Hidraulinės pavaros su hidrauline įranga

Hidraulinės pavaros, dar žinomos kaip hidraulinės transmisijos sistemos, veikia naudodamos suslėgtą hidraulinį skystį, kad perduotų galią iš vienos vietos į kitą. Šio tipo sistemos dažniausiai naudojamos įvairiose pramoninėse ir mobiliosiose programose, nes gali efektyviai ir tiksliai perduoti didelius energijos kiekius. Hidraulinės pavaros naudoja skysčių mechanikos principus, kad mechaninę energiją paverstų hidrauline energija, o paskui vėl mechanine energija.

Kaip veikia hidraulinės pavaros

Energijos konversija

Nuo mechaninio iki hidraulinio: Hidraulinius siurblius varo variklis arba elektrinis variklis. Pagrindinė pavaros funkcija yra paversti šaltinio energiją mechaniniu judesiu, gavus valdymo signalą. Čia valdymo signalas yra srovė arba įtampa, žmogaus jėga, hidraulinio skysčio jėga arba pneumatinė jėga; o energijos šaltinis yra hidraulinė jėga, elektros srovė arba pneumatinė jėga.

Hidraulinė pavara yra įtaisas, naudojamas skysčio slėgio energijai paversti mechanine energija. Hidraulinę pavarą sudaro cilindras arba skysčio variklis, kuris veikia hidrauline energija ir atlieka mechanines operacijas. Mechaninis judesys yra sukamasis, tiesinis arba kitaip svyruojantis. Kai skysčių suspaudimas yra beveik neįmanomas, hidraulinė pavara naudoja šio mechanizmo sukuriamą didelę jėgą.

Pagrindiniai hidraulinių pavarų komponentai

• Hidraulinis siurblys: Varomas variklio arba elektrinio variklio, jis sukuria slėgį hidrauliniame skystyje. Uždaro tipo siurblys dažniausiai yra ašinis stūmoklinis siurblys. Stūmoklinis siurblys pagal galią skirstomas į lengvąsias (16-20 MPa), vidutines (25-35 MPa) ir sunkiąsias (40-56 MPa) serijas.
• Hidraulinis variklis: Gauna suslėgtą hidraulinį skystį iš siurblio ir paverčia jį mechanine energija (sukimo momentu arba tiesioginiu judesiu). Vaikščiojimo mašinos varančiojo rato greitis yra mažas (paprastai dešimtys apsisukimų - šimtai apsisukimų per minutę), todėl galima važiuoti naudojant mažo greičio variklio schemą (paprastai manoma, kad mažesnis nei 50 aps./min mažo greičio varikliams, dažniausiai radialiniams stūmokliniams varikliams, išėjimo sukimo momentas iki tūkstančių iki dešimčių tūkstančių Nm, mažo greičio stabilumas geras, paprastai gali veikti 10 aps./min).
• Valdymo vožtuvai: Reguliuoja hidraulinio skysčio srautą, slėgį ir kryptį, kontroliuodami pavaros judesius.
• Hidrauliniai cilindrai: Paverčia hidraulinio skysčio slėgį tiesioginiu judesiu (stūmoklio judesiu).
• Hidraulinis skystis: Veikia kaip energijos perdavimo terpė, taip pat sutepa, aušina ir apsaugo sistemos komponentus.

Hidraulinio pavaros valdymo mechanizmas

Hidraulinės pavaros sistemos schema daugiausia remiasi Paskalio dėsniu, kuris teigia, kad kai skysčiui, esančiam inde tam tikrame taške, taikomas slėgis, jis tolygiai perduodamas per visą skystį ir indo sieneles be nuostolių. Taikant šį metodą, konkrečiame taške taikomas slėgis naudojamas labai didelėms jėgoms sukurti. Pagrindiniai hidraulinio pavaros komponentai daugiausia yra sklandinis vožtuvas arba pilotinis vožtuvas ir pagrindinis cilindras arba galios cilindras.

