Все о гидравлике: Принцип работы гидравлики (устройство, схема и основные понятия) в Промснаб СПб

Содержание

Принцип работы гидравлики (устройство, схема и основные понятия) в Промснаб СПб

В основе работы гидравлики лежит закон Паскаля, открытый в 17 веке. Закон Паскаля гласит, что давление, действующее на жидкость в закрытом сосуде, передается во всех направлениях с одинаковой силой. На этом принципе базируется работа всех гидравлических машин объемного действия. Они вырабатывают гидравлическую энергию, приводя в движение рабочие органы оборудования. Далее давайте подробнее рассмотрим, как работает гидравлика.

Устройство работы гидравлики представляет собой закрытую циклическую систему, где все начинается с насоса, закачивающего гидравлическое масло из маслобака, и заканчивается опять же на возвращении жидкости в бак. Жидкость проходит весь цикл, попутно совершая действия, приводящие в работу отдельные гидроузлы. этого запускаются в работу исполнительные органы машин и механизмов. Любое механическое усилие рабочей техники и сложного промышленного оборудования зависит от гидравлики.

Сфер применений гидравлики сотни, а возможно и тысячи, но принцип везде один – в закрытой системе механизмов преобразуется механическая энергия в энергию жидкости и наоборот. Таким образуем создается механическое усилие посредством жидкости.

Схема гидросистем спецтехники и сложного промышленного оборудования в общем виде одинаковая. Для всех систем в основе лежит перечень обязательных элементов:

Гидроцилиндр
Гидронасос
Гидромотор
Бак для жидкости
Клапаны
Фильтры для очистки масла от примесей
Гидрораспределитель

В зависимости от назначения техники и оборудования наполнение системы может отличаться.

Схема стандартной гидросистемы

Как работает гидравлика?

А теперь рассмотрим на конкретных примерах, как работает гидравлика, и какие конкретные задачи она выполняет.

Как работает гидравлика на тракторе?

Принцип работы гидравлики на тракторе достаточно прост. Насос создает поток рабочей среды в гидросистеме трактора. Далее гидрораспределитель направляет масло от гидронасоса к цилиндрам и гидромотору, которые приводят в движение навесное оборудование трактора.

Как работает гидравлика на экскаваторе?

Принцип работы гидравлики экскаватора такой же, как и у гидравлики трактора, т.к. гидросистема также отвечает за работу навесного оборудования. В данном случае давление жидкости двигает поршень гидроцилиндра, поэтому ковш экскаватора поднимает и опускает грунт на строительной площадке. Управляет данной операцией сам водитель или автоматизированная система.

Как работает гидравлика погрузчика?

Как и в предыдущих примерах используется гидравлика объемного типа. Насос гидравлики погрузчика выкачивает масло из гидробака, далее масло под давлением направляется по трубам к распределителю. Водитель осуществляет управление гидравликой погрузчика при помощи рукояти. Таким образом распределителю поступает сигнал направить масло к гидроцилиндру, а затем масло сливается обратно в бак.

После чего цикл движения всех элементов системы гидравлики погрузчика повторяется.

Смотрите также:

Промышленная гидравлика
Мобильная гидравлика
Гидравлическое оборудование
Принципы работы и виды гидромоторов

основные понятия и принципы гидравлики

Если вы хотите сказать спасибо автору, просто нажмите кнопку:

Статьи о гидравлике

Вводная статья. Основные понятия и принципы.
Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.
Гидродвигатели. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.
Гидроклапаны.
Коммутационная гидроаппаратура.

Элементы гидросистем (баки, теплообменники)
Устройства управления расходом. Способы регулирования расхода.
Устройство простейшего гидропривода.
Влияние внешних факторов на гидросистему.
Влияние загрязнений рабочей жидкости на работу гидросистемы. Фильтрация.

Введение.

Данный цикл статей рассчитан на широкий круг эксплуатантов гидравлического оборудования с различным уровнем теоретической подготовки в области гидравлики. Данный цикл статей не является полным и исчерпывающим, а несет некоторые базовые сведения о физических принципах работы гидросистем и гидравлических агрегатах. Статьи содержат в себе обзорную информацию с акцентом на вопросы, наиболее часто вызывающие затруднения у наших клиентов.

