"Гидравликалық лабиринт" ғылыми-жоба

«Көкпекті жалпы білім беретін мектебі» КММ

Жоба тақырыбы: «Гидравликалық лабиринт»

Бағыты: Экономикалық және әлеуметтік процесстерді математикалық модельдеу

Секция: Техника

Пәні: физика

Орындаған: Көрікбай Аяулым

Сынып: 7 «А»

Жетекшісі: физика пәні мұғалімі

Семсерхан Сайрагүл

2020-2021 оқу жыл

Мазмұны

Аннотация

Бұл ғылыми жоба жұмысында гидравликалық қондырғылардың жұмыс істеу принципі және гидрожетектің негізгі артықшылықтары айтылған. Қарапайым гидравликалық құрылғы құрастырылған, гидравликалық лабиринт ретінде.

Аннотация

В работе данного научного проекта изложены принципы работы гидравлических установок и основные преимущества гидропривода. Смонтировано простое гидравлическое устройство, в качестве гидралического лабиринта.

Annotation

In the work of this scientific project, the principles of operation of hydraulic installations and the main advantages of the hydraulic drive are described. A simple hydraulic device is installed, as a hydralic labyrinth.

Зерттеудің мақсаты: Гидравликалық машиналар жайлы мәлімет беріп, қарапайым гидравликалық құрылғының жұмыс істеу жолын көрсету.

Болжамы: Гидравликалық машиналар тақырыбына байланысты жаңа сабақтарды өту барысында оқушылар көзбен көріп, қолмен жасау арқылы кең әрі тың мәліметтермен түсінік алады.

Зерттеу кезеңдері:

1. Гидравликаның пайда болу тарихын тұжырымдау.

2. Гидравликалық машиналардың, гидрожетектердің жұмысы мен артықшылықтарын сипаттау.

3. Сабақ барысында тақырып өте түсінікті болуы үшін қарапайым гидравликалық құрылғыны жасап көреді және бұл құрылғымен ешқандай қауіпсіз жұмыс жасайды.

Эксперимент әдістемесі: әдебиеттерге анализ жасап, жүйелеп, өз пікірімізді нақты жеткізу.

Зерттеудің жаңалығы: қарапайым қолжетімді заттардан гидравликалық құрылғыны жасау және жұмыс істеуін көрсету.

Бұл ғылыми жоба жұмысында гидравликалық қондырғылардың жұмыс істеу принципі және гидрожетектің негізгі артықшылықтары айтылған. Қарапайым гидравликалық құрылғы құрастырылған.

Нәтижесі мен қорытындылары: Жұмыс барысында мен ұсынып отырған жобадағы қарапайым құрылғының артықшылықтарын анықтадық:

• Гидравликалық құрылғыға қажетті заттар қол жетімді, әрі қарапайым заттар көмегімен жасауға болады.

• Оқушылар тақырыпты кең көлемде түсінуге көмектеседі.

• Оқушылар құрылғыны өздері жасап көру арқылы сабаққа деген қызығушылығы артады.

• Адам денсаулығына ешқандай кері әсері жоқ.

• Құрылғымен жұмыс жасау барысында шу естілмейді.

• Құрылғымен жұмысты кез келген бөлмеде жасауға болады.

1. Кіріспе

1.1 Гидравликаның қысқаша даму тарихы:

Гидравлика ертеден келе жатқан ғылымдардың бірі. Тіпті табиғаттың маңызды элементтерінің бірі суды адам өз керегіне пайдалана бастағаннан гидравлика заңдарын кездестіре бастады. Бұл туралы археологтар ашқан Рим су құбырын және Орта Азия мен Қазақстандағы ескі заманғы су жіберу жүйелерін мысалға келтіруге болады. Гидравлика жөніндегі мол тәжірибе су құбырларын салу кезінде жинақталған болуы мүмкін.

Гидравлика деген сөз гректің су және құбырша деген сөзінен шыққан. Гидравлика әр түрлі сұйықтың тепе-теңдік жағдайы мен оның қозғалу (ағу) заңдылығын зерттейді де, осы заңның практикада түрлі инженерлік-техникалық есептеулер кезінде қолдану тәсілдерін береді. Бірақ гидравликаның ғылым болып өркендеуі жөнінде ешқандай мәлімет сақталмаған.

Гидравлика саласындағы бірінші ғылыми еңбек біздің эрамыздан 250 жыл бұрын жазылған. Ол Архимедтің (б.э.д. 287-212ж.ж) «Жүзіп жүрген денелер трактатында» жазылған. Ол трактатта сұйыққа батырылған қатты денеге әсер етуші қысым күші табатын заң жарияланған. Ол заң әлі күнге дейін еш өзгеріссіз қолданылып келеді.

Xv ғасырда Леонардо Да Винчи (1452-1519ж.ж) «Су қозғалысы және оны өлшеу туралы шығарма жазып. Онда каналдар жобалаған, гидротехника саласында көп жұмыстар жасаған.