Kai pagrindinio cilindro dviejose srityse susidaro slėgio skirtumas, atsiranda stūmoklio slenkamasis judėjimas. Pagrindinį cilindrą sudaro dvi sritys ir dvi kameros, kurios gaunamos atskiriant pagrindinį cilindrą per pagrindinį stūmoklį. Cilindre į cilindrą tiekiamo skysčio kiekį galima reguliuoti sklandiniu vožtuvu. Šis vožtuvas susideda iš keturių angų, kurių kiekviena gali būti prijungta prie skirtingos sistemos dalies. Pirmosios dvi atskiros angos yra prijungtos atitinkamai prie išleidimo ir skysčio tiekimo zonų, o kitos dvi angos yra atskirai prijungtos prie dviejų pagrindinio cilindro kamerų.

Iš pradžių sklandinis vožtuvas yra neutralioje padėtyje, todėl pagrindinio cilindro viduje nėra skysčio srauto. Kai nustatomas įėjimo poslinkis, sklandinis vožtuvas juda teisinga kryptimi, todėl skystis juda iš aukšto slėgio šaltinio į kairę pagrindinio cilindro kamerą. Todėl jėga kairėje cilindro kameroje padidėja, palyginti su dešine kamera, tada sukuriama greitėjimo jėga, dėl kurios krovinys juda. Čia apkrova juda tekančio skysčio kryptimi. Tai veikia kaip galios stiprintuvas, nes vožtuvui judinti reikalinga jėga yra labai maža, palyginti su jėga, sukurta kroviniui judinti.

Hidraulinių vožtuvų ritės schema

Hidraulinis kryptinis vožtuvas, dar vadinamas hidrauliniu ritės vožtuvu, yra populiariausias vožtuvas visose pramoninių mašinų hidraulinėse sistemose. Pagrindinė ritės dalis vaidina pagrindinį vaidmenį, o vožtuvas veikia. Hidraulinis kryptinis ritės vožtuvas yra santykinis judesys tarp vožtuvo ritės ir vožtuvo korpuso, naudojamas reguliuoti pavaros judėjimo (judėjimo) skysčio srauto krypties kryptis, pasirinkti alternatyvias hidraulinės alyvos valdymo grandines, pasiekti logikos valdymo funkciją.

Hidraulinių ritinių vožtuvų tikslas yra pasiekti skirtingą mechaninį pavaros mechanizmo judėjimą, pavyzdžiui, slėgio išleidimą, sustabdyti arba nukreipti slėgį ar srautą hidraulinėse sistemose. Pagrindinė hidraulinio ritės vožtuvo dalis yra ritė. Ritės vožtuvo funkcija priklauso nuo ritės tipo, naudojant skirtingą ritės tipą vožtuvo korpuso padėties viduryje, hidraulinėje sistemoje bus skirtingi tikslai, todėl tinkama funkcinė ritė vidurinėje padėtyje turi būti pasirinkta pagal jos savybes projektavimo metu hidraulinių sistemų.

