Гідравлічна система: розрахунок, схема, пристрій. Типи гідравлічних систем. Ремонт. Гідравлічні і пневматичні системи
Гідравлічна система являє собою пристрій, призначений для перетворення невеликого зусилля в значне з використанням для передачі енергії будь-якої рідини. Різновидів вузлів, що функціонують за цим принципом, існує безліч. Популярність систем цього типу пояснюється насамперед високою ефективністю їх роботи, надійністю і відносною простотою конструкції.
Содержание
Сфера використання
Широке застосування системи цього типу знайшли:
- У промисловості. Дуже часто гідравліка є елементом конструкції металорізальних верстатів, устаткування, призначеного для транспортування продукції, її завантаження / розвантаження і т. Д.
- У авіакосмічної галузі. Подібні системи використовуються в різного роду засобах управління і шасі.
- У сільському господарстві. Саме через гідравліку зазвичай відбувається управління навісним обладнанням тракторів і бульдозерів.
- У сфері вантажоперевезень. В автомобілях часто встановлюється гідравлічна гальмівна система.
- У судновому обладнанні. Гідравліка в даному випадку використовується в рульовому управлінні, входить в конструктивну схему турбін.
Принцип дії
Працює будь гідравлічна система за принципом звичайного рідинного важеля. Подається всередину такого вузла робоче середовище (в більшості випадків масло) створює однаковий тиск у всіх його точках. Це означає те, що, доклавши мале зусилля на маленькій площі, можна витримати значне навантаження на великий.
Далі розглянемо принцип дії подібного пристрою на прикладі такого вузла, як гідравлічна гальмівна система автомобіля. Конструкція останньої досить-таки проста. Схема її включає в себе кілька циліндрів (головний гальмівний, заповнений рідиною, і допоміжні). Всі ці елементи з`єднані один з одним трубками. При натисканні водієм на педаль поршень в головному циліндрі починає рухатися. В результаті рідина починає переміщатися по трубках і потрапляє в розташовані поряд з колесами допоміжні циліндри. Після цього і спрацьовує гальмування.
Пристрій промислових систем
Гідравлічний гальмо автомобіля - конструкція, як бачите, досить-таки проста. У промислових машинах і механізмах використовуються рідинні пристрої складніше. Конструкція у них може бути різною (залежно від сфери застосування). Однак принципова схема гідравлічної системи промислового зразка завжди однакова. Зазвичай в неї включаються такі елементи:
- Резервуар для рідини з горловиною і вентилятором.
- Фільтр грубої очистки. Цей елемент призначений для видалення з надходить в систему рідини різного роду механічних домішок.
- Насос.
- Система управління.
- Робочий циліндр.
- Два фільтра тонкого очищення (на прямому та зворотному лініях).
- Розподільчий клапан. Цей елемент конструкції призначений для спрямування рідини до циліндра або назад в бак.
- Зворотний і запобіжний клапани.
Робота гідравлічної системи промислового обладнання також ґрунтується на принципі рідинного важеля. Під дією сили тяжіння масло в такій системі потрапляє в насос. Далі воно направляється до розподільного клапану, а потім - до поршня циліндра, створюючи тиск. Насос в таких системах призначений не для всмоктування рідини, а лише для переміщення її обсягу. Тобто тиск створюється не в результаті його роботи, а під навантаженням від поршня. Нижче представлена принципова схема гідравлічної системи.
Переваги та недоліки гідравлічних систем
До переваг вузлів, що працюють за цим принципом, можна віднести:
- Можливість переміщення вантажів великих габаритів і ваги з максимальною точністю.
- Практично необмежений діапазон швидкостей.
- Плавність роботи.
- Надійність і довгий термін служби. Всі вузли такого обладнання можна легко захистити від перевантажень шляхом установки простих клапанів скидання тиску.
- Економічність в роботі і невеликі розміри.
Крім достоїнств, є у гідравлічних промислових систем, звичайно ж, і певні недоліки. До таких відносять:
- Підвищений ризик загоряння при роботі. Більшість рідин, використовуваних в гідравлічних системах, є горючими.
- Чутливість обладнання до забруднень.
- Можливість протікання масла, а отже, і необхідність їх усунення.
Розрахунок гідравлічної системи
При проектуванні подібних пристроїв береться до уваги безліч різних чинників. До таких можна віднести, наприклад, кінематичний коефіцієнт в`язкості рідини, її щільність, довжину трубопроводів, діаметри штоків і т. д.
Основними цілями виконання розрахунків такого пристрою, як гідравлічна система, найчастіше є визначення:
- Характеристик насоса.
- Величини ходу штоків.
- Робочого тиску.
- Гідравлічних характеристик магістралей, інших елементів і всієї системи в цілому.
Проводиться розрахунок гідравлічної системи з використанням різного роду арифметичних формул. Наприклад, втрати тиску в трубопроводах визначаються так:
- Розрахункову довжину магістралей ділять на їх діаметр.
- Твір щільності використовуваної рідини і квадрата середньої швидкості потоку ділять на два.
- Перемножують отримані величини.
- Множать результат на коефіцієнт колійних втрат.
Сама формула при цьому виглядає так:
- pi = &lambda- х li (p): d х pV2 : 2.
Загалом, в даному випадку розрахунок втрат в магістралях виконується приблизно за тим же принципом, що і в таких простих конструкціях, як гідравлічні системи опалення. Для визначення характеристик насоса, величини ходу поршня і т. Д. Використовуються інші формули.
Типи гідравлічних систем
Поділяються все такі пристрої на дві основні групи: відкритого і закритого типу. Розглянута нами вище принципова схема гідравлічної системи відноситься до першого різновиду. Відкриту конструкцію мають зазвичай пристрої малої та середньої потужності. У більш складних системах закритого типу замість циліндра використовується гідродвигун. Рідина надходить у нього з насоса, а потім знову повертається в магістраль.
Як виконується ремонт
Оскільки гідравлічна система в машинах і механізмах відіграє значиму роль, її обслуговування часто довіряють висококваліфікованим фахівцям займаються саме цим видом діяльності компаній. Такі фірми зазвичай надають весь комплекс послуг, пов`язаних з ремонтом спецтехніки та гідравліки.
Зрозуміло, в арсеналі цих компаній є все необхідне для виробництва подібних робіт обладнання. Ремонт гідравлічних систем зазвичай виконується на місці. Перед його проведенням при цьому в більшості випадків повинні бути зроблені різного роду діагностичні заходи. Для цього компанії, що займаються обслуговуванням гідравліки, використовують спеціальні установки. Необхідні для усунення проблем комплектуючі співробітники таких фірм також зазвичай привозять з собою.
пневматичні системи
Крім гідравлічних, для приведення в рух вузлів різного роду механізмів можуть використовуватися пневматичні пристрої. Працюють вони приблизно за тим же принципом. Однак в даному випадку в механічну перетворюється енергія стисненого повітря, а не води. І гідравлічні, і пневматичні системи досить-таки ефективно справляються зі своїм завданням.
Плюсом пристроїв другого різновиду вважається, перш за все, відсутність необхідності в поверненні робочого тіла назад до компресора. Перевагою ж гідравлічних систем в порівнянні з пневматичними є те, що навколишнє середовище в них не перегрівається і не переохолоджується, а отже, не потрібно включати в схему ніяких додаткових вузлів і деталей.