Нидерландық инженер С. Стевин (1548-1620) жазық фигураларға түсетін гидростатикалық қысымды табу жолын түсіндірді. Галилео Галилей (1564-1642) гидравликалық кедергінің сұйық тығыздығы көбейген сайын өсетіні және сұйық жылдамдығына тура пропорционал болатынын дәлелдеп берді. Вакуум туралы келелі тұжырым жасады.

Гидравлика мына пәндермен тығыз байланысты: физика, жоғарғы математика, теориялық механика, материалдар кедергісі ғылымдары, сонымен қатар сұйықтың ғылымы турбина жобалаудың, сұйық сорғыштың, басқа да гидравликалық машиналардың, сумен қамтамасыз етудің, жер суландырудың және жер құрғату сияқты ғылым салаларының негізгі базасы болады. Барлық техника саласында гидравликалық қондырғылар пайдаланылады, олар да осы гидравлика заңын қолданады.

Гидравликаның зерттеу объектісі — сұйық, табиғатта сұйықтың 4 агрегатты күйі қатты, сұйық, газ түрінде және плазмалы болып бөлінеді. Сұйықтың негізгі қасиеттеріне өте төменгі температура мен жоғары қысым кезінде, қатты дене қасиетінде болатындығын (мұз), ал өте жоғары температура мен ең төменгі қысым кезінде газ түріндегі қасиетіне айналатындығын (бу) жатқызуға болады.

Сұйық дегеніміз - физикалық дене, оның бөлшектері өте қозғалғыш келеді де, аққыш және сыртқы күш әсерінен өзінің формасын өзгерте алатын қасиеті бар. Сұйықтар сығылатын (газ түрлі) және қысылмайтын немесе өте аз сығылатын (тамшылы) болып бөлінеді.

Сұйық қозғалысының заңдылығын зерттеуді жеңілдету үшін идеалды (қиялды) және реалды (нақтылы) сұйықтар деп екіге бөлінеді.

Идеалды (қиялды) - тұтқырсыз сұйық, бұл сұйықта үйкеліс күші мен жанама кернеу күші болмайды да, сыртқы күш әсерінен оның көлемі өзгермейді.

Реалды (нақтылы) - тұтқырлы сұйық, табиғатта кездесетін сұйық қысымымен температураның әсерінен көлемі өте аз өзгереді. Сондықтан гидравликада нақтылы сұйықты абсолютті сығылмайтын деп қарастырамыз.

2. Негізгі бөлім

2.1 Гидравликалық машина

Гидравликалық машиналар — механикалық энергияны қабылдау және қайтару немесе түрлендіру үшін қолданылатын машиналар. Гидравликалық машиналар сорғылар, гидравликалық қозғалтқыштар, гидравликалық берілістер, гидравликалық қозғауыштар болып сараланады.^[1]

Техникада іс – әрекеті сұйықтардың тепе – теңдігі мен қозғалыс заңдарына негізделген машиналардың алуан түрі пайдаланылады. Автомобильдер, жүк машиналары мен автобустардағы гидравликалық тежегіштер; тракторлардағы ауыр жүкті көтеруге арналған гидравликалық көтергіштер; гидравликалық түрде көтерілетін орындықтар және тағы да басқа қарапайым түрдегі тетіктер гидравликалық машиналар болып табылады. Өйткені, бұлардың барлығында да сұйықтардың қысым күші пайдаланылады.

1 – сурет

2.2 Гидравликалық машиналардың жіктелуі

Гидравликалық машиналар – оларға сорғыларды жатқызымыз. Сорғылар істеу принципіне қарай пластиналы сорғы, поршеньді сорғы, акциалды поршеньді сорғы, радиалды поршеньді сорғы, тістегерішті сорғы, винтті сорғылар, гидроцилиндрлер болып бөлінеді. Сорғылар сұйықтықты бір жерден екінші жерге қысым арқылы жеткізіп беру қызметін атқарады. Олардың қолданылуы әр сорғының техникалық сипаттамасына байланысты кереті жерлерде қолданылады.

Мысалы:Жүк көтеру машиналары үш топқа бөлінеді: қарапайым жүккөтергіш машиналар немесе құрылғылар; көтергіштер жəне крандар. Қарапайым жүк көтеру құрылғылары – құрылымы өте қарапайым күштен ұту қағидасы бойынша жасалған жəне жүктерді сырғанатып қозғалту немесе көтеру жұмыстарын орындайды (домкраттар, полиспасттар, лебедкалар, тальдер). Қарапайым жүк көтеру құрылғысы өз бетінше жұмыс жасайды жəне күрделі крандардың құрылымына кіреді. Көтергіштер дегеніміз кабинада, жəшіктерде немесе арнайы астауларда (скиптер, бадъялар), платформада, алақан ұстағыштарда, т.б. орналасқан (салынған) жүктерді үлкен көлбеулерде, тік жазықтықта – бағыттаушы бойымен көтеретін құрылғыны айтады. Крандар – құрылымы күрделі, бірнеше бөлім дерден тұратын агрегат жəне дара жүктерді кеңістікте кез келген траекториямен көтеруге, тасымалдауға арналған құрылғылар. Крандар өндірісте ең көп таралған жəне маңызды машиналардың бірі деп есеп телінеді.