Ritės tipai ir jų savybės

• E-tipas: Neutralioje padėtyje visi alyvos uostai uždaryti, nėra srauto. Prietaiso įleidimo ir išleidimo angos yra uždarytos, hidraulinę pavarą galima užfiksuoti bet kurioje jos darbinėje padėtyje ir judėti ar sukti toliau, net jei ant jos yra išorinė jėga, todėl E ritės tipas negali būti naudojamas su rankinio mechanizmo pavaromis. Tai yra stabili operacija nuo pradžios iki sustojimo. Slėgio negalima iškrauti siurblio kameroje. Didelis ritės perjungimo padėties tikslumas.
• H-tipas: Neutralioje padėtyje visi alyvos uostai yra atviri, nėra slėgio. Įleidimo anga P, atbulinės eigos jungtis T ir darbo alyvos tiekimo jungtys A, B yra visos prijungtos, hidraulinė pavara yra plūduriuojančioje būsenoje, judesio ar sukamoji gali būti padaryta, jei dėl to atsiranda išorinė jėga, todėl H naudojami rankų mechanizmo pavarose. Hidraulinis siurblys gali įkrauti slėgį. Sustabdymo pradžia turi įtakos. Dėl vieno poliaus dvigubo veikimo cilindro, dėl to, kad veiksmingas plotas abiejose stūmoklio pusėse nėra vienodas, todėl H tipo vožtuvas negali stabdyti cilindro stūmoklio.
• J-tipas: Neutralioje padėtyje P įvadas yra uždarytas, A, B ir T alyvos įvadai yra prijungti. Kadangi A, B ir T alyvos uostai yra prijungti, operacinė pavara yra plūduriuojančioje būsenoje, judesio ar sukamoji gali būti padaryta, jei joje yra išorinė jėga, todėl J ritės tipą galima naudoti rankinio mechanizmo pavaroje. Nuo paleidimo nustojus dirbti yra hidraulinis poveikis, perjungimas yra tarp E ritės tipo ir H ritės tipo. Siurblys negali iškrauti slėgio.
• G-tipas: Neutralioje padėtyje A, B alyvos uostai yra uždaryti, P ir T alyvos uostai yra prijungti. Darbinis pavaros mechanizmas stabdo stabilumą, nes A ir B jungtys yra uždarytos. Hidraulinis siurblys gali iškrauti slėgį. Nepasiekiama rankinio valdymo pavara. Sklandus darbo pradžios ir pabaigos procesas. Didelis hidraulinis smūgis dėl inercijos perjungimo metu. "G" ritės tipas naudojamas siurblio iškrovimui, o cilindras užrakinamas hidraulinės alyvos grandinėje.
• M-tipas: Neutralioje padėtyje T prievadas uždarytas, o P, A, B alyvos uostai yra prijungti. Dviejų polių ir dvigubo veikimo cilindras, kurio skersmuo vienodas, abi cilindro stūmoklio pusės išlaiko hidraulinio slėgio pusiausvyrą, veikimo pavara stabiliai sustoja. M tipas gali būti naudojamas rankinio valdymo pavaroms. Palyginti stabilus stabdymas ir paleidimas, sklandus hidraulinio slėgio perjungimas dviem cilindro kamerose. Hidraulinis siurblys negali iškrauti slėgio. Mažai perjungimo vietos pozicija nei H ritės tipo, plačiai taikomos.
• F-tipas: Neutralioje padėtyje P prievadas prijungiamas prie A ir alyvos grįžtamosios angos, B aliejaus jungtis uždaryta. Siurblys sugeba iškrauti slėgį. Skirtingos darbo savybės keičiant dvi kryptis.
• U-tipas: Neutralioje padėtyje, P ir A talpos alyvos uostai yra uždaryti, B aliejaus jungtis jungiama prie T alyvos grįžimo prievado. Siurblys negali iškrauti slėgio. Skirtingos darbo savybės keičiant dvi kryptis.

Prieš pasirenkant hidrauliniai kryptinio ritės vožtuvai, turi būti pasirenkamas tinkamas ritės vožtuvas neutralioje padėtyje pagal hidraulinės sistemos reikalavimus. Pavyzdžiui, projektuojant slėgio iškrovimo grandinę, ritė veikia neutralioje padėtyje, kad būtų galima sutaupyti energijos. Naudojant ritės funkciją neutralioje padėtyje galima suprojektuoti stabdžių arba užrakto hidraulinės alyvos kontūrą, kad bėgio veikimo pavaros sustotų bet kurioje pageidaujamoje padėtyje.

