Hydrauliska och pneumatiska system, av 18test, 18jaal, 18roha

Likheter & skillnader mellan hydrauliska och pneumatiska system:

Likheter:

Hydrauliska och pneumatiska system är båda system där man använder tryck i en behållare (cylindrar) för att sedan använda den lagrade energi för att utföra ett arbete t.ex höja upp en bil i luften eller skjuta spikar. Båda systemen använder sig av tryck för att utföra mekaniska rörelser.

Båda system används för att överföra energi. Hydrauliska och pneumatiska system har båda egenskapen att lagra och överföra energi. När pumparna i de båda system pumpar in mer av vätska/luft in i cylindrarna så ökar trycket i vätska/luft och den energin som finns överförs vidare.

Skillnader:

En skillnad är att pneumatiska system använder sig av gasers kompressibilitet och hydrauliska gör inte, utan använder sig av vätskors förmåga att överföra energi. I pneumatiska system använder man sig av gaser, gaser är ganska så kompressibla vilket betyder att under tryck kan de minska i volym, dvs gas kan ta upp mindre plats under tryck. Det är en anledning till att pneumatiska system kan utföra arbeten på grund av deras förmåga att få in tryck i själva systemet på grund av gasers egenskap att komprimeras. Hydrauliska system använder sig av vätskor, vätskor anses inkompressibla eftersom de kan knappast pressas ihop och eftersom vätskor inte pressas ihop använder man sig inte av denna funktion utan vätskornas förmåga att överföra energi i hydrauliska system. Eftersom vätska inte är kompressibel så kommer det hydrauliska systemet utföra sitt arbete direkt medan pneumatiska system tar tid för att reagera då den måste komprimeras för att sedan utföra arbete vilket tar tid så det blir lite förseningar i utförande av arbete. Vätskor överför tryck direkt.

En väldigt enkel skillnad är att hydrauliska system använder sig av vätskor i tryck inuti cylindrar medans pneumatiska system använder sig av gaser (oftast luft) i tryck. Den stora skillnaden är att hydrauliska system använder sig av vätskor och pneumatiska använder gas.

En annan stor skillnad i själva designen och funktion är att hydrauliska system använder sig av en behållare (reservoar) för att spara vätska i för att sedan tömma den vid behov. Pneumatiska system använder sig inte en behållare utan måste pumpa in luft utifrån för att sedan skjuta ut luften vid arbete t.ex när man använder en spikpistol då skjuts också luften ut när man skjuter spiken ut och då måste man pumpa in ny luft för att fortsätta arbetet. Hydrauliska system använder sig av samma vätska hela tiden tills man byter ut den, när man har gjort klart ett arbete överförs vätskan tillbaka i reservoaren för att sedan användas vid nästa arbete.

Andra stora skillnader designmässigt är deras skillnader i att skapa tryck. Pneumatiska system använder sig av en kompressor, som man hör på namnet betyder det att pneumatiska system förlitar sig på att kompressorn trycker in komprimerad luft in i cylindern för att skapa tryck. Kompressorn skapar tryck i pneumatiska system men det gör inte hydrauliska system. Hydrauliska system använder sig av en pump för att skapa tryck. Genom att pumpa hydrauliska vätska så kan man få tryck i vätskan, trycket används sedan för att röra på en kolv. Så kort sagt använder sig pneumatiska system en kompressor för att skapa tryck medans hydrauliska system använder sig av pumpar för att skapa tryck.

Hydraulisk system

Förklara de viktigaste fysikaliska principerna bakom hydrauliska och pneumatiska system

Den viktigaste fysikaliska principen bakom hydrauliska system är Pascals princip. Pascals princip bygger på att man har en instängd vätska med till exempel två kolvar, om man har två kolvar med olika stor area och ett rör mellan kolvarna som får oljan att transporteras vid tryck av ena kolven, beroende på vilka av kolvarna man trycker på kommer andra kolven att tryckas upp olika mycket. Om man till exempel trycker på kolven med liten area, kommer kolven med stor area lyftas mindre eftersom att man måste distribuera kraften över en större area än vad man tryckte med. Här kan vi se exempel bild:

Här ser vi att man trycker ner den kolven till vänster med kraften F(1) som har arean A(1). När man kommer att trycka ner den vänstra kolven så kommer man att lyfta upp den högra kolven med kraften F(2). Man kan också säga att trycket distribueras med en lika stor kraft i alla delar av en vätska.

I pneumatiska system används ventiler för att kontrollera gasens flöde, viktiga fysikaliska principer som man använder sig av inom pneumatiska system är två stycken formler:

Första formeln används för att räkna ut trycket som till exempel en kolv kommer att ha. Där F är lika med kraften man använder och arean är arean på kolven man kommer att trycka på och då får man trycket (P).

[math]\displaystyle{ P=\frac{F}{A} }[/math]

Den andra formeln används för att räkna ut arbetet det krävs för att flytta till exempel en kolv, där F är kraften man använder och där s är sträckan objektet kommer att röra sig. Man kan även räkna ut hur långt man kan flytta ett objekt med arbete delat på kraft (W/F) eller räkna ut hur mycket kraft (F) som krävs för att få fram ett viss arbete med en viss sträcka med hjälp av arbete delat på sträcka (W/s). Detta kallas för mekanikens gyllene regeln.

[math]\displaystyle{ W = F \cdot s }[/math]

Tillämpningar för hydrauliska och pneumatiska system

Tillämpningar för Pneumatiska system

Tillämpningar för Pneumatiska system kan vara bl.a Vakuumpumpar, borrmaskiner, bil bromsar och kompressorer. Dessa objekt släpper ut ämnen Som t.e.x Sodastream eller brandsläckare. Allt det här tillsammans med komprimerade gaser som driver programmet för att skapa slutprodukten. Så hur använder borrmaskiner pneumatiska system? Jo det finns en hammare som drivs av tryckluft sprängningar. Luften tillförs borrmaskinen av en liten kompressor som drivs av en motor. Det fungerar som en mejsel och hammare, genom att stansa med biten och inte genom dess rotation. Kompressorn är normalt släp monterad och kan innehålla en elektrisk generator för strömförsörjning till ljus och elektriska verktyg.

Tillämpningar hydrauliska system

Tillämpningar hydrauliska system kan vara bl.a pressar, kranar,släpvagnar lastbilen som hissen att disponera lasten, och hissar. Hur använder hissar hydrauliska system? Jo dem jobbar med en elektrisk driven pump som knuffar pressad hydraulisk vätska (oftast olja) till ett lyftning system. Det finns en kolv i en cylinder vid hissens bas som skjuter upp och ner hissen.Vätskan byggs upp inuti cylindern och trycker upp en kolv placerad inuti och får hissen att höjas till motsvarande golv. Eftersom vätskan inte kan strömma tillbaka in i behållaren om kolven är stängd, kommer vätskan att stanna inne i cylindern och hålla hissen upp. När en signal skickas till kontrollsystemet så att hissen går ner, kommer kolven att öppna och låta vätskan flytta tillbaka till behållaren. Det här kommer göra hissens vikt stänger kolven.