Сұйық қоспаларды кәсіпорын ішінде аппараттар мен қондырғылар арасында және кәсіпорыннан тыс басқа жақтарға тасымалдауға арналған гидравликалық машиналар сораптар деп аталады.

2.3 Гидрожетектер. Гидрожетек жұмысы.

Механикалық энергияны беру үшін және сұйықтын көмегімен қозғалыстың түрін өзгертуге арналған құрал жабдықтар жиынтығы – гидрожетек деп аталады.

Жетекті қозғалтқыш жұмыс сұйықтығының энергиясын тарататын сорғы білігіне айналдырушы моментті жеткізеді. Гидрожелілердегі жұмыс сұйықтығы реттегіш аппаратура арқылы гидравликалық энергияны механикалыққа өзгеретін гидроқозғалтқышқа түседі. Осыдан кейін гидрожелілердегі жұмыс сұйықтығы не бакқа не тікелей сорғыға қайта келеді.

1 - сап, 2 – таратқыш қаңқасы, 3 – сорғыдан келетін түтік, 4 – бакка құйатын түтік, 5 – реттығын (золотник), 6 – шығатын буын.

2 – сурет

Гидрожетектің негізгі артықшылықтары

Құрылыс машиналары гидрожетегінің негізгі артықшылықтары басқа ұстамалы жүйелермен салыстырғанда төмендегідей болып табылады:

Бір қалыпты іске қосу және тоқтату, динамикалық жүктемелерді төмендету мүмкіндіктерін қамтамасыз ететін жұмыс қозғалыстарының жылдамдығын сатысыз реттеу;

Энергетикалық қондырғы жылдамдықтары мен машинаның атқарушы органдары арасындағы үлкен беріліс қатынастарын құру мүмкіндігі; энергияның аз жұмсалуы кезінде басқару қолайлылығы;

Келіп түсетін және керісінше айналмалы қозғалысты өзгертуге арналған кинематикалық құрылғының қарапайымдылығы;

Жетекті қозғалтқышқа байланысты энергияны сорғыдан машинаның кез келген атқарушы органына, машинада кеңістіктік орналасуына қарамастан жеңіл жеткізу мүмкіндігі;

Гидрожетектердің құрама бірліктері ауқымды стандарттау және бір ізділікке салу мүмкіндігі;

Қуаттылығы бірдей жетектердің басқа жүйелермен салыстырғанда гидрожетектердің шағын массасы және шағын габариті.

Көлемдік гидрожетектер энергия көзі түріне байланысты үш типке бөлінеді:

1) Насостық гидрожетек – жұмысшы сұйық гидроқозғалтқышқа көлемдік насоспен беріледі.

Насостық гидрожетек машина жасау саласында кенінен қолданылады. Жұмысшы сұйықтын таралу өзгешілігіне байланысты гидрожетектер тұйық ағынды және алшақ ағынды болады.

Тұйық ағынды гидрожетектерде жұмысшы сұйық гидроқозғалтқыштан насостың сору гидролиниясына барады.

Алшақ ағынды гидрожетектерде жұмысшы сұйық гидроқозғалтқыштан гидробакқа барады.

Насостық гидрожетектерде насостын қозғалтқышы ретінде электрқозғалтқыштар, турбиналар, дизельдар, карбюраторлы қозғалтқыштар пайдалану мүмкін.

2) Аккамуляторлық гидрожетек – жұмысшы сұйық гидроқозғалтқышқа алдын ала зарядталған гидроаккамулятордан беріледі.

Аккамуляторлық гидрожетектер жұмыс циклі кысқа уақытты болған жүйелерде қолданады.

3) Магистральды гидрожетек – жұмысшы сұйық гидроқозғалтқышқа гидромагистральдан беріледі.

Бір неше гидрожетекті бірден қаматамасыз ететін жұмысшы сұйық ағыны гидромагистральдарда насостық станциямен жасалады (орталық қамту жүйесі). Жылдамдықтын реттелуі қолмен де жүргізілуі мүмкін – онда гидрожетек қолмен басқарылатын болады, автоматика арқылы – гидрожетек автоматикамен басқарылатын болады, берілген программа бойынша – программалық бақарылу гидрожетек болады.

2.4 «Гидравликалық құрылғыны жасап көрсету»

Бүгін мен сіздерге шприцтермен гидравликалық лабиринт жасау туралы идеяны көрсетен. Мұндай қолдан жасалған бұйымдар материалдарға үлкен шығынды талап етпейді және оны дайындау қиын емес. Мұндай лабиринтты өзіміз және қатарластарымыз ( немесе өзіне) физика мен автотехниканы түсіну үшін жасауға болады.

Қажетті материалдар:

- картон қағазы

- шприцтер 8 дана 20 куб.

- тамызғы (шлангі) 2 дана

- шарик, түрлі түсті қағаз

- ыстық желім

- изолента

Әрі қарай, бөлшектерді дайындау және құрылымның өзін жинау бойынша келесі әрекеттерді орындаймыз.