تحقیق درباره جک هيدروليک

چکیده

مايعات تقريبا تراکم ناپذير هستند. اين ويژگي سبب شده است که از مايعات به عنوان وسيله مناسبي براي تبديل و انتقال کار استفاده شود. بنابراين مي‌توان از آنها براي طراحي ماشينهايي که در عين سادگي ، با نيروي محرک خيلي کم بتواند نيروي مقاوم فوق العاده زيادي را جابجا نمايد، استفاده نمود.

جک هيدروليک چيست؟

جک هيدروليک وسيله‌اي است که در آن نيرويي بر روغن موجود در يک استوانه کوچک وارد مي‌شود. اين نيرو سبب مي‌شود که روغن غير قابل تراکم به استوانه بزرگ منتقل شود. روغن به پيستون استوانه بزرگ فشار مي‌آورد و باعث بلند شدن بار روي استوانه (مثلا ماشين) مي‌شود. مکانيزم کار ماشينهاي جرثقيل ، و غيره نيز چنين مي‌باشد که در عين سادگي ، کار مفيد زيادي با بازده بالا انجام مي‌دهد.

در ساختمان جک هيدروليک از اين واقعيت استفاده مي‌شود که روغن تقريبا تراکم ناپذير است و نيروي وارد بر خود را منتقل مي‌کند. فشار وارد بر پيستون کوچک عينا به پيستون بزرگ منتقل مي‌شود و آنرا به طرف بالا مي‌راند.

مزيت مکانيکي جک هيدروليک

فشارهاي وارد بر استوانه‌ها که همان نيروي وارد بر واحد سطح يعني P = F/A است، باهم برابرند. بنابراين:

P_e = P_l

به عبارت ديگر مي‌توان نوشت:

F_e/A_e = F_l/A_l

که در آن F همان نيروهاي مقاوم و محرک ، A همان سطح مقطع دو پيستون مي‌باشد. در حالت ساده‌تر مزيت مکانيکي قسمت هيدروليکي جک بصورت زير در مي‌آيد:
A_A = M_l/A_e

دسته جک نيز يک اهرم نوع دوم است و مزيت مکانيکي مخصوص به خود را دارد. دسته اهرم نيروي محرک را افزايش مي‌دهد. بر جک هيدروليک نيروي مفيد دسته وارد مي‌شود و جک اين نيرو را افزايش مي‌دهد. از اينرو مزيت مکانيکي کل دستگاه برابر مزيت مکانيکي اين دو قسمت مي‌باشد.

آيا جک هيدروليک مقدار کار را افزايش مي‌دهد؟

دستگاهي وجود ندارد که بتواند مقدار کار را افزايش دهد. هر مقدار روغن که از استوانه کوچک خارج شود، همان مقدار وارد استوانه بزرگ مي‌شود. در هر دو استوانه اين حجم روغن برابر است با حاصلضرب سطح مقطع استوانه در فاصله‌اي که پيستون جابجا مي‌شود. چون اين حجمها باهم برابرند، بنابراين:

A_eΔS_e = A_lΔS_l

اگر ماشين را بدون اصطکاک در نظر بگيريم داريم:

M_A=A_l/A_e=ΔS_e/ΔS_l

و چون M_A = F_l/F_e بنابراين:

F_lΔS_l = F_eΔS_e

که نشان مي‌دهد در حالت ايده‌آل کار خروجي يا مفيد با کار ورودي يا داده شده برابر است.

در قرقره ، اهرم و جک هيدروليک ، وقتي اصطکاک وجود ندارد، کار خروجي با کار ورودي برابر است. اين گفته در مورد ساير ماشينها نيز برقرار است. در چنين شرايطي مزيت مکانيکي ايده‌آل (يعني بدون اصطکاک) هر ماشيني را مي‌توان با بررسي هندسه ماشين بدست آورد. با ملاحظه معادله M_A = ΔS_e/ΔS_l حتي در پيچيده‌ترين ماشين ، مي‌توان مزيت مکانيکي ايده‌آل را فقط با دانستن اينکه وقتي نيروي محرک را در مسافت معيني حرکت مي‌دهيم، نيروي مقاوم چقدر جابجا مي‌شود، پيدا کرد.

کاربردهاي جک هيدروليک

در بلند کردن ماشين‌آلات سنگين ، ماشينهاي کمپرسور ، جرثقيلها ، پالايشگاهها ، حفاريهاي زير زميني ، برج سازي و معماري ، کليه وسايل نقليه و غيره از خود اين وسيله بسيار ساده و مفيد يا مکانيزم کارش استفاده مي‌شود