Гидравлика в наши дни прочно укоренилась в различных машинах и механизмах. Гидросистемы нашли широкое распространение в станочной технике, манипуляторах, подъемных устройствах, дорожной технике, автотранспорте, в механизмах летательных аппаратов, водного транспорта и т.д. Повсеместное применение гидравлических систем взамен систем механических приводов обусловлено прежде всего простотой преобразования вращательного движения гидронасоса в поступательное (линейное) или вращательное движение исполнительного гидродвигателя.

При правильном подборе гидронасоса и исполнительного гидродвигателя можно получить практически любое усилие. Также преимуществом гидропривода является его компактность, малые размеры гидроагрегатов – следствие высокой удельной мощности. На рис.1 представлен электрический генератор мощностью 50 кВт и приводящий его гидромотор той-же мощности. Наглядно видно что гидромотор имеет заметно меньшие размеры при равной мощности.

Рассмотрим основные понятия и принципы гидравлики.

Понятие давления.

Давление это величина численно равная значению действию силы на единицу площади см. рис.2

Упрощенно данную зависимость можно представить аналогично закону Ома в электротехнике:

Основная единица измерения давления – Паскаль [Па]

Предположим что сила F=1 Ньютон [Н] действует на площадь 1 м2 в этом случае давление составит 1Па. Это очень маленькая величина так как усилие в 1 Н (≈0,981 кгс) распределяется на площади в 1 м2 . Атмосферное давление у поверхности земли имеет приблизительное значение 100000 Па что равняется 0,1МПа (МегаПаскаль). Кроме МПа на приборах измерения давления встречаются такие величины как кгс/см2(ат.) и bar. Соотношения единиц измерений показаны в таблице 1.

Таблица 1. Соотношения единиц измерения давления.

Гидростатическое давление – давление покоящегося столба жидкости.

Внутри столба жидкости под тяжестью массы жидкости, действующей на определенную площадь возникает давление, которое зависит от высоты столба жидкости (h), плотности жидкости (ρ) и ускорения свободного падения (g).

P= ρ ∙g∙h

Если рассматривать различные формы сосудов, наполненных одной и той-же жидкостью то давление в определенной точке будет зависеть только от высоты столба жидкости. Р1=P2=P3 см. рис. 3.

Гидростатическое давление воздействует на дно сосуда с определенной силой (F1 , F2 , F3), и если площади дна у сосудов равны A1 = A2 = A3 и плотность жидкости во всех сосудах одинакова, то силы действующие на дно сосудов равны (F1 = F2 = F3).

Закон Паскаля

Одним из основных законов гидравлики является закон Паскаля. Он гласит что давление в замкнутом сосуде вызванное действием внешней силы равномерно распределяется во всех направлениях и одинаково в любой точке. (в данном законе не учитывается гидростатическое давление т.к. оно ничтожно мало по сравнению с значениями давлений действующими в гидросистемах). См рис.4.

Закон Паскаля лежит в основе принципа передачи усилия посредством гидравлики. Рис.5.

Как следует из закона Паскаля давление во всех точках рабочей жидкости одинаково, следовательно:

В качестве простого примера применения данного принципа может служить обычный гидравлический домкрат.

Заключение

В данной статье описаны основные принципы используемые в системах гидростатического привода. На основе этих законов построены практически все гидросистемы станочных приводов и мобильных машин.

Владея всего несколькими законами гидравлики, читатель сможет выполнить силовой расчет исполнительного гидроцилиндра и оценить преимущества применения гидропривода.

Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!

С Уважением,

Начальник конструкторского отдела

Лебедев М.К.

Тел.: (495) 225-61-00 доб. 234

E-mail: [email protected]

Услуги по ремонту клапанов двигателей насосов

Новая замена

AAH Fluid Power, Inc. предлагает доступную альтернативу OEM. без ущерба для качества. Новые продукты для замены поставляются напрямую, замена осуществляется напрямую. Они протестированы на OEM. спецификации, прежде чем они покинут наш объект, и подкреплены 2-летней гарантией. Новую замену можно найти в AAH Fluid Power, Inc. для насосов, двигателей и клапанов.

