Mecanisme hidraulice

Mecanismele hidraulice  sunt dispozitive și unelte care utilizează energia cinetică sau potențială a unui fluid în activitatea lor. Mașinile hidraulice includ mașinile hidraulice .

În astfel de mecanisme, forța de înaltă presiune a fluidului hidraulic este convertită de mecanismele diferitelor motoare și cilindri hidraulici. Debitul de fluid poate fi controlat direct sau automat prin supape de control. Distribuția debitului se face prin furtunuri și tuburi hidraulice speciale.

Mecanismele hidraulice sunt foarte populare în inginerie mecanică datorită faptului că este posibilă transferul de energie enormă prin tuburi subțiri și furtunuri flexibile.

Înmulțirea forței și a cuplului

Baza fundamentală a sistemelor hidraulice este capacitatea de a multiplica forța sau cuplul într-un mod simplu, fără utilizarea unui sistem de viteze și pârghii. Acest lucru se realizează prin schimbarea suprafeței efective de lucru a cilindrilor conectați sau prin transferul de energie de la pompă la motor.

Exemple

1. doi cilindri legați :
   cilindrul C1 are diametrul de 1 cm, iar cilindrul C2 - 10 cm.Dacă forța care acționează asupra C1 este de 10 N, forța care acționează asupra C2 din partea lichidă este de 1000 N, deoarece cilindrul C2 este de 100 de ori mai mare în zona ( ) C1. Dezavantajul acestui avantaj este că pentru a deplasa cilindrul C2 cu 1 cm, este necesar să mutați cilindrul C1 cu 100 cm.
2. pompă și motor :
   Dacă o pompă rotativă hidraulică care deplasează 10 ml/tur de fluid este conectată la un motor rotativ hidraulic care deplasează 100 ml/tur, cuplul aplicat pentru a roti pompa este de 10 ori mai mic decât cuplul motorului, dar viteza de rotație de motorul va fi de 10 ori mai mic decât pompa.

Ambele exemple pot fi numite transmisie hidraulică sau hidrostatică având un raport precis.

Scheme hidraulice

Pentru ca fluidul hidraulic să funcționeze, acesta trebuie să curgă în actuator sau motor și apoi înapoi în rezervor. În plus, lichidul este filtrat și alimentat din nou în pompă ( acţionare hidraulică în circuit deschis ). Calea fluidului se numește circuit hidraulic , care vin în mai multe tipuri.

Circuitele cu centru deschis utilizează o pompă care oferă o sursă de debit constant. Lichidul se întoarce în rezervor prin supapa de control, care este înțeleasă ca o supapă cu centru deschis, adică atunci când supapa este în poziția centrală, deschide calea de întoarcere a lichidului în rezervor și nu se creează presiune înaltă . Când supapa este acționată, debitul este direcționat fie către unitatea de putere, fie către rezervor. Presiunea lichidului va crește până când acesta va primi rezistență, apoi pompa va avea o putere constantă. Dacă presiunea fluidului devine prea mare , lichidul va începe să revină în rezervor prin supapa de  limitare a presiunii . Se pot conecta în serie diferite supape de control. Aceste tipuri de circuite pot folosi pompe de schimb ieftine.

În aranjamente cu centru închis , presiunea maximă este livrată la supapele pilot, indiferent dacă supapa este acţionată sau nu. Pompele își variază debitele de ieșire prin furnizarea unui debit foarte scăzut de fluid până când operatorul acţionează supapa. Diferite supape de control pot fi conectate în paralel între ele, presiunea pe fiecare este aceeași.

Sisteme hidraulice cu acţionare hidraulică reglabilă şi necontrolată

Există două configurații de bază de circuit central închis care leagă un regulator de o pompă cu debit variabil de fluid:

Sistem standard cu acţionare hidraulică nereglabilă (sisteme de presiune constantă, sistem CP, standard). Într-un astfel de sistem, presiunea pompei este întotdeauna egală cu presiunea stabilită de regulatorul său. Reglarea regulatorului trebuie să acopere presiunea maximă generată de sarcină. Pompa creează un debit egal cu suma debitelor tuturor consumatorilor. Un astfel de sistem CP are o pierdere mare de putere dacă sarcina de ieșire variază într-un interval larg și presiunea medie în sistem este mult mai mică decât cea setată de regulator. Sistemul CP este ușor de fabricat. Functioneaza si sistemul pneumatic . Noile componente hidraulice pot fi adăugate cu ușurință la sistem și acesta răspunde rapid la control.

Sistem cu acţionare hidraulică de joasă presiune nereglată (sisteme de presiune constantă, sistem CP, fără sarcină). Aceeași configurație ca și sistemul CP standard, doar pompa este în standby, generând presiune scăzută atunci când toate supapele sunt în poziție neutră. Sistemul are un răspuns mai lent la acționarea supapelor de control decât un sistem CP standard, dar durata de viață a pompei este crescută.

Sistemele de detectare a sarcinii (sisteme LS) au pierderi mai mici deoarece pompa reduce atât debitul de ieșire, cât și presiunea pentru a se potrivi cerințelor de sarcină, dar necesită o reglare mai fină decât un sistem CP în ceea ce privește stabilitatea . Sistemul LS necesită și supape logice suplimentare, compensatoare în ventile direcționale, astfel sistemul este mai complex din punct de vedere tehnic și are un cost mai mare. Într-un sistem LS, apar pierderi care depind de scăderea de presiune pe regulatorul pompei:

De obicei , se iau aproximativ 2 MPa (290 psi). Dacă debitul este mare, pierderile pot fi semnificative. Pierderile cresc, de asemenea, dacă sarcina reală variază foarte mult.

Pompe hidraulice

Pompele hidraulice sunt mașini hidraulice care transformă energia mecanică a motorului în energia fluidului deplasat, crescând presiunea acestuia. Diferența de presiune dintre fluidul din pompă și conductă determină mișcarea acestuia. Pompele hidraulice ridică fluidul la o anumită înălțime, îl livrează la distanța necesară într-un plan orizontal sau îl forțează să circule într-un fel de sistem închis.

Pompele hidraulice sunt utilizate în transmisiile hidraulice, al căror scop este transferul energiei mecanice de la motor la corpul de lucru executiv, precum și transformarea tipului și vitezei de mișcare a acestuia din urmă prin fluid.

Unități de putere

Diferite centrale electrice servesc ca motor: motoare cu ardere internă, motoare diesel, motoare electrice.

Acumulatoare hidraulice

Un acumulator hidraulic este un rezervor hidraulic proiectat să acumuleze energia unui fluid de lucru sub presiune în scopul utilizării ulterioare a acestei energii într-o acţionare hidraulică. În funcție de purtătorul de energie potențială, acumulatorii hidraulici sunt împărțiți în marfă, arc și pneumatice.

Acumulatorii hidraulici mențin presiunea la un anumit nivel, compensează scurgerile, netezesc pulsațiile de presiune create de pompe, acționează ca un amortizor și protejează sistemul de suprapresiunea cauzată de mașinile care lovesc obstacolele din drum. De asemenea, folosit pentru a obține o turație de ralanti mai mare atunci când lucrați cu pompe.

Lichid hidraulic

Uleiurile hidraulice sunt adesea folosite ca fluid hidraulic. Lucrul cu ei necesită respectarea reglementărilor de siguranță.

Filtre hidraulice

Instalat adesea într-un rezervor de lichid hidraulic. Uneori nu sunt marcate pe diagrame.