Kwalifikacja: ELM.06 - Eksploatacja i programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych
Zawód: Technik mechatronik
Jakie ciśnienie cieczy powinno być w układzie hydraulicznym, aby siłownik o powierzchni czynnej tłoka A = 80 cm2 był w stanie wygenerować siłę F = 150 kN?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Poprawna odpowiedź to "187,5 bara." Ciśnienie cieczy zasilającej układ hydrauliczny jest kluczowym parametrem, który pozwala na uzyskanie odpowiedniej siły z siłowników hydraulicznych. W tym przypadku, aby obliczyć ciśnienie, wykorzystujemy wzór p=F/A, gdzie F to siła, a A to powierzchnia czynna tłoka. Podstawiając wartości: F=150 kN (czyli 150000 N) oraz A=80 cm² (czyli 0,008 m²), otrzymujemy p=150000 N/0,008 m²=18750000 Pa, co w przeliczeniu na bary daje nam 187,5 bara. Zastosowanie odpowiedniego ciśnienia w układach hydraulicznych jest zgodne z normami branżowymi, które określają wymagania dotyczące bezpieczeństwa i efektywności pracy maszyn. W praktyce, ciśnienie to pozwala na sprawne działanie siłowników w różnych zastosowaniach, takich jak w przemyśle ciężkim, budowlanym czy motoryzacyjnym, gdzie precyzyjne sterowanie ruchem i siłą ma kluczowe znaczenie. Utrzymanie właściwego ciśnienia w układzie nie tylko zwiększa wydajność, ale także minimalizuje ryzyko uszkodzeń i awarii, co jest istotne dla długoterminowej niezawodności systemów hydraulicznych.
Analizując pozostałe odpowiedzi, warto zwrócić szczególną uwagę na błędne zrozumienie relacji między siłą, ciśnieniem a powierzchnią tłoka. Odpowiedzi takie jak 1,875 bara czy 18,75 bara sugerują, że osoba udzielająca odpowiedzi może nie dostrzegać proporcji między jednostkami. Przy obliczaniu ciśnienia, kluczowe jest prawidłowe przeliczenie jednostek. 1,875 bara to zbyt niskie ciśnienie, które w żadnym przypadku nie mogłoby wygenerować siły 150 kN na powierzchni 80 cm², ponieważ przy takim ciśnieniu uzyskalibyśmy siłę nieprzekraczającą 15 kN, co jest znacznie poniżej wymaganej wartości. Z kolei odpowiedź 187,5 bara, choć poprawna, wyjaśnia, dlaczego takie podejście jest właściwe. 1875 barów to zbyt wysoka wartość ciśnienia, która mogłaby prowadzić do uszkodzenia układów hydraulicznych. Takie błędy często wynikają z nieprawidłowej interpretacji wzoru i błędnego przeliczania jednostek, co skutkuje znacznymi różnicami w obliczeniach. W hydraulice, precyzyjne obliczenia są niezbędne, a zrozumienie podstawowych zasad, takich jak prawo Pascala, jest kluczowe dla efektywnego projektowania systemów. Nie można też zapominać, że w praktyce, ciśnienie musi być dostosowane do specyfikacji komponentów układu, co może się różnić w zależności od zastosowania i wymagań technicznych. Zastosowanie nieprawidłowych wartości ciśnienia może prowadzić do awarii, a w skrajnych przypadkach do zagrażających życiu wypadków w miejscu pracy.