Восстановленный обмен

AAH Fluid Power, Inc. закупает насосы, двигатели и сердечники клапанов для повторного использования деталей, которые все еще находятся в хорошем состоянии. AAH Fluid Power, Inc. сначала проверяет устройство, утилизирует детали, которые больше нельзя использовать, а затем отправляет детали, соответствующие требованиям OEM. технические характеристики нашим квалифицированным мастерам по ремонту. Затем устройство изготавливается и тестируется в соответствии со спецификациями OEM, прежде чем покинуть наше предприятие. Мы предлагаем конкурентоспособные цены и превосходные сроки выполнения заказа, имея продукты в наличии.

Восстановленные обменные устройства покидают наше предприятие с нашей стандартной 2-летней гарантией

Замена восстановленных устройств включает в себя основную плату. С клиента взимается цена за единицу плюс основная плата. Как только AAH Fluid Power, Inc. получит ваш сердечник после покупки Восстановленного устройства, мы оценим ваш сердечник для внутреннего кредита. Сердечник должен быть получен полностью собранным и пригодным для восстановления, чтобы получить полный кредит от AAH Fluid Power, Inc. у тебя есть один. Вы можете отправить эту информацию по факсу 586-307-8015 или по электронной почте на адрес [email protected].

Помимо высококачественного ремонта

Программа ремонта AAH — это экономичный вариант ремонта гидросистемы. Когда большинство ремонтных мастерских избегают устаревших O.E.M. оборудование, AAH принимает вызов! Мы предлагаем БЕСПЛАТНУЮ детальную оценку одним из наших опытных техников. Оценки включают текущее состояние устройства и необходимые детали для возврата устройства в OEM. технические характеристики. (Узнайте больше о нашей гарантийной политике).

Программа ремонта AAH:

Бесплатная оценка ремонта
Скидка распространяется на все виды ремонта

Отремонтировано в OEM. Технические характеристики
2 года гарантии
Отчет об испытаниях включен

Скидки на все виды ремонта

Компания AAH Fluid Power, Inc. применяет скидки на все отремонтированные устройства. Стоимость ремонта не превысит нашу стоимость восстановленного. См. подробности ниже:

Скидка 15% на восстановленную цену: Установки, требующие замены расходных частей, таких как уплотнения, прокладки, уплотнительные кольца и подшипники. Должна быть возможность отполировать все остальные основные компоненты.
Скидка 10% на восстановленную цену: Устройства, требующие замены некоторых компонентов вместе с расходными частями.
Скидка 5% на восстановленную цену: Устройства, требующие замены БОЛЬШИНСТВА основных компонентов вместе с расходными частями.

Хотите отправить устройство на ремонт?

Отправьте устройство по адресу, указанному ниже, и приложите упаковочный лист с информацией о вашей компании и контактной информацией с заявлением «Оценка ремонта».

AAH Fluid Power, Inc.

Кому: Отдел ремонта

50751 East Russell Schmidt Blvd.

Честерфилд, Мичиган 48051

Полное руководство по гидравлическим системам: понимание гидравлики

От лифта, которым вы пользуетесь на работе, до самосвала, который проезжает по улице, гидравлика повсюду. Вам может быть интересно, что такое гидравлика. Эта мощная система приводит в движение одни из самых тяжелых механизмов. Гидравлика может поднимать огромные грузы и работать на высоких скоростях. Они популярны на строительных площадках и во множестве других приложений.

Существует много типов гидравлических систем с различными компонентами, все из которых работают по одним и тем же энергетическим принципам. Гидравлические насосы создают давление в жидкости, и ее движение используется для питания всего, от кранов до автомобилей. В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о гидравлических системах.

Прочтите наше руководство по гидравлическим системам:

Предотвращение дрейфа гидравлического цилиндра
История гидравлики

Как работает гидравлическая система?

Возможно, вы уже знакомы с некоторыми основными принципами работы гидравлической системы и ее компонентами. Из своего опыта вы, вероятно, знаете, что твердые тела обычно невозможно раздавить. Если вы возьмете твердый предмет, например ручку или кусок дерева, и попытаетесь его сжать, с материалами ничего не произойдет. Они не будут сжиматься или хлюпать. Жидкость работает так же. Он несжимаемый, то есть не сжимается, когда вы на него надавливаете. Он занимает столько же места, сколько занимал, когда к нему не применялось давление. Представьте воду в шприце. Если заткнуть его конец пальцем и попытаться надавить, то ни вода, ни поршень никуда не денутся.

