Главная » Арматура » Виды гидравлики: общие классификации. Гидравлическая система: расчет, схема, устройство. Типы гидравлических систем. Ремонт. Гидравлические и пневматические системы Как устроен гидравлический

Виды гидравлики: общие классификации. Гидравлическая система: расчет, схема, устройство. Типы гидравлических систем. Ремонт. Гидравлические и пневматические системы Как устроен гидравлический

Как работает гидравлическая система. В системе присутствуют 4 базовых элемента и множество других элементов, предназначенных для определенных целей. Вот описание этих 4 базовых элементов.

Резервуар для жидкости. Это бак или другой сосуд, в котором содержится жидкость, питающая систему.
Жидкостный контур. Это трубы, по которым жидкость проходит из одного элемента системы в другой.
Гидравлический насос. Это устройство прокачивает жидкость через контур, создавая энергию для производства работы.
Гидравлический мотор или цилиндр. Этот элемент производит "движение", получая энергию от насоса.
- Вспомогательный элементы, управляющие или регулирующие жидкостью, такие, как клапаны, удаляющие излишнюю жидкость, регуляторы, аккумуляторы, переключатели давления, измерители давления.

Определите тип источника энергии, нужный для вашей системы. Это может быть электромотор, двигатель внутреннего сгорания, энергия пара, ветра или воды. Самым главным условием является доступность и способность создавать достаточный крутящий момент.

Изучите простые, повседневные гидравлические системы, чтобы лучше понять принцип. Гидроподъемник позволяет обычному человеку поднять более 20 тонн. Гидроусилитель руля в автомобиле снижает количество необходимой силы для поворота руля, а гидравлический дровокол позволяет расколоть самое твердое дерево.

Создайте план своей гидравлической системы, используя необходимые параметры. Определите, какой источник энергии вы собираетесь использовать для создания давления, а также тип контрольных клапанов, тип насоса и труб. Вам необходимо выбрать способ доставки энергии, чтобы выполнить задачу, ради которой вы создаете гидравлическую систему, например, чтобы поднять тяжелый груз или расколоть дерево.

Определите количество работы, которое должна выполнять система, чтобы правильно попдобрать размеры компонентов. Системе с большой вместительностью понадобится насос большого объема. Объем вычисляется в литрах в минуту, а давление - в килограммах на квадратный сантиметро. Все это также относится к гидравлическому мотору или цилиндру, который будет приводить устройство в движение. Например, цилиндр, используемый в погрузчиках. Он требует "X" литров масла под давлением "Y", чтобы поднять"___" килограммов на"___" метров.

Выберите подходящий резервуар для жидкости. Подойдет стальной или пластиковый бак с герметичными зажимами для шлангов. Помните, что бак не находится под давлением во время работы системы, однако вам понадобится клапан на случай, если излишняя жидкость пойдет обратно в бак.

Выберите подходящий материал для создания контура. Укрепленные резиновые шланги с О-образными уплотнителями будут самым простым решением, но высокопрочные стальные трубы намного прочнее и требуют меньше ремонта.

Выберите подходящую клапанную систему. Простой жидкостный клапан, подходящий для давления в вашей системе, вполне сойдет в качестве контрольного клапана, но для более сложных действий понадобится золотник, позволяющий контролировать нестационарный поток, а также менять направление потока в системе.

Выберите тип и вместимость насоса. Существует два вида гидравлических насосов. Первый - "Генератор" - проталкивающий жидкость через две и более сцепленные шестерни в герметичном кожухе. Второй - "роликовый" - использующий несколько цилиндрических роликов вокруг камеры в герметичном кожухе. Каждый имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбирайте наиболее подходящий.

Подключите к насосу подходящий мотор. Насосы могут работать от прямого привода, через понижающую передачу, цепь, ремни и звездочку. Выбор зависит от предназначения устройства.

Гидравлическая система представляет собой устройство, предназначенное для преобразования небольшого усилия в значительное с использованием для передачи энергии какой-либо жидкости. Разновидностей узлов, функционирующих по этому принципу, существует множество. Популярность систем этого типа объясняется прежде всего высокой эффективностью их работы, надежностью и относительной простотой конструкции.

Сфера использования

Широкое применение системы этого типа нашли:

В промышленности. Очень часто гидравлика является элементом конструкции металлорежущих станков, оборудования, предназначенного для транспортировки продукции, ее погрузки/разгрузки и т. д.
В авиакосмической отрасли. Подобные системы используются в разного рода средствах управления и шасси.
В сельском хозяйстве. Именно через гидравлику обычно происходит управление навесным оборудованием тракторов и бульдозеров.
В сфере грузоперевозок. В автомобилях часто устанавливается гидравлическая
В судовом в данном случае используется в рулевом управлении, входит в конструктивную схему турбин.

Принцип действия

Работает любая гидравлическая система по принципу обычного жидкостного рычага. Подаваемая внутрь такого узла рабочая среда (в большинстве случаев масло) создает одинаковое давление во всех его точках. Это означает то, что, приложив малое усилие на маленькой площади, можно выдержать значительную нагрузку на большой.

