Жидкая сила - Fluid power
Жидкая сила представляет собой использование жидкостей под давлением для генерирования, управления и передачи мощности. Гидравлическая мощность подразделяется на гидравлика используя жидкость, такую как минеральное масло или же воды, и пневматика с использованием газа, такого как воздух или другие газы. Когда-то системы сжатого воздуха и воды под давлением использовались для передачи энергии от центрального источника к промышленным потребителям на обширных географических территориях; мощность жидкости системы сегодня обычно находятся в одном здании или мобильной машине.
Гидравлические силовые системы выполняют работу посредством гидравлического подшипника под давлением непосредственно на поршне цилиндра или в гидравлическом двигателе. Гидравлический цилиндр создает силу, приводящую к линейному движению, тогда как гидравлический двигатель создает крутящий момент, приводящий к вращательному движению. В гидросистеме цилиндры и двигатели (также называемые приводы ) делаю желаемую работу. Компоненты управления, такие как клапаны, регулируют систему.
Элементы
Гидравлическая система имеет насос, приводимый в действие первичным двигателем (таким как электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания), который преобразует механическую энергию в энергию жидкости. Жидкость под давлением управляется и направляется клапанами в приводное устройство, такое как гидравлический цилиндр или же пневматический цилиндр, чтобы обеспечить линейное движение, или гидравлический мотор или же пневматический двигатель, чтобы обеспечить вращательное движение или крутящий момент. Вращательное движение может быть непрерывным или ограничиваться одним оборотом.
Гидравлические насосы
Динамические (непогруженные) насосы
Этот тип обычно используется для приложений с низким давлением и большим объемным расходом. Поскольку они не способны выдерживать высокие давления, они мало пригодны в области гидравлической энергии. Их максимальное давление ограничено 250-300 фунтами на квадратный дюйм. Этот тип насоса в основном используется для транспортировки жидкостей из одного места в другое. Пропеллерные насосы с центробежным и осевым потоком являются двумя наиболее распространенными типами динамических насосов.[1]
Насосы прямого вытесненияЭтот тип универсально используется в гидравлических системах. В этом насосе фиксированное количество жидкости выбрасывается в гидравлическую систему за один оборот вращения вала насоса. Эти насосы способны преодолевать давление, возникающее в результате механических нагрузок на систему, а также сопротивление потоку из-за трения. Эти две особенности очень желательны для гидравлических насосов. Эти насосы также имеют следующие преимущества перед насосами непрямого действия:
- Возможность высокого давления (до 12000 фунтов на квадратный дюйм)
- Небольшой компактный размер
- высокая объемная эффективность
- небольшие изменения эффективности во всем диапазоне расчетного давления[2]
Характеристики
Гидравлические системы питания могут производить большую мощность и большие усилия в небольших объемах по сравнению с системами с электрическим приводом. Действующие силы можно легко контролировать в системе с помощью датчиков и измерителей. По сравнению с системами, которые обеспечивают силу за счет электричества или топлива, гидравлические системы, как известно, имеют длительный срок службы при правильном обслуживании. Рабочая жидкость, проходящая через гидравлический двигатель, по своей сути обеспечивает охлаждение двигателя, которое должно быть отдельно расположено для электродвигателя. Гидравлические двигатели обычно не образуют искр, которые являются источником воспламенения или взрыва в опасные зоны содержащие легковоспламеняющиеся газы или пары.
Гидравлические системы энергоснабжения чувствительны к потерям давления и расхода в трубопроводах и регулирующих устройствах. Гидравлические системы питания оснащены фильтрами и другими мерами для сохранения чистоты рабочей жидкости. Любая грязь в системе может вызвать износ уплотнений и утечку, или может заблокировать регулирующие клапаны и вызвать неустойчивую работу. Сама гидравлическая жидкость чувствительна к температуре и давлению, а также в некоторой степени сжимаема. Это может привести к неправильной работе системы. Если не работает должным образом, кавитация и аэрация может случиться.
Заявление
Мобильные приложения гидравлической энергии широко распространены. Практически каждая самоходная колесная машина имеет либо гидравлический, либо гидравлический привод. с пневматическим приводом тормоза. Землеройное оборудование, такое как бульдозеры, экскаваторы и другие используют мощные гидравлические системы для копания, а также для движения. Очень компактная гидравлическая силовая система - это автоматическая коробка передач встречается во многих транспортных средствах, включая гидравлический гидротрансформатор.
Гидравлическая энергия также используется в автоматизированных системах, где инструменты или детали перемещаются или удерживаются с помощью гидравлической энергии. Регулирующие клапаны с переменным расходом и датчики положения могут быть включены в сервомеханизм система для высокоточных станков. Ниже приведен более подробный список приложений и категорий, для которых используется гидравлическая энергия:
- Промышленный (также известный как фиксированный)
- металлообработка
- литье под давлением
- контроллеры
- обработка материалов
- Аэрокосмическая промышленность
- шасси
- тормоза
Сравнение пневматической и гидравлической систем
- Расходы
- Пневматика дешевле в постройке и эксплуатации. В качестве сжатой среды используется воздух, поэтому слив или сбор жидкости не требуется. Гидравлические системы используют большее рабочее давление и требуют более крупных деталей, чем пневматика.
- Точность
- В отличие от жидкостей, газы значительно меняют объем под давлением, что затрудняет достижение точности.
Применение общего гидравлического контура
Синхронизация
Эта схема работает от синхронизации. Когда цилиндр достигает определенной точки, другой будет активирован либо посредством гидравлического клапана концевого выключателя, либо за счет повышения давления в цилиндре. Эти схемы используются в производстве. Примером этого может быть сборочная линия. Когда срабатывает гидравлический рычаг для захвата объекта. Затем он достигнет точки вытягивания или втягивания, где активируется другой цилиндр, чтобы навинтить крышку или крышку на объект. Отсюда и термин «синхронизация».
Регенеративный
В рекуперативном контуре используется цилиндр двойного действия. В этом цилиндре есть насос с фиксированной производительностью. Использование регенеративного контура позволяет использовать насос меньшего размера для любого конкретного применения. Это работает путем перенаправления жидкости к крышке, а не обратно в резервуар. [3][нужна цитата ]. Например, в процессе сверления регенеративный контур позволит сверлить с постоянной скоростью, а отвод - с гораздо большей скоростью. Это дает оператору возможность более быстрого и точного производства.[нужна цитата ]
Электрический контроль
Комбинации электрического управления гидравлическими силовыми элементами широко распространены в автоматизированных системах. Широкий спектр измерительных, чувствительных или управляющих элементов доступен в электрической форме. Их можно использовать для работы соленоидные клапаны или же сервоклапаны которые управляют гидравлическим силовым элементом. Электрическое управление может использоваться для обеспечения возможности, например, дистанционного управления гидравлической системой без прокладки длинных линий управления к удаленно расположенному ручному регулирующему клапану.
Смотрите также
- Гидравлический контур
- Гидравлическая сеть
- Лондонская гидравлическая энергетическая компания
- Пневматический контур
- Пневматический привод