Układ hydrauliczny: obliczenia, schemat, urządzenie. Rodzaje układów hydraulicznych. Naprawa. Układy hydrauliczne i pneumatyczne

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-15 14:15

Układ hydrauliczny jest urządzeniem zaprojektowanym do zamiany niewielkiego wysiłku w duży przy użyciu pewnego rodzaju płynu do przenoszenia energii. Istnieje wiele typów węzłów, które działają zgodnie z tą zasadą. Popularność systemów tego typu wynika przede wszystkim z ich wysokiej wydajności, niezawodności i względnej prostoty konstrukcji.

Obszar użytkowania

Znaleziono szerokie zastosowanie tego typu systemu:

1. W branży. Bardzo często hydraulika jest elementem konstrukcji maszyn do cięcia metalu, urządzeń przeznaczonych do transportu produktów, ich załadunku/rozładunku itp.
2. W przemyśle lotniczym. Podobne systemy są używane w różnych układach sterowania i podwoziach.
3. W rolnictwie. Za pomocą hydrauliki zwykle steruje się osprzętem ciągników i spycharek.
4. W dziedzinie transportu ładunków. Samochody są często wyposażone w hydraulikęukład hamulcowy.
5. W wyposażeniu statku. Hydraulika w tym przypadku jest wykorzystywana w sterowaniu, jest uwzględniona w konstrukcji turbin.

Zasada działania

Każdy układ hydrauliczny działa na zasadzie konwencjonalnej dźwigni do płynów. Czynnik roboczy dostarczany do takiego węzła (w większości przypadków olej) wytwarza takie samo ciśnienie we wszystkich jego punktach. Oznacza to, że przy niewielkiej sile na małej powierzchni możesz wytrzymać znaczne obciążenie na dużej.

Następnie rozważ zasadę działania takiego urządzenia na przykładzie takiego zespołu jak hydrauliczny układ hamulcowy samochodu. Projekt tego ostatniego jest dość prosty. Jego schemat obejmuje kilka cylindrów (hamulec główny, wypełniony płynem i pomocniczy). Wszystkie te elementy połączone są ze sobą rurkami. Gdy kierowca naciśnie pedał, tłok w pompie hamulcowej porusza się. W efekcie ciecz zaczyna przepływać przez rurki i dostaje się do cylindrów pomocniczych znajdujących się przy kołach. Następnie hamowanie jest aktywowane.

Projektowanie systemów przemysłowych

Hamulec hydrauliczny samochodu - konstrukcja, jak widać, jest dość prosta. Bardziej złożone urządzenia płynne są stosowane w maszynach i mechanizmach przemysłowych. Ich konstrukcja może być inna (w zależności od zakresu zastosowania). Jednak schemat obwodu układu hydraulicznego o konstrukcji przemysłowej jest zawsze taki sam. Zwykle zawiera następujące elementy:

1. Zbiornikdo płynów z ustami i wentylatorem.
2. Filtr zgrubny. Element ten przeznaczony jest do usuwania różnego rodzaju zanieczyszczeń mechanicznych z cieczy wchodzącej do układu.
3. Pompa.
4. System sterowania.
5. Cylinder roboczy.
6. Dwa filtry dokładne (na przewodzie zasilającym i powrotnym).
7. Zawór dystrybucyjny. Ten element konstrukcyjny jest przeznaczony do kierowania płynu do cylindra lub z powrotem do zbiornika.
8. Zawory zwrotne i bezpieczeństwa.

Działanie układu hydraulicznego urządzeń przemysłowych również opiera się na zasadzie dźwigni płynu. Pod wpływem grawitacji olej w takim układzie dostaje się do pompy. Następnie trafia do zaworu sterującego, a następnie do tłoka cylindra, wytwarzając ciśnienie. Pompa w takich układach nie jest przeznaczona do zasysania cieczy, a jedynie do przemieszczania jej objętości. Oznacza to, że ciśnienie nie powstaje w wyniku jego pracy, ale pod obciążeniem tłoka. Poniżej schemat ideowy układu hydraulicznego.