Hidraulinių pavarų privalumai ir trūkumai

Privalumai

• Lankstumas ir kompaktiškumas: Palyginti su mechaninės transmisijos išdėstymu, hidraulinė pavara yra lankstesnė, ją riboja mechaninė konstrukcija, galima pasiekti ratų pavarą, patogu keisti bėgių kelio žingsnį.
• Platus reguliavimo diapazonas ir geros reguliavimo charakteristikos: Gali pasiekti įvairius kintamo valdymo metodus, platų reguliavimo diapazoną, geras reguliavimo charakteristikas, gerą mažo greičio stabilumą.
• Integruota stabdymo funkcija: Uždara sistema, kai siurblio darbinis tūris tampa 0, variklis tampa siurblio būsena, atbulinės eigos sistema, nes siurblio darbinis tūris yra 0, atbulinės eigos sistemos aukšto slėgio kamera gali tekėti tik į žemo slėgio kamerą per pagrindinį sistemos apsauginio vožtuvo vožtuvą, todėl pati uždara sistema turi važiavimo stabdymo funkciją, stabdymo momentas yra lygus važiavimo sukimo momentui (nuo kelių šimtų iki dešimčių tūkstančių Nm), todėl stabdymas nesukels komponento dėvėjimosi.
• Didelis galios tankis: Galios tankio santykis yra labai didelis (apie 3-5 kartus daugiau nei elektrinis ir mechaninis).
• Patogus valdymas: Kadangi poslinkį patogu keisti, uždara sistema turi savo stabdymo funkciją, todėl veikimas yra patogus, greičio reguliavimas, atbulinė eiga patogu, o mažo greičio stabilumas geras (mažas greitis gali siekti kelis apsisukimus per vieną kartą).
• Tvirta konstrukcija: atlaiko dideles jėgas ir yra patikima.
• Variklio apsauga nuo perkrovos: integruotos apsaugos sistemos.
• Sukamųjų dalių buvimas: užtikrina greitą darbo režimų keitimą.
• Gebėjimas palaikyti pastovų slėgį ir sukimo momentą.
• Pavaros siurbliai ir varikliai gali būti išdėstyti dideliu atstumu, prarandant mažai energijos.

Trūkumai

• Nuotėkiai: Hidraulinis skystis gali pratekėti iš jungčių, žarnų ar sandariklių, sukeldamas aplinkosaugos problemas ir veikimo sutrikimus.
• Temperatūros jautrumas: Hidraulinio skysčio klampumas ir veikimo efektyvumas priklauso nuo temperatūros, todėl gali prireikti aušinimo arba šildymo sistemų.
• Filtravimo poreikis: Hidraulinės sistemos yra jautrios užteršimui, todėl reikia reguliariai tikrinti ir keisti filtrus.
• Galimi gedimai: Daug komponentų ir hidraulinės linijos gali sudaryti sudėtingą sistemą, kurios priežiūra gali būti sudėtingesnė.
• Dalinio judesio valdymo galimybė: ne visiems atvejams tinka.
• Duomenų rinkimo pajėgumų nepakanka.
• Veiklos efektyvumas yra mažas, palyginti su kai kuriomis kitomis sistemomis.
• Reikalingos papildomos dalys: skysčių bakai, siurbliai, varikliai, šilumokaičiai ir išleidimo vožtuvai, naudojant triukšmo mažinimo įrangą.

Hidraulinių pavarų taikymas

Hidraulinės pavaros plačiai naudojamos įvairiose srityse, kur reikalingas didelis sukimo momentas, tikslus valdymas ir patikimumas.

Dažniausiai naudojamos sritys

• Statybinė technika: Ekskavatoriai, krautuvai, buldozeriai, greideriai, vibrovolai. Statybinė technika dažnai naudoja hidraulines pavaras, nes jos leidžia valdyti dideles jėgas ir atlikti tikslius judesius. Pavyzdžiui, ekskavatoriaus strėlės, svirties ir kaušo valdymui naudojama hidraulinės pavaros sistema.
• Žemės ūkio technika: Traktoriai, kombainai.
• Pramoninė įranga: Presai, liejimo mašinos, staklės.
• Transporto priemonės: Šakiniai krautuvai, kai kurios sunkiosios transporto priemonės.
• Laivų pramonė: Kėlimo mechanizmai, vairavimo sistemos.
• Kranų pavaros, gervės, savaeigiai kranai, karinių transporto priemonių ratų varikliai, tiektuvų pavaros, maišytuvų pavaros.
• Hidrauliniai domkratai.
• Labai tikslus sunkių krovinių padėties nustatymas.
• Hidrauliniai stabdžiai.
• Uždaros kilpos greičio valdymas.
• Hidrauliniai cilindrai.