Что касается гидравлических систем, несжимаемость является основным фактором, обеспечивающим их работу. В том же шприце, если вы нажмете на поршень в обычном режиме, вы выпустите воду с высокой скоростью через узкий конец, даже если вы не применяли такого сильного давления. Когда вы нажимаете на поршень, вы оказываете давление на воду, которая пытается вырваться, как может — в данном случае под высоким давлением через очень узкий выход. Это приложение показывает нам, что мы можем умножать силу, которую затем можем использовать для питания более сложных устройств.

В очень упрощенной системе гидравлическая система состоит из трубопровода с грузом или поршнем на одном конце для сжатия жидкости. Когда этот вес давит на жидкость, он вытесняет ее из гораздо более узкой трубы на другом конце. Вода не хлюпает, а вместо этого проталкивается через трубу и выходит через узкий конец на высокой скорости. Эта система работает и в обратную сторону. Если мы приложим силу к узкому концу на большее расстояние, это создаст силу, способную сдвинуть с другого конца что-то гораздо более тяжелое.

Блез Паскаль, французский математик, физик и изобретатель, стандартизировал эти свойства в середине 1600-х годов. Принцип Паскаля гласит, что в замкнутом пространстве любое изменение давления, приложенного к жидкости, передается через жидкость во всех направлениях. Другими словами, если вы приложите давление к одному концу сосуда с водой, такое же давление будет приложено и к другому концу. Этот принцип позволяет умножать силу и воздействовать на более крупный и тяжелый объект.

В этой системе есть небольшой компромисс. Обычно вы можете приложить больше силы или скорости к одному концу, чтобы увидеть противоположный результат на другом. Например, если вы нажмете на узкий конец с высокой скоростью и небольшой силой, вы приложите большую силу, но с низкой скоростью к широкому концу. Расстояние, которое может пройти ваш узкий конец, также повлияет на то, как далеко будет двигаться широкий. Торговое расстояние и сила типичны для многих систем, и гидравлика не является исключением.

Умножение силы является важным фактором при подъеме тяжелых предметов. Если поршень с широкой стороны в шесть раз больше меньшего, то сила, приложенная к жидкости большим поршнем, будет в шесть раз больше на меньшем конце. Например, сила в 100 фунтов вниз на более широком конце создает силу в 600 фунтов вверх на узком конце. Именно это увеличение силы позволяет гидравлическим системам быть относительно небольшими. Они отлично подходят для питания огромных машин, не занимая слишком много места.

Гидравлика также может быть очень гибкой, и существует множество различных типов гидравлических систем. Вы можете перемещать жидкости по очень узким трубам и обтекать ими другое оборудование. Они имеют различные размеры и формы и могут даже разветвляться на несколько путей, позволяя одному поршню питать несколько других. Автомобильные тормоза обычно являются примером этого. Педаль тормоза активирует два главных цилиндра, каждый из которых касается двух тормозных колодок, по одной на все колеса. Вы можете найти гидравлику, приводящую в действие различные компоненты через цилиндры, насосы, прессы, подъемники и двигатели.

Гидравлические системы имеют несколько основных компонентов для управления их работой:

Резервуар: Гидравлические системы обычно используют резервуар для хранения избыточной жидкости и питания механизма. Важно охлаждать жидкость, используя металлические стенки для отвода тепла, выделяемого при трении, с которым она сталкивается. Резервуар без давления также может позволить захваченному воздуху покинуть жидкость, что повышает эффективность. Поскольку воздух сжимается, он может отклонить движение от поршней и сделать работу системы менее эффективной.
Жидкость: Гидравлические жидкости могут различаться, но обычно это масла на нефтяной, минеральной или растительной основе. Жидкости могут иметь различные свойства в зависимости от их применения. Тормозная жидкость, например, должна иметь высокую температуру кипения из-за высокотемпературного механизма, через который она проходит. Другие особенности включают смазку, радиационную стойкость и вязкость.

Давайте посмотрим, как обычно работает гидравлика в тяжелом оборудовании:

Двигатель: Обычно работает на бензине и позволяет работать гидравлической системе. В больших машинах это должно быть способно генерировать много энергии.
Насос: Насос гидравлического масла направляет поток масла через клапан в гидравлический цилиндр. Эффективность насоса часто измеряется в галлонах в минуту и фунтах на квадратный дюйм (psi).
Цилиндр: Цилиндр получает жидкость под высоким давлением от клапанов и приводит