Далее рассмотрим принцип действия подобного устройства на примере такого узла, как гидравлическая Конструкция последней довольно-таки проста. Схема ее включает в себя несколько заполненный жидкостью, и вспомогательные). Все эти элементы соединены друг с другом трубками. При нажатии водителем на педаль поршень в главном цилиндре приходит в движение. В результате жидкость начинает перемещаться по трубкам и попадает в расположенные рядом с колесами вспомогательные цилиндры. После этого и срабатывает торможение.

Устройство промышленных систем

Гидравлический тормоз автомобиля — конструкция, как видите, довольно-таки простая. В промышленных машинах и механизмах используются жидкостные устройства посложнее. Конструкция у них может быть разной (в зависимости от сферы применения). Однако принципиальная схема гидравлической системы промышленного образца всегда одинакова. Обычно в нее включаются следующие элементы:

Резервуар для жидкости с горловиной и вентилятором.
Фильтр грубой очистки. Этот элемент предназначен для удаления из поступающей в систему жидкости разного рода механических примесей.
Насос.
Система управления.
Рабочий цилиндр.
Два фильтра тонкой очистки (на подающей и обратной линиях).
Распределительный клапан. Этот элемент конструкции предназначен для направления жидкости к цилиндру или обратно в бак.
Обратный и предохранительный клапаны.

Работа гидравлической системы промышленного оборудования также основывается на принципе жидкостного рычага. Под действием силы тяжести масло в такой системе попадает в насос. Далее оно направляется к распределительному клапану, а затем - к поршню цилиндра, создавая давление. Насос в таких системах предназначен не для всасывания жидкости, а лишь для перемещения ее объема. То есть давление создается не в результате его работы, а под нагрузкой от поршня. Ниже представлена принципиальная схема гидравлической системы.

Преимущества и недостатки гидравлических систем

К достоинствам узлов, работающих по этому принципу, можно отнести:

Возможность перемещения грузов больших габаритов и веса с максимальной точностью.
Практически неограниченный диапазон скоростей.
Плавность работы.
Надежность и долгий срок службы. Все узлы такого оборудования можно легко защитить от перегрузок путем установки простых клапанов сброса давления.
Экономичность в работе и небольшие размеры.

Помимо достоинств, имеются у гидравлических промышленных систем, конечно же, и определенные недостатки. К таковым относят:

Повышенный риск возгорания при работе. Большинство жидкостей, используемых в гидравлических системах, являются горючими.
Чувствительность оборудования к загрязнениям.
Возможность протечек масла, а следовательно, и необходимость их устранения.

Расчет гидравлической системы

При проектировании подобных устройств принимается во внимание множество самых разных факторов. К таковым можно отнести, к примеру, кинематический жидкости, ее плотность, длину трубопроводов, диаметры штоков и т. д.

Основными целями выполнения расчетов такого устройства, как гидравлическая система, чаще всего является определение:

Характеристик насоса.
Величины хода штоков.
Рабочего давления.
Гидравлических характеристик магистралей, других элементов и всей системы в целом.

Производится расчет гидравлической системы с использованием разного рода арифметических формул. К примеру, потери давления в трубопроводах определяются так:

Расчетную длину магистралей делят на их диаметр.
Произведение плотности используемой жидкости и квадрата средней скорости потока делят на два.
Перемножают полученные величины.
Умножают результат на коэффициент путевых потерь.

Сама формула при этом выглядит так:

∆p i = λ х l i(p) : d х pV 2: 2.

В общем, в данном случае расчет потерь в магистралях выполняется примерно по тому же принципу, что и в таких простых конструкциях, как гидравлические системы отопления. Для определения характеристик насоса, величины хода поршня и т. д. используются другие формулы.

Типы гидравлических систем

Подразделяются все такие устройства на две основные группы: открытого и закрытого типа. Рассмотренная нами выше принципиальная схема гидравлической системы относится к первой разновидности. Открытую конструкцию имеют обычно устройства малой и средней мощности. В более сложных системах закрытого типа вместо цилиндра используется гидродвигатель. Жидкость поступает в него из насоса, а затем снова возвращается в магистраль.

Как выполняется ремонт

Поскольку гидравлическая система в машинах и механизмах играет значимую роль, ее обслуживание часто доверяют высококвалифицированным специалистам занимающихся именно этим видом деятельности компаний. Такие фирмы обычно оказывают весь комплекс услуг, связанных с ремонтом спецтехники и гидравлики.

Разумеется, в арсенале этих компаний имеется все необходимое для производства подобных работ оборудование. Ремонт гидравлических систем обычно выполняется на месте. Перед его проведением при этом в большинстве случаев должны быть произведены разного рода диагностические мероприятия. Для этого компании, занимающиеся обслуживанием гидравлики, используют специальные установки. Необходимые для устранения проблем комплектующие сотрудники таких фирм также обычно привозят с собой.

