Tłok jest elementem roboczym silników, sprężarek i pomp i jest umieszczony wewnątrz cylindra. Przeznaczenie tłoka różni się w zależności od układu, którego jest częścią. Na przykład w silniku, takim jak silnik samochodowy, tłok przenosi siłę z rozprężającego się gazu w cylindrze przez tłoczysko na wał korbowy. Obliczenie siły działającej na tłok ma kluczowe znaczenie przy podejmowaniu decyzji o tym, jak będzie działać dany element, jakie będzie praktyczne zastosowanie i jak będzie działał uzyskany silnik lub sprężarka. Obliczenie jest proste, pod warunkiem, że jednostki pozostają równoważne, a prawidłowe wartości są wprowadzane dokładnie.
Zmierz i zapisz nadciśnienie (p) w niutonach na metr kwadratowy (N/m2). Jednostka miary N/m2 jest również nazywana paskalem (Pa). W przypadku skoku wyjściowego ciśnienie będzie odpowiadać normalnemu ciśnieniu atmosferycznemu, które jest standardem przy 100 kPa.
Zmierz pełną średnicę tłoka (d) w metrach (m) za pomocą taśmy mierniczej lub linijki, w zależności od rozmiaru ustawienia otworu tłoka, i zapisz wynik.
Użyj pełnej średnicy tłoka, aby obliczyć pełną powierzchnię otworu (A) w metrach do kwadratu (m2), zastępując wartość uzyskaną z pomiaru średnicy równaniem A = π d2/4. π lub pi to stała wartość używana w matematyce. Oznacza stosunek obwodu dowolnego koła do jego średnicy w przestrzeni i zawsze wynosi około 3,142. Tak więc, obliczając powierzchnię tłoka, użyj tej wartości jako wartości π w równaniu. Aby to zrobić, zmierz średnicę tłoka i podnieś ją do kwadratu za pomocą kalkulatora. Przykładem roboczym może być średnica 2,5 metra. Daje to średnicę kwadratową 6,25 metra kwadratowego; na wszystkich kalkulatorach graficznych znajduje się przycisk, na którym jest napisane x2. Wpisz swoją średnicę do kalkulatora, a następnie użyj tego przycisku, aby znaleźć wartość do kwadratu. Podziel uzyskaną wartość przez 4. W naszym przykładzie jest to 6,25, więc wynik w naszym przypadku to 1,563. Pomnóż to przez wartość π, 3,142, a otrzymasz 4,909 m2. To jest obszar otworu (A).
Wprowadź wartości otrzymane z każdego z tych pomiarów i obliczeń do głównego równania F = pA, gdzie F to siła działająca na tłok (F) w niutonach (N), p to nadciśnienie, a A to pełny otwór powierzchnia. Tak więc w naszym przykładzie cylinder jednostronnego działania przy ciśnieniu atmosferycznym, pracujący na skoku wyjściowym, będzie wymagają następującego obliczenia, aby ustalić siłę tłoka (F): 100 000 pomnożone przez 4,909, co równa się 490900 N.
Bibliografia
- Zestaw narzędzi inżynierskich: Pneumatyczne siłowniki pneumatyczne: wywierana siła
- Uniwersytet Windsor: Konstrukcja tłoka
Wskazówki
- Użyj równań poprawnie, aby uzyskać dokładną odpowiedź na obliczenia siły tłoka. Na przykład w równaniu F = pA musisz pamiętać o pomnożeniu wartości p przez wartość A. Nie są dodawane, dzielone ani odejmowane. Zamiast tego p i A znajdują się obok siebie w równaniu, co oznacza, że są mnożone przez siebie. Jednak we wstępnym obliczeniu pełnej średnicy otworu, wyznaczonym przez zastosowanie równania A = πd2/4, istnieje kilka różnych procesów pozwalających na osiągnięcie odpowiedź, którą należy wykonać we właściwej kolejności: d jest najpierw podnoszone do kwadratu, następnie wartość d2 jest dzielona przez 4, a otrzymana wartość jest następnie mnożona przez 3.142.
Ostrzeżenia
- Uważaj na jednostki. Chociaż 100 kPa jest wartością łatwiejszą do opanowania, do celów obliczeń należy ją rozszerzyć do pełnych 100 000 paskali. Po uzyskaniu wyników możesz je ponownie przekonwertować na mniejszą wartość, dzieląc je przez 1000. Zasada jednostki dotyczy również obszaru. Niektórzy ludzie pracują w metrach, inni w centymetrach, a inni w milimetrach. Zakładając, że zachowasz ten sam wybór podczas obliczeń, wynik będzie dokładny i skalowalny, ale jeśli użyjesz różnych jednostek w różne części tego samego obliczenia, otrzymasz błędną odpowiedź na podstawie kilku czynników, co oznacza dodatkowe lub mniej zer niż powinieneś mieć.
o autorze
Natasha Parks jest zawodową pisarką od 2001 roku, a prace publikowane są online i w formie książkowej dla „Thomson Reuters”, „World Patents Index” i thomson.com. Jej specjalizacje są zróżnicowane i obejmują fizykę, biologię, genetykę i informatykę, zdrowie psychiczne, relacje, kryzysy rodzinne i rozwój kariery. Posiada tytuł Bachelor of Science in Biophysics z King's College w Londynie.