen in hen zijn vaak bijtend om te schilderen en sommige afdichtingen.

Hoe hydraulische systemen werken

Hydraulische systemen gebruiken vloeistof om te creëren druk. Vloeistofdeeltjes liggen dicht bij elkaar, wat betekent dat een vloeistof bijna niet samendrukbaar is. Wanneer de deeltjes bewegen, slaan ze op elkaar en botsen ze ook tegen de wanden van de container. Omdat de druk in een vloeistof in alle richtingen even groot is, wordt een kracht die op één punt op een vloeistof wordt aangebracht, overgebracht op andere punten op de vloeistof. Je werkt de druk uit met behulp van de vergelijking F ÷ (P x A), waarbij P de druk in pascal is, F de kracht in newtons en A het dwarsdoorsnedeoppervlak in vierkante meters. Dit staat bekend als de wet van Pascal.

In hydraulische systemen zendt een kleine kracht over een klein dwarsdoorsnedeoppervlak druk uit en creëert een grote kracht over een groter dwarsdoorsnedeoppervlak. Als u twee cilinders aansluit, een grote en een kleine, en kracht uitoefent op één cilinder, genereert het in beide cilinders dezelfde druk. Omdat één cilinder een groter volume bevat, is de kracht die door de grotere cilinder wordt geproduceerd groter, hoewel de druk in de twee cilinders hetzelfde blijft.

Voorbeelden van hydraulisch systeem

Een hydraulisch systeem dat vrijwel elke bestuurder gebruikt elke dag, zonder erover na te denken, zit het remsysteem in uw voertuig. Andere voorbeelden zijn hefapparatuur, zoals hydraulische vijzels en rolstoelliften, hef- en graafarmen op graafmachines en ander zwaar materieel, hydraulische persen, die metalen onderdelen produceren, en sommige delen van vliegtuigen en boten, waaronder vleugelkleppen en roeren. Elk hydraulisch systeem volgt hetzelfde basisprincipe. Een hydraulische krik heft bijvoorbeeld zware lasten op met een pompplunjer, die olie door beide cilinders beweegt. Door de plunjer naar achteren te trekken, opent u een zuigkogelkogel en neemt u de vloeistof in de pompkamer. Door de zuiger naar voren te duwen, wordt de vloeistof in een externe ontlastklep teruggestuurd en vervolgens in de cilinderkamer, waardoor de zuigklep wordt gesloten, omdat deze druk in de cilinder opbouwt.

Voordelen van hydraulisch systeem

Een hydraulisch systeem is om vele redenen een efficiënte krachtoverbrenger. Ten eerste maken de eenvoudige hendels en drukknoppen het gemakkelijk om te starten, stoppen, versnellen en vertragen. Dit maakt ook regelnauwkeurigheid mogelijk. Omdat het een dergelijk vloeistofsysteem is, zonder lastige tandwielen, katrollen of hefbomen, kan het gemakkelijk een enorm gewichtsbereik aan. Het biedt een constante kracht, ongeacht veranderingen in snelheid. Hydraulische systemen zijn voor het grootste deel eenvoudig, veilig en economisch omdat ze minder bewegende delen gebruiken in vergelijking met mechanische en elektrische systemen, waardoor ze gemakkelijker te onderhouden zijn. Hydraulische systemen zijn veilig te gebruiken in chemische fabrieken en mijnen omdat ze geen vonken veroorzaken.

Nadelen van een hydraulisch systeem

Hydraulische systemen hebben ook enkele nadelen. Het hanteren van hydraulische vloeistoffen is rommelig en het kan moeilijk zijn om zich volledig te ontdoen van lekken in een hydraulisch systeem. Als er hydraulische vloeistof lekt in hete gebieden, kan deze vlam vatten. Als hydraulische leidingen barsten, kunnen deze ernstig letsel veroorzaken. Wees voorzichtig bij het omgaan met hydraulische vloeistoffen, omdat een te grote blootstelling kan leiden tot gezondheidsproblemen. Hydraulische vloeistoffen zijn ook bijtend, maar sommige typen zijn minder goed dan andere. Er zijn bijvoorbeeld twee hoofdtypen remvloeistof beschikbaar voor hydraulische mountainbikes, DOT-vloeistof en minerale olie. Vanwege de niet-corrosieve eigenschappen heeft minerale olie minder kans om het lakwerk van een fiets te vernietigen. Om uw hydraulisch systeem op peil te houden, controleert u de hydraulische systemen periodiek op lekken, smeert u indien nodig en vervangt u de filters en afdichtingen zoals vereist.