Пневматические системы

Помимо гидравлических, для приведения в движение узлов разного рода механизмов могут использоваться пневматические устройства. Работают они примерно по тому же принципу. Однако в данном случае в механическую преобразуется энергия сжатого воздуха, а не воды. И гидравлические, и пневматические системы довольно-таки эффективно справляются со своей задачей.

Плюсом устройств второй разновидности считается, прежде всего, отсутствие необходимости в возврате рабочего тела обратно к компрессору. Достоинством же гидравлических систем по сравнению с пневматическими является то, что среда в них не перегревается и не переохлаждается, а следовательно, не нужно включать в схему никаких дополнительных узлов и деталей.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru//

1.Гидравлическая система

Наиболее распространены системы управления первой группы -- гидравлические. В этом случае машинист прикладывает меньше усилий на перемещение рукояток, чем при механическом управлении, в результате чего снижается утомляемость машиниста. Конструктивно более просто решается разводка систем управления с помощью гидравлических трубопроводов и шлангов. Примером может служить управление выносными опорами. Комбинированная система позволяет использовать рычажно-шар-нирные передачи прежде, чем включится в работу гидрораспределитель. При этом гидрораспределители размещают в отдельном блоке с выводом рукояток в удобное для работы место.

Электрогидравлическая система имеет следующие преимущества: небольшие усилия на приборах управления, возможность дистанционного управления, большой кпд, небольшая масса и малая металлоемкость благодаря небольшому количеству проводов. Недостаток этой системы в том, что при резком включении и остановке механизмов возникают значительные динамические нагрузки. Электрогидравлическое управление с пропорциональными распределителями исключает этот недостаток. Для машин с электроприводом применяют электрическую систему управления.

Аппаратура управления приводами представляет собой систему устройств из сцепных муфт включения, тормозов, гидроклапанов, гидрораспределителей.

При гидравлической системе управления рабочими органами машин и их элементами все операции (подъем, опускание) обеспечиваются с помощью насосов, гидрораспределителей (механизмов управления), силовых исполнительных гидроцилиндров, запорных и предохранительных кранов и устройств.

Гидравлическая система управления включает элементы механизма привода, состоящего из одного или нескольких гидронасосов, устанавливаемых либо непосредственно на двигателе базовой машины и получающих от него привод, либо на специальном редукторе отбора мощности, также получающем привод от двигателя базовой машины; элементы механизма управления, состоящие из системы распределительных устройств (одного или нескольких гидрораспределителей), устанавливаемых, как правило, в кабине машиниста и предназначенных для включения и выключения определенных исполнительных механизмов и гидравлической следящей системы; элементы исполнительных механизмов и устройств, состоящие из гидроцилиндров или из гидродвигателей; элементы вспомогательных устройств, состоящие из бака для рабочей жидкости, магистральных фильтров, трубопроводов, запорных устройств (гидроклапанов, вентилей, заглушек и др.).

Принципиальная схема работы гидросистемы. Из бака рабочая жидкость по всасывающему трубопроводу поступает к шестеренчатому или лопастному или другому насосу, который в результате привода, получаемого непосредственно от двигателя базовой машины или специального редуктора, подает ее по трубопроводу под давлением к распределительному устройству (гидрораспределителю) и далее также под давлением в одну или в другую полость исполнительного гидроцилиндра, .соединенного с тем или другим рабочим органом машины. При направлении рабочей жидкости в одну или в другую полость исполнительного гидроцилиндра шток его, а вместе с ним система рычагов приводит в действие рабочий или другой орган машины, поднимая или опуская его или перемещая в одну или в другую сторону.

В гидравлическом приводе машин вращательное движение вала двигателя превращается во вращательное движение вала насоса, а вращение последнего превращается в поступательное движение поршня силового гидроцилиндра и далее через шток гидроцилиндра передается к исполнительным рабочим органам.

Из гидравлического бака по всасывающему трубопроводу рабочая жидкость поступает к насосу, который нагнетает ее по напорной линии к насосной полости гидрораспределителя. После этого работа гидропривода зависит от того, в какое положение будет поставлена рукоятка и связанный с ней золотник гидрораспределителя.

Гидрораспределитель состоит из корпуса, размещенного в осевом отверстии корпуса золотника и рукоятки.

Осевое отверстие корпуса гидрораспределителя снабжено специальными ответвляющими полостями. Полость соединяет гидрораспределитель с насосом, полости и подводят рабочую жидкость к гидроцилиндру, а сливные полости к соединяют гидрораспределитель с гидробаком.

В положении I пояски золотника перекрывают доступ рабочей жидкости из полости в полости к, г также слив из них через полости и. В рассматриваемом случае рабочая жидкость, находящаяся в гидроцилиндре, заперта и управляемый элемент рабочего оборудования неподвижен (находится в нейтральном положении). В дальнейшем рабочая жидкость, поступая от насоса к гидрораспределителю, повышает давление в напорной гидролинии и, преодолев сопротивление пружины переливного клапана 11, встроенного в гидрораспределитель по каналам и сливается обратно в гидробак.