Hidraulinės pavaros ypač tinka įrangai, kuri dažniau naudojama reguliuojant greitį ir važiuojant atbuline eiga, kuriai reikalingas geresnis stabilumas mažu greičiu, pvz., šakiniai krautuvai, buldozeriai, krautuvai, vibraciniai volai, orlaivių traktoriai, greideriai ir pan. Taip pat jos tinkamos sudėtingos mechaninės įrangos atveju, kai atstumas tarp variklio ir varančiojo rato arba vikšro yra didelis ir vingiuotas, o įvesties ir išvesties gnybtai yra daugiau nei įprasta, pavyzdžiui, derliaus nuėmimo mašinos, klotuvai, greideriai, sinchroninės pavaros priekabos.

Hidraulinių pavarų techninė priežiūra ir trikčių šalinimas

Norint užtikrinti efektyvų ir patikimą hidraulinių pavarų veikimą, būtina tinkamai jas prižiūrėti. Reguliarūs techninės priežiūros darbai apima:

• Hidraulinės alyvos tikrinimas ir keitimas: Hidraulinė alyva turi būti reguliariai tikrinama, ar nėra užteršimo ir gedimo. Ji turi būti pakeista pagal gamintojo rekomendacijas. Svarbu palaikyti tinkamą temperatūrą - karštis išsiskiria skystyje, kai jis spaudžiamas siurblyje, vamzdžiuose ir valdymo vožtuvuose. Įprastinėse sistemose per didelė temperatūra sukelia alyvos oksidaciją ir apnašų bei teršalų nuosėdas sistemoje. Įprastinėje hidraulinėje sistemoje palaikykite temperatūrą tarp 43 ir 60 laipsn. C.
• Filtrų tikrinimas ir keitimas: Filtrai turi būti reguliariai tikrinami ir keičiami, kad į sistemą nepatektų teršalų.
• Žarnų ir jungiamųjų detalių tikrinimas: Reikia patikrinti hidraulinių žarnų ir jungiamųjų detalių sandarumą, įtrūkimus ir nusidėvėjimą.
• Sistemos švaros palaikymas: Net naujos sistemos gali būti užterštos ir turi būti valomos prieš naudojimą. Išlaikykite skysčio švarą - hidraulinių skysčių švaros palaikymas prasideda nuo teisingų laikymo ir naudojimo veiksmų. Saugodami nuo užteršimo prieš panaudojimą, naują skystį laikykite saugioje vietoje ir fasuokite į švarias, SPECIALIAS talpas. Išvalykite užpildymo angą ar piltuvą prieš hidraulinio skysčio užpildymą.
• Alyvos tyrimo programa: Įrangos gamintojai paprastai nurodo, kad alyvą sistemoje reikia keisti kasmet. Svarbiausios ir didžiausios hidraulinės sistemos alyvos tyrimą atlikite mažiausiai vieną kartą per metus.