Zalety i wady układów hydraulicznych

Do zalet węzłów działających na tej zasadzie należą:

• Możliwość przenoszenia ładunków o dużych gabarytach i wadze z maksymalną dokładnością.
• Praktycznie nieograniczony zakres prędkości.
• Płynne działanie.
• Niezawodność i długa żywotność. Wszystkie elementy takiego sprzętu można łatwo zabezpieczyć przed przeciążeniem, instalując proste zawory bezpieczeństwa.
• Gospodarka wpraca i mały rozmiar.

Oprócz zalet, hydrauliczne systemy przemysłowe mają oczywiście pewne wady. Należą do nich:

• Zwiększone ryzyko pożaru podczas pracy. Większość płynów stosowanych w układach hydraulicznych jest łatwopalna.
• Wrażliwość sprzętu na zanieczyszczenia.
• Możliwość wycieków oleju, a co za tym idzie konieczność ich eliminacji.

Obliczanie układu hydraulicznego

Przy projektowaniu takich urządzeń bierze się pod uwagę wiele różnych czynników. Należą do nich np. kinematyczny współczynnik lepkości cieczy, jej gęstość, długość rurociągów, średnice prętów itp.

Głównym celem wykonywania obliczeń dla urządzenia takiego jak układ hydrauliczny jest najczęściej określenie:

• Specyfikacje pompy.
• Uderzenia pręta.
• Ciśnienie robocze.
• Wydajność hydrauliczna linii, innych elementów i całego systemu.

Układ hydrauliczny jest obliczany przy użyciu różnych wzorów arytmetycznych. Na przykład straty ciśnienia w rurociągach definiuje się w następujący sposób:

1. Wyliczona długość linii jest dzielona przez ich średnicę.
2. Iloczyn gęstości użytej cieczy i kwadratu średniego natężenia przepływu dzieli się przez dwa.
3. Pomnóż otrzymane wartości.
4. Pomnóż wynik przez współczynnik utraty podróży.

Sama formuławygląda tak:

∆p_i =λ x l_i(p): d x pV² : ^2.

Na ogół w tym przypadku obliczanie strat w liniach odbywa się w przybliżeniu według tej samej zasady, co w tak prostych konstrukcjach, jak hydrauliczne systemy grzewcze. Inne wzory są używane do określenia wydajności pompy, skoku itp.

Rodzaje układów hydraulicznych

Wszystkie takie urządzenia są podzielone na dwie główne grupy: otwarte i zamknięte. Rozważany przez nas powyżej schemat ideowy układu hydraulicznego należy do pierwszej odmiany. Otwarta konstrukcja jest zwykle używana do urządzeń o małej i średniej mocy. W bardziej złożonych systemach zamkniętych zamiast cylindra stosuje się silnik hydrauliczny. Ciecz dostaje się do niej z pompy, a następnie ponownie wraca do linii.

Jak przeprowadzane są naprawy

Ponieważ układ hydrauliczny odgrywa znaczącą rolę w maszynach i mechanizmach, jego utrzymanie często powierzane jest wysoko wykwalifikowanym specjalistom firm zajmujących się tego typu działalnością. Takie firmy zazwyczaj świadczą pełen zakres usług związanych z naprawą specjalistycznego sprzętu i hydrauliki.

Oczywiście w arsenale tych firm znajduje się cały sprzęt niezbędny do produkcji takiej pracy. Naprawy układów hydraulicznych są zwykle wykonywane na miejscu. Przed jego wykonaniem w większości przypadków należy podjąć różne środki diagnostyczne. W tym celu firmy zajmujące się serwisem hydraulicznym stosują specjalne instalacje. Komponenty niezbędne do rozwiązania problemów przynoszą również najczęściej pracownicy takich firm.

Systemy pneumatyczne

Oprócz hydraulicznych, pneumatycznych urządzeń można użyć do wprawienia w ruch węzłów różnego rodzaju mechanizmów. Działają w bardzo podobny sposób. Jednak w tym przypadku energia sprężonego powietrza, a nie wody, zamieniana jest na energię mechaniczną. Zarówno układy hydrauliczne, jak i pneumatyczne wykonują swoją pracę dość skutecznie.

Zaletą urządzeń drugiej odmiany jest przede wszystkim brak konieczności zawracania płynu roboczego z powrotem do sprężarki. Zaletą układów hydraulicznych w porównaniu z pneumatycznymi jest to, że czynnik w nich się nie przegrzewa i nie przechładza, a co za tym idzie nie ma potrzeby włączania w obwód dodatkowych podzespołów i części.