В положении II, когда золотник находится в нижней части осевой расточки гидрозолотника, полость соединяется с полостью гидроцилиндра, а полость гидроцилиндра - с полостью. Тогда поршень гидроцилиндра будет выдвигаться в верхнее положение.

В положении III, когда золотник 6 будет находиться в верхней части осевой расточки гидрозолотника, направление подачи слива рабочей жидкости будет меняться на противоположное, соответственно поршень гидроцилиндра будет перемещаться в обратном направлении.

При полностью опущенном положении золотника б (положение IV) полость изолирована от обеих полостей и гидроцилиндра, которые в это время соединяются со сливными полостями. Таким образом, при воздействии внешней нагрузки от рабочего оборудования поршень (соответственно и шток) гидроцилиндра перемещается, свободно перекачивая находящуюся в нем рабочую жидкость из одной полости в другую. Такое положение называют "плавающим". Оно используется при перемещении рабочих машин, когда машина, например бульдозер или скрепер, транспортирует набранный грунт, не производя при этом заглубления рабочего органа в грунт.

В гидроприводах в качестве рабочей жидкости применяют минеральные масла, которые выбираются в зависимости от условий работы гидросистемы (летний или зимний период, климатические особенности и др.).

2.Техническое обслуживание

В современных дорожно-строительных машинах гидропривод работает при высоких давлениях, доходящих до 20-40 МПа. При этом в процессе работы температура, рабочих жидкостей гидросистем колеблется от --60 до +Ю0 °С. Поэтому для обеспечения необходимой работоспособности рабочие жидкости должны отвечать основным требованиям: вязкость должна как можно меньше изменяться при колебаниях температуры от --50 до + 50 °С и как можно меньше должно находиться механических примесей (так как это ведет к закупорке маслопроводящих путей) и агрессивных веществ; рабочие жидкости не должны вызывать набухание резинотехнических изделий (сальников, прокладок и др.).

Гидроприводы по принципу действия подразделяются на два вида -- гидростатические и гидродинамические.

Гидростатический привод состоит из насоса как ведущего звена, получающего движение от вала двигателя или какого-либо промежуточного вала (вала отбора мощности и др.). Насос, забирая из гидробака рабочую жидкость, подает ее по трубопроводу к гидрораспределителю и далее через гидрораспределитель к исполнительному (рабочему) органу машины. Рабочая жидкость, отработав в замкнутой системе гидропривода, поступает в гидробак и далее под действием насоса направляется к гидрораспределителю и т.д.

Гидродинамический привод состоит из насосного колеса как ведущего звена, получающего движение от вала двигателя или какого-либо промежуточного вала (вала отбора мощности и др.), которое, забирая из гидробака рабочую жидкость, подает ее к турбинному колесу, заполняя его и приводя во вращение, а вместе с ним и исполнительный (рабочий) орган машины или какой-либо другой (другие) элемент машины, например, ходовые колеса. Рабочая жидкость, отработав в замкнутой системе гидродинамического привода, поступает в гидробак и далее под действием насосного колеса направляется к турбинному колесу и т. д.

Гидродинамическую передачу с двумя лопастными колесами (насосным и турбинным) называют гидромуфтой, а с тремя и более (насосным, реакторным и турбинным) -- гидротрансформатором.

В дорожно-строительных машинах для привода рабочих органов преимущественное распространение имеет гидростатическая система. Эта система обеспечивает возможность применения и обслуживания относительно большого количества постов, жесткую связь с исполнительными (рабочими) органами, легкое и быстрое реверсирование исполнительных (рабочих) органов, независимое расположение элементов управления от других элементов и устройств гидропривода, простое и легкое управление рычагами гидрораспределителя.

Положительные свойства гидростатической системы, в частности, обеспечение жесткости связи с элементами исполнительных (рабочих) органов машин (вследствие несжимаемости жидкостей), позволяют принудительно перемещать и удерживать рабочие органы машин и оборудования (например, заглублять режущие элементы рабочих органов в грунт и удерживать их в требуемом положении). В то же время система имеет ряд недостатков: небольшой ход механизмов и элементов исполнительных (рабочих) органов; малые поступательные скорости движения элементов рабочих органов (не более 0,2 м/с); необходимость применения для работы специальных рабочих жидкостей, которые в зависимости от климатических условий (лето, зима) приходится часто менять в системе; трудоемкость и сложность наладки, настройки, технического обслуживания системы.

К основному оборудованию, применяемому для работы гидросистем и гидроприводов, относятся насосы, гидрораспределители, клапаны, регуляторы давления. гидравлический привод насос шестеренчатый

Насосы, применяемые в гидроприводах дорожно-строительных машин, подразделяются на аксиально-поршневые, шестеренчатые и лопастные.

