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液压传动基础知识——力和力矩

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发表于 2018-7-29 20:22:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
在本小节中,我们主要了解 关于力和力矩的概念,由于论坛字数限制,请与“液压传动基础知识——能量、功和功率”同时观看。

1、力
我们先举一个例子:
一辆火车,以非常快的速度向西行驶。
突然,火车撞上了一块巨石,我的天呐。


呃呃呃,别担心,没有人员伤亡!
其实,你需要考虑的只是下面两个问题:
1、巨石会何去何从呢?
  • 巨石会开始向西运动,因为火车是向西推它的。
  • 巨石发生了运动,说明它从火车上获得了动能。

2、火车会发什么变化?
火车的运动会减慢,因为它把一部风动能给了石头。

当发生碰撞时,火车对巨石施加了一个力。即火车上的一部分能量传递到了石头上,所以石头发生了移动。
那么,力究竟是指什么呢?它是两物体接触后,发生的一种相互作用,这种作用能使两者发生相对的运动。
我们最熟悉的力莫过于重力了。你的身体受到重力的作用而拖拽你向地心运动。如果你跳到空中,重力会重新把你拽回地面。看看图6的跳一跳,娱乐一下!

图6

力既即可以使物体沿某一条直线运动,也可以使物体绕某一个中心转动。图7为直线力,图8为旋转力。

图7

图8
多种力可以同时施加在一个物体之上。在图9所示的铲车上,有多个力施加在上下运动的箱子上。到底有几个力呢?大家可以思考一下。

图9
  • 首先,重力永远是将重物拽向地面的,即便重物在向上运动的过程中也是如此。
  • 其二,摩擦力总是起减慢物体运动的作用,它从物体中获取动能,并转化为热和噪声,作了无用功。
  • 另外,压力也同样是一种力。当液压油或者是压缩气体被压缩时,它们自身就存储了大量的能量。当压力得到释放时,油液或压缩空气中存储的能量,就会跟随介质一起流动,这些能量可以提升重物或者使重物下降。


如图10所示,即使物体处于静止状态,但这不代表没有力作用于它。

图10

当然,如果一个物体静止不动,或者以匀速运动,那么作用于该物体上的所有力是平衡的。
如果一个物体处在加速运动或者是减速运动,亦或是运动方向发生改变的过程中,那么作用于该物体上的力是不平衡的。

为了求解作用于物体上的力,你需要知道下面两件事。
  • 质量——你需要知道该物体的构成成分。
  • 加速度——由于力的作用,该物体在加速或减速时速度变化的快慢。

举个例子,我们从飞机上扔下一个质量为2500kg的重物,如图11所示。由于受到重力的作用,这个物体会以9.81m/s2的加速度向下加速运动。施加于该物体上的重力到底是多少呢?我们看下面的计算。

图11

力 = 质量 x 加速度,数学式为F=ma
F = 2500 kg x 9.81 m/s2
F = 24525 kg·m/s2
F = 24525 N
我们继续往下看,牛顿是衡量力大小的单位。表示这个力能改变某一质量块的运动(加速、减速、运动方向的改变)的快慢程度
  • 如果你想快速改变质量为100kg的物体的速度,那就需要对其施加很大的力。
  • 如果你想快速改变质量10kg的物体的速度,那就需要对其施加中等的力。
  • 如果你想慢慢地、逐渐地改变质量100kg的物体的速度,那就需要对其施加中等的力。
  • 如果你想慢慢地、逐渐地改变质量10kg的物体的速度,那就需要对其施加很小的力。


2、力矩
力矩是用来衡量旋转力的大小的物理量。
有很多方法可以产生旋转力。最常见的就是如图12所示,你用老虎钳去拧螺栓了。
为了计算出图12中的力矩,我们需要计算出施加给扳手的合力的大小,以及力臂的长度。

图12

力矩 = 力 x 力臂
力矩 = 15 newtons x 0.2 meters
力矩 = 3 newton-meters(Nm)
综上,施加于老虎钳上的力矩是3Nm。记住,力矩的单位是Nm。


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发表于 2018-7-30 08:04:29 | 显示全部楼层
,讲解的通俗易懂
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发表于 2018-7-30 08:16:05 | 显示全部楼层
讲解的不错,学习了
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发表于 2018-7-30 17:07:44 | 显示全部楼层
哥……这是给初中生看的吧……跟液压有啥关系呦。正经上过学的,谁不知道这些个呀,关键对工作也没帮助啊。
干检修不需要这个。干设计,他都干液压设计了,这么基础的知识能不懂?
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 楼主| 发表于 2018-7-30 19:24:32 | 显示全部楼层
zhangar43 发表于 2018-7-30 17:07
哥……这是给初中生看的吧……跟液压有啥关系呦。正经上过学的,谁不知道这些个呀,关键对工作也没帮助啊。 ...

存在即合理,正是因为基础,所以很多人会忽视
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发表于 2018-8-4 11:08:07 | 显示全部楼层
液压贼船 发表于 2018-7-30 19:24
存在即合理,正是因为基础,所以很多人会忽视


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