Dažnos problemos ir sprendimai

• Hidraulinio skysčio pratekėjimas: Dažna pramoninių sistemų problema. Per didelis pratekėjimas yra pavojus aplinkai ir saugumui, jis padidina atliekų kiekį ir alyvos poreikį. Vizualiai patikrinti visas sistemos žarnas, jungtis, sujungimus ar nėra įtrūkimų ir alyvos pratekėjimų.
• Aeracija (oro patekimas į sistemą): Vizualiai apžiūrėti rezervuaro vidų (per alyvos užpildymo angą naudojant žibintą) aeracijai nustatyti. Aeracija yra tokia būklė, kai po patekimo į siurblį alyvoje pernešami atskiri oro burbuliukai. Paprastai vizualinis aeracijos požymis rezervuare yra putojimas ir/ar nedideli sukūriai susidarantys nedideliam oro srautui patenkant pro alyvos paėmimo tinklelį. Aeracijos priežastis sudaro: žemas alyvos lygis, oro patekimas alyvos paėmimo vietoje, žema alyvos temperatūra, per aukštas alyvos klampumas lėtina oro atidavimą, ar alyvos tekėjimą į siurblį, ar blogina sujungimų sandarinimą.
• Kavitacija (oro burbuliukų susidarymas dėl slėgio kritimo): Kavitacija atsiranda dėl momentinio slėgio kritimo siurblio įsiurbimo zonoje ir hidraulinėje alyvoje susidarančio oro pritraukimo ant metalo paviršiaus suspaudimo zonoje. Tokie procesai yra ekstremaliai destruktyvūs siurblio elementų paviršiams. Kavitacijos veikiamas siurblys gali skleisti aukštus girgždesio garsus. Kavitacijos susidarymo priežastys yra tokios pat kaip ir aeracijos, išskyrus oro patekimą per alyvos paėmimo sistemą.

Hidraulinės ir hidrostatinės pavaros: palyginimas

Hidraulinės ir hidrostatinės pavaros yra sistemos, kurios naudoja hidraulinį skystį galiai perduoti, tačiau jų konstrukcija, veikimas ir pritaikymas skiriasi.

Hidraulinės pavaros

Paprastai naudojamos atviro arba uždaro ciklo sistemose. Atviro ciklo sistemose yra atskiras rezervuaras hidrauliniam skysčiui, o praėjęs pro komponentus skystis grįžta į rezervuarą. Jos užtikrina tikslų greičio, krypties ir jėgos valdymą naudojant valdymo vožtuvus. Tinka naudoti, kai reikia kintamo greičio ir didelių jėgų.

Hidrostatinės pavaros

Tai specialus hidraulinės pavaros tipas, kuris naudoja uždaros kilpos sistemą, kad tiksliai valdytų greitį ir kryptį. Jį sudaro hidraulinis siurblys ir hidraulinis variklis, kurie yra tiesiogiai sujungti, kad sudarytų uždarą grandinę. Siurblys sukuria hidraulinio skysčio srautą, kuris varo variklį. Hidrostatinės pavaros pasižymi puikiu tikslumu valdant greitį ir kryptį, todėl puikiai tinka toms programoms, kurioms reikalingas sklandus ir tikslus judėjimas. Paprastai jos yra efektyvesnės nei tradicinės hidraulinės pavaros, ypač tais atvejais, kai reikia kintamo greičio ir tikslaus valdymo.

Lyginamoji analizė

Elektrinės hidraulinės pavaros specifikacijos ir priežiūra

Elektrinės hidraulinės pavaros savybės

• Korpusas pagamintas iš aliuminio lydinio, todėl yra lengvas ir gražios išvaizdos.
• Variklio dalys nėra panardintos į alyvą, turi gerą atsparumą karščiui ir ilgą tarnavimo laiką.
• Variklio velenas ir stūmiklio strypo paviršius padengtas kieto chromo pašalinimu, žymiai prailginant sandariklio tarnavimo laiką.
• Variklio jungiamosios dėžutės dangtelis yra su sandarikliu, o kabelio sandarinimo raidė parenkama norint patekti į liniją, kuri yra tvirta ir patikima.

Pastabos dėl elektrinės hidraulinės pavaros

1. Reguliariai tikrinti, ar elektrinė hidraulinė pavara veikia normaliai, ar pakanka alyvos, ar nėra nuotėkio, ar nėra laidų izoliacijos įvedimo, įrangos apsauga yra tinkama ir patikima. Kas pusę metų patikrinti alyvą, kai alyva suyra, klampumas turėtų būti laiku pakeistas.
2. Kai elektrinės hidraulinės pavaros elektrinis variklis nėra normalus ir atsiranda triukšmas bei vibracija, guolį reikia laiku patikrinti, ar jis nepažeistas.

tags: #hidraulines #pavaros #su #pilna #hidrauline #iranga