Наибольшее применение имеют шестеренчатые и лопастные. Однако аксиально-поршневые насосы, обладающие способностью создавать наиболее высокие давления в гидросистемах (учитывая современные тенденции развития гидроприводов, направленные на повышение давления в гидросистемах машин), получают значительное распространение.

Шестеренчатый насос представляет собой две сопряженные шестерни размещенные в корпусе. При вращении указанных шестерен захватываемая (всасываемая) ими из камеры рабочая жидкость через пространства (между зубьями шестерен, а также между зубьями шестерен и корпусом насоса) направляется в нагнетательную полость и далее под давлением в трубопроводы. Выступающий из корпуса насоса вал ведущей шестерни имеет шлицевую нарезку, посредством которой насос соединяется с валом отбора мощности или с валом редуктора. Шестеренчатые насосы являются обратимыми, т. е. эти насосы могут работать и как насосы, и как гидродвигатели.

Лопастный (шиберный) насос состоит из статора, размещенного в корпусе с внутренней поверхностью в форме, близкой эллипсу. По этой поверхности, вращаясь, скользят лопасти-лопатки, перемещающиеся в полостях ротора. Ротор насоса, насаженный на шлицевый вал, вместе с лопастями-лопатками вращается между двумя вкладышами. В каждом из вкладышей имеется по четыре отверстия (окне), равномерно расположенных по окружности, из которых два диаметрально противоположных соединены с имеющимися в корпусе насоса каналами всасывания, а два других -- с каналами нагнетания. Во время вращения ротора насоса лопасти-лопатки под действием центробежной силы и давления рабочей жидкости, перемещаясь в пазах, прижимаются к внутренней поверхности статора. При вращении ротора пространство (объем) между смежной парой лопастей-лопаток, а также ротором и статором вследствие эллиптической формы внутренней поверхности статора меняется, в результате чего при увеличении указанного выше пространства (объема) происходит всасывание рабочей жидкости, а при уменьшении пространства (объема) -- нагнетание. Следовательно, за один оборот вала насоса процесс всасывания и нагнетания происходит дважды, поэтому лопастные насосы называют насосами двойного действия. Противоположное расположение камер всасывания (подводящее отверстие 6) и нагнетания (сливное отверстие) способствует уравновешиванию давления рабочей жидкости на ротор, освобождая цапфы насоса от односторонних радиальных нагрузок.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Насосы - гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей. Принцип действия насосов. Центробежные насосы. Объемные насосы. Монтаж вертикальных насосов. Испытания насосов. Применение насосов различных конструкций. Лопастные насосы.

реферат , добавлен 15.09.2008

Принципиальная схема и состав гидросистемы привода конвейера каналокопателя. Расчет и выбор гидродвигателя, насоса, трубопровода. Подбор предохранительного клапана, фильтра и манометра. Вычисление КПД гидропередачи, определение теплового баланса системы.

курсовая работа , добавлен 30.04.2013

Применение лопастных насосов для перекачки жидкостей - от химикатов до сжиженных газов. Одноступенчатые и многоступенчатые насосы. Организации монтажа насоса, проведение контроля его качества. Обслуживание и ремонт насоса. Соблюдение техники безопасности.

курсовая работа , добавлен 07.12.2016

Использование штанговых скважинных насосов для подъема нефти на поверхность. Техническая схема станка-качалки. Установки погружных электроцентробежных, винтовых, диафрагменных электронасосов. Система периодической и непрерывной газолифтной добычи.

курсовая работа , добавлен 11.05.2011

Развитие добывающей и перерабатывающей промышленности, назначение и применение горных машин. Техническое описание вибрационного грохота, возможные отказы, методы и средства их устранения, техническое обслуживание, необходимое количество запасных частей.

курсовая работа , добавлен 21.03.2010

Техническая характеристика роторных насосов. Назначение и принцип работы консольных насосов, их конструктивные особенности. Определение оптимальной зоны работы центробежного насоса, изменения производительности насосной станции, подачи по трубопроводу.

курсовая работа , добавлен 23.11.2011

Диапазон и условия работы центробежных лопастных машин (вентиляторов, нагнетателей и компрессоров). Назначение диффузора и обводного канала. Уравнение Эйлера для рабочего колеса. Производительность, мощность и совместная работа центробежной машины.

презентация , добавлен 07.08.2013

Виды систем охлаждения и принцип их работы, устройство и работа приборов жидкостной системы. Проверка уровня и плотности жидкости, заправка системы, регулировка натяжения ремня привода насоса. Основные неисправности и техническое обслуживание системы.

реферат , добавлен 02.11.2009

Принцип действия, устройство, схема вихревого насоса, его характеристики. Рабочее колесо вихревого насоса. Движение жидкости в проточных каналах. Способность к сухому всасыванию. Напор и характеристики вихревых насосов. Гидравлическая радиальная сила.

