Šiame straipsnyje bus detaliai nagrinėjamos hidraulinės ir pneumatinės sistemos, jų sandara, veikimo principai, taikymas įvairiose pramonės šakose ir transporto priemonėse. Ypatingas dėmesys bus skiriamas pavaroms, hidraulinių siurblių našumui ir sistemų valdymo specifikai.
Įvadas į Hidraulines ir Pneumatines Sistemas
Hidraulika ir pneumatika yra inžinerijos sritys, kurios tiria skysčių ir dujų srautų panaudojimą energijai perduoti ir valdyti. Šios sistemos plačiai taikomos šiuolaikinėje technikoje dėl savo universalumo ir efektyvumo. Stanislovas Žiedelis, Kauno technologijos universiteto Šilumos ir atominės energetikos katedros profesorius, savo mokomojoje knygoje „HIDRAULINĖS IR PNEUMATINĖS SISTEMOS“ išsamiai aprašo šių sistemų veikimo principus ir taikymą.
Knygos tikslas - pagilinti ir išplėsti transporto inžinerijos, mechatronikos ir kitų mechaninių specialybių studentų žinias apie hidraulinių ir pneumatinių sistemų analizę ir sintezę. Medžiaga remiasi anksčiau įgytomis žiniomis taikomosios hidromechanikos, mašinų elementų, fizikos, teorinės ir taikomosios mechanikos bei inžinerinės grafikos studijų moduliuose. Autorius siekia supažindinti skaitytoją su dažniausiai naudojamais ir perspektyviniais hidraulinių ir pneumatinių pavarų bei jų elementų tipais, apžvelgti pagrindinius projektavimo metu iškylančius klausimus.
Mokomosios knygos struktūra
- Pirmasis skyrius pateikia susistemintą informaciją apie hidraulinių bei pneumatinių pavarų struktūrą, jų teigiamybes ir trūkumus, naudojimo galimybes.
- Antrajame skyriuje apžvelgiami specifiniai šių sistemų elementai, iki šiol nepakankamai išsamiai išnagrinėti lietuvių kalba leidžiamoje literatūroje.
- Trečiajame skyriuje paprastai ir suprantamai aiškinami teoriniai pneumatikos pagrindai, pneumatinių sistemų elementų taikymo galimybės, principinių schemų sudarymo, analizės, montavimo, priežiūros, sutrikimų aptikimo ir šalinimo pagrindai.
- Ketvirtajame skyriuje daug dėmesio skiriama pavarų principinių schemų sudarymo ir analizės problemoms, pateikiami hidraulinių bei pneumatinių pavarų schemotechnikos pagrindai su daugeliu realių įvairios tikslinės paskirties pavarų schemų pavyzdžių ir gana išsamiais jų veikimo principų aprašymais.
- Penktajame skyriuje išsamiai, metodiškai ir gana populiaria forma išdėstyti svarbiausi pavarų projektinio skaičiavimo principai.
- Šeštajame skyriuje pateikiamos svarbiausios žinios apie hidrodinaminių pavarų konstrukcijas, savybes, charakteristikas, parinkimo principus ir naudojimo galimybes.
- Septintajame skyriuje išnagrinėti pagrindiniai hidraulinių ir pneumatinių pavarų patikimumo, eksploatacijos ir gedimų diagnostikos principai.
Ši mokymo priemonė gali būti naudinga ne tik studentams, studijuojantiems hidraulinių ir pneumatinių sistemų disciplinas, bet ir Dizaino ir technologijų, Elektros ir valdymo inžinerijos fakultetų bakalaurantams ir magistrantams, rengiantiems baigiamuosius darbus bei projektus. Knygoje pateikta medžiaga taip pat gali būti naudinga pramonės ir transporto įmonių techniniams darbuotojams, susiduriantiems su hidraulinių ar pneumatinių sistemų projektavimo, eksploatacijos, gedimų diagnostikos, atskirų elementų parinkimo ar pakeitimo klausimais.