презентация , добавлен 14.10.2013

Анализ работы гидравлического привода. Предварительный и уточненный расчет гидросистемы. Выбор насоса, гидроцилиндра, трубопровода. Расчет предохранительного клапана, золотникового гидрораспределителя. Исследование устойчивости гидрокопировальной системы.

10 февраля 2016

Сфера использования

Широкое применение системы этого типа нашли:

В промышленности. Очень часто гидравлика является элементом конструкции металлорежущих станков, оборудования, предназначенного для транспортировки продукции, ее погрузки/разгрузки и т. д.
В авиакосмической отрасли. Подобные системы используются в разного рода средствах управления и шасси.
В сельском хозяйстве. Именно через гидравлику обычно происходит управление навесным оборудованием тракторов и бульдозеров.
В сфере грузоперевозок. В автомобилях часто устанавливается гидравлическая тормозная система.
В судовом оборудовании. Гидравлика в данном случае используется в рулевом управлении, входит в конструктивную схему турбин.

Принцип действия

Далее рассмотрим принцип действия подобного устройства на примере такого узла, как гидравлическая тормозная система автомобиля. Конструкция последней довольно-таки проста. Схема ее включает в себя несколько цилиндров (главный тормозной, заполненный жидкостью, и вспомогательные). Все эти элементы соединены друг с другом трубками. При нажатии водителем на педаль поршень в главном цилиндре приходит в движение. В результате жидкость начинает перемещаться по трубкам и попадает в расположенные рядом с колесами вспомогательные цилиндры. После этого и срабатывает торможение.

Устройство промышленных систем

Резервуар для жидкости с горловиной и вентилятором.
Фильтр грубой очистки. Этот элемент предназначен для удаления из поступающей в систему жидкости разного рода механических примесей.
Насос.
Система управления.
Рабочий цилиндр.
Два фильтра тонкой очистки (на подающей и обратной линиях).
Распределительный клапан. Этот элемент конструкции предназначен для направления жидкости к цилиндру или обратно в бак.
Обратный и предохранительный клапаны.

Преимущества и недостатки гидравлических систем

К достоинствам узлов, работающих по этому принципу, можно отнести:

Возможность перемещения грузов больших габаритов и веса с максимальной точностью.
Практически неограниченный диапазон скоростей.
Плавность работы.
Надежность и долгий срок службы. Все узлы такого оборудования можно легко защитить от перегрузок путем установки простых клапанов сброса давления.
Экономичность в работе и небольшие размеры.

Повышенный риск возгорания при работе. Большинство жидкостей, используемых в гидравлических системах, являются горючими.
Чувствительность оборудования к загрязнениям.
Возможность протечек масла, а следовательно, и необходимость их устранения.

Расчет гидравлической системы

При проектировании подобных устройств принимается во внимание множество самых разных факторов. К таковым можно отнести, к примеру, кинематический коэффициент вязкости жидкости, ее плотность, длину трубопроводов, диаметры штоков и т. д.

Характеристик насоса.
Величины хода штоков.
Рабочего давления.
Гидравлических характеристик магистралей, других элементов и всей системы в целом.

Расчетную длину магистралей делят на их диаметр.
Произведение плотности используемой жидкости и квадрата средней скорости потока делят на два.
Перемножают полученные величины.
Умножают результат на коэффициент путевых потерь.

Сама формула при этом выглядит так:

∆p i = λ х l i(p) : d х pV 2: 2.

Типы гидравлических систем

Как выполняется ремонт

Пневматические системы

Преимущества гидравлических систем по сравнению с другими методами передачи мощности являются:

Простота конструкции . В большинстве случаев, несколько компонентов гидросистем в связке могут заменить более сложные механические связи.
Гибкость . Гидравлические компоненты могут быть расположены со значительной гибкостью. Трубы и шланги вместо механических элементов практически полностью устраняют проблемы в выборе местоположения.
Плавность . Гидравлические системы обладают плавностью и тишиной в работе. Вибрации сведены к минимуму.
Управление. Контроль в широком диапазоне скоростей и сил достаточно просто реализовать.
Стоимость . Высокая производительность с минимальными потерями на трение обеспечивает стоимость передачи мощности на минимальном уровне.
Защита от перегрузки . Автоматические клапаны предохраняют систему от поломки от перегрузки.

Основным недостатком гидравлической системы является сохранение прецизионных деталей в нормальном состоянии, когда они подвергаются воздействию плохих климатических условий и загрязнений. Защита от ржавчины, коррозии, грязи, масла, износа и других неблагоприятных условий окружающей среды является очень важным условием. Ниже рассмотрим несколько основных типов гидравлических систем.

Гидравлический домкрат

Эта система (рисунок 1) состоит из резервуара с жидкостью, системы клапанов и штоков, представляет собой гидрорычаг Паскаля. Перемещение маленького штока (насоса) вниз приводит к подёму вверх большого штока(подъёмный цилиндр) с нагрузкой. Так как давление под маленьким и большим штоками одинаковое, а площади штоков (на которые это давление воздействует) разные, то в соответствии с законом Паскаля, при небольшом усилии на шток насоса, достигается значительно большее усилие на подъемном цилиндре.

На рисунке 1 в верхней части показан такт впуска. Выпускной обратный клапан закрывается под давлением при нагрузке, и всасывающий обратный клапан открывается таким образом, что жидкость из резервуара заполняет насосную камеру. В нижней схеме рисунка 1 плунжер насоса перемещается вниз. Впускной обратный клапан закрывается под давлением и открывает выпускной клапан. Масса жидкости закачивается под большим поршнем, чтобы поднять его. Чтобы опустить нагрузку, в системе предусмотрен третий клапан (игольчатый клапан). При его открытии, объем жидкости под большим поршнем сообщяется с резервуаром. Нагрузка опускает большой подъемный шток вниз и выдавливает жидкость обратно в резервуар.

вверху - такт впуска и удержания нагрузки, внизу - такт выпуска и подъема нагрузки.

Рисунок 1 - Гидравлический домкрат

Реверсивный гидромотор

На рисунках 2 и 3 показан гидравлический насос с механическим приводом и гидравлический реверсивный роторный мотор. Клапан направления потока (реверсивный клапан) направляет поток жидкости или к одной или к другой стороне гидромотора и обратно в резервуар. Так достигается возможность работы гидравлического мотора с разным направлением вращения (реверсивность) Предохранительный клапан защищает систему от избыточного давления и может создать обход выхода потока жидкости из насоса обратно в резервуар, если давление поднимается слишком высоко.

Рисунок 2 - Реверсивный гидромотор

Рисунок 3 - Реверсивный гидромотор (продолжение)

Система с открытым центром

В этой системе, распределительный клапан управления, должен быть открыт в центре, чтобы поток масла, проходил через клапан и возвращался в резервуар. Рисунок 4 показывает эту систему в нейтральном положении. Для того, чтобы одновременно работать с несколькими гидравлическими функциями, система с открытым центром должна иметь правильные соединения, которые обсуждаются ниже. Система с открытым центром эффективна для выполнения отдельных гидравлический функций и имеет ограничения с выполнением множества функций.

Рисунок 4 - Гидравлическая система с открытым центром.

(1) Последовательное соединение. На рисунке 5 изображена система с открытым центром при последовательном соединении гидравлических потребителей/распределителей. Поток масла от насоса направляется к трём распределительным клапанам последовательно. Центр каждого распределителя в нейтральном положении открыт, что бы поток масла свободно перемещался от насоса к резервуару. Направление движение потока масла указано стрелками. Поток из выхода первого клапана направляется на вход второго, и так далее. Когда распределительный клапан работает, входящее масло поступает в цилиндр, который управляется соответственным клапаном-распределителем. Возвращаемая жидкость из цилиндра направляется через возвратный трубопровод и к следующему клапану.

Рисунок 5 - Гидравлическая система с открытым центром и последовательным соединением.

Эта система эффективна только если работает одновременно один клапан-распределитель. Когда это происходит, полный поток масла и давления на выходе из насоса доступны для этой функции. Однако, если более чем один клапан-распределитель работает, общее количество давления и потока, необходимое для каждой функции не может превышать параметр сброса системы (установки клапана сброса).

2) Последовательно-параллельное соединение. Рисунок 6 показывает изменение по сравнению с последовательным соединении. Масло из насоса направляется через распределительные клапаны последовательно, а также параллельно. Клапаны иногда "нагромождают", чтобы обеспечить дополнительные проход потока. В нейтральном положении, жидкость проходит через клапаны последовательно, как стрелки указывают. Тем не менее, когда какой - либо клапан-распределитель срабатывает, выпуск на работающем клапане закрывается, но поток масла становится доступен для всех других клапанов через параллельное соединение.

Рисунок 6 - Гидравлическая система с открытым центром и последовательно-параллельным соединением.

Когда два или более клапанов работают одновременно, цилиндр, который нуждается в наименьшем давлении будет работать первым, а затем цилиндр со следующим меньшим давлением и так далее. Эта способность работать с двумя или более клапанами одновременно является преимуществом по сравнению с последовательным соединением.

(3) Делитель потока. Рисунок 7 показывает систему с открытым центром и делителем потока. Делитель потока получает объем масла из насоса и делит его между двумя функциями. Например, делитель потока может быть установлен, чтобы открыть левую сторону первой в этом случае, если оба управляющих клапана были одновременно приведены в действие. Или он может разделить поток масла на обе стороны, в равной степени или в разном процентном отношении. Для такой системы с делителем потока, насос должен быть достаточно производительным, чтобы управлять всеми функциями одновременно. Он также должен питать жидкостью при максимальном давлении самую главную из гидравлических функций. А это означает, что большое количество лошадиных растрачиваются при работе только одного управляющего клапана.

Рисунок 7 - Гидравлическая система с открытым центром и делителем потока.

Система с закрытым центром

В этой системе, насос может бездействовать (находиться в режиме ожидания), когда масло не требуется для работы функции. Это означает, что управляющий клапан (распределитель) закрыт в центре, останавливая поток масла из насоса. Рисунок 8 показывает схематично гидравлическую систему с закрытым центром во время работы гидравлической функции. Для того, чтобы работали одновременно несколько функций, гидравлическая система с закрытым центром имеет следующие соединения:

Рисунок 8 - Гидравлическая система с закрытым центром.

(1) Насос с постоянной подачей и аккумулятором. На рисунке 9 показана гидравлическая система с закрытым центром и аккумулятором. В этой системе имеется небольшой насос, но в постоянном объеме заряжает аккумулятор. Когда аккумулятор заряжается до полного давления, разгрузочный клапан отклоняет поток насоса обратно в резервуар. Обратный клапан удерживает масло под давлением в контуре.

Рисунок 9 - Гидравлическая система с закрытым центром и аккумулятором.

Когда управляющий клапан работает, аккумулятор разряжает свою масло под давлением и приводит в движение цилиндр. Поскольку давление начинает падать, разгрузочный клапан открывается и направляет поток насоса в аккумулятор для подзарядки потока. Эта система, используя небольшого объёма насос, эффективна в случаях когда масло требуется только в течение короткого промежутка времени. Тем не менее, когда для работы гидравлической функции нужно много масла в течение более длительных периодов, система с аккумулятором может не справиться с этим, если аккумулятор не очень велик.

(2) Насос с изменяемым расходом . Рисунок 10 показывает гидравлическую систему с закрытым центром и насосом переменного расхода при нейтральном положении управляющего клапана. Когда управляющий клапан в нейтральном положении (центр закрыт), масло закачивается, пока давление не поднимается до заданного уровня. Клапан регулирования давления позволяет насосу отключить самого себя и поддерживать это давление в клапане. Насос находится в режиме ожидания(stand by) Расход масла насосом близок к нулю (восполняются собственные утечки в насосе), давление равно установкам клапана давления ожидания насоса.

Когда распределительный клапан срабатывает (перемещается вверх), масло отводится от насоса к нижней части полости цилиндра. Падение давления, вызванное сообщением линии давления насоса и нижней полости цилиндра, приводит насос из режима ожидания в рабочий режим, чтобы создать поток масла и давление на дно поршня, для подъема груза.

Рисунок 10 - Гидравлическая система с закрытым центром и насосом переменного расхода.

В это время, верхняя полость цилиндра соединяется с возвратной линией, что позволяет маслу выталкиваться из поршня, чтобы возвращаться в резервуар или в насос. Когда управляющий клапан возвращается в нейтральное положение, то масло становится запертым по обе стороны цилиндра, а поступление давления от насоса к гидроцилиндру наглухо перекрыто. После этой последовательности, насос снова переходит в режим ожидания. Перемещение золотника в нижнее положение направляет масло к верхней части полости поршня и приводит к перемещению груза вниз. Масло из нижней части поршня направляется в обратную линию в резервуар.

Рисунок 11 показывает ту же систему с закрытым центром, но с подкачивающим насосом (насос зарядки), который перекачивает масло из резервуара в насос переменного расхода. Во время работы насоса подпитки создаётся необходимое давление для основного насоса и необходимое количество масла для него. Всё это делает работу насоса переменного расхода более эффективным. Возврат масла из работающих гидравлических функций всей гидросистемы, направляется непосредственно к входному отверстию насоса с переменным расходом.

Рисунок 11 - Гидравлическая система с закрытым центром и подкачивающим насосом.

Поскольку современным машинам нужно больше гидравлической мощности, гидравлическая система с закрытым центром является более выгодной. Например, на тракторе, масло может потребоваться для усилителя руля, усилителя тормозов, рабочих цилиндров, трех-точечной навески, погрузчика и другого навесного оборудования. В большинстве случаев, каждая функция требует различное количество масла. В системах с закрытым центром, количество масла для каждой функции можно задавать с помощью линии или размера клапана или путем дросселирования с меньшим количеством внутренней генерации тепла по сравнению с применением делителей потоков в сопоставимой системе с открытым центром. Другими преимуществами системы с закрытым центром является:

Не требует разгрузочных клапанов, так как насос просто выключается сам по себе при достижении давления в режиме ожидания. Это предотвращает накопление тепла в, по сравнению в системах где часто достигается давления сброса.
Имеет линии, клапаны и цилиндры, которые могут быть адаптированы к требованиям потока каждой функции.
Запас потока масла для полной работы и скорости гидравлической системы, доступен при низких оборотах двигателя в минуту (об/мин). Больше функций могут быть задействованы одновременно.

Большая эффективность работы в некоторых случаях. Например, гидравлические функции, такие как тормоза, которые требуют силы, но очень малого движения поршня. Удерживая клапан открытым, в режиме ожидания давление постоянно воздействует на тормозной поршень без потери эффективности, так как насос возвращается в режим ожидания.

Напечатать