Bendrosios žinios apie hidraulines ir pneumatines sistemas
Hidrauline (pneumatine) sistema yra vadinamas įrenginių kompleksas, skirtas mechaninei energijai paversti į skysčio (dujų) vidinę energiją, skysčio (dujų) vidinei energijai paversti į mechaninę, skysčių (dujų) srautams ir/arba jų pernešamai energijai transportuoti bei jų parametrams reguliuoti.
Sistemų klasifikacija pagal paskirtį
Hidraulinės ir pneumatinės sistemos pagal savo galutinę paskirtį gali būti skirstomos į šias pagrindines grupes:
- Skysčių ir dujų transportavimo sistemos, skirtos skystoms arba dujinėms medžiagoms perkelti iš vienos vietos į kitą (pvz., naftotiekiai, dujotiekiai, produktotiekiai, vandentiekis).
- Šildymo bei aušinimo sistemos, skirtos šiluminei energijai pernešti iš vienos vietos į kitą, naudojant skysčio arba dujų srautus.
- Hidraulinės ir pneumatinės sistemos, skirtos potencinei (slėgio) ir/arba kinetinei energijai sukurti, pernešti iš vienos vietos į kitą bei transformuoti, naudojant skysčio arba dujų srautus. Šiose sistemose pirminė iš turimo šaltinio gaunama energija (elektrinė arba mechaninė) pirmiausia paverčiama skysčio arba dujų potencine arba kinetine energija; ši energija skysčio arba dujų srautu pernešama į reikiamą vietą ir ten vėl paverčiama mechanine slenkamojo arba sukamojo judesio energija. Šios rūšies sistemos dažnai yra vadinamos hidraulinėmis arba pneumatinėmis pavaromis.
- Tepimo sistemos, skirtos trinties jėgoms tarp kontaktuojančių paviršių ir tų paviršių dilimo intensyvumui mažinti.
- Kompleksinės paskirties hidraulinės ir pneumatinės sistemos, vykdančios dvi arba daugiau anksčiau išvardytų funkcijų.
Dėl ribotos apimties šioje mokymo priemonėje nagrinėjamos tik trečiajai grupei (iš dalies penktajai) priskiriamos hidraulinės ir pneumatinės sistemos, skirtos hidraulinei energijai perduoti erdvėje ir jos parametrams keisti. Šios hidraulinės ir pneumatinės sistemos vis plačiau naudojamos ne tik visų rūšių transporto priemonėse, bet ir daugelyje automatizuotų technologinių įrenginių įvairiose pramonės šakose.
Hidraulinių sistemų apžvalga, ypatybės ir taikymas
Hidraulinėse sistemose yra transportuojami arba energiją perneša skysčiai - vanduo, mineralinės ar sintetinės alyvos ir kt., priklausomai nuo sistemos paskirties, eksploatacijos sąlygų ir kitų reikalavimų. Tipinės energijai pernešti naudojamos hidraulinės sistemos struktūrinė schema ir joje vykstančių energijos virsmų schema pateikiama iliustracijoje.
Hidraulinių pavarų tipai
Priklausomai nuo pernešamos energijos rūšies hidraulinės pavaros skirstomos į hidrostatines ir hidrodinamines. Hidrostatinėse pavarose yra sukuriama, pernešama ir naudojama didesne dalimi skysčio potencinė energija, o hidrodinaminėse - skysčio kinetinė energija.
Pagal valdymo pobūdį skiriamos ciklinio arba programinio valdymo hidraulinės pavaros (sekos pavaros arba servopavaros). Ciklinio valdymo hidraulinės pavaros daugeliu atvejų yra valdomos pastovaus dydžio (nekintančiais laikui bėgant) cikliškai besikartojančiais valdymo signalais; jos neturi grįžtamojo ryšio grandinių ir yra santykinai paprastesnės. Programinio valdymo hidraulinės pavaros (sekos pavaros arba servopavaros) yra valdomos, naudojant nuolatos pagal tam tikrą programą kintančiais diskretiniais arba tolydiniais valdymo signalais, kurie yra suformuojami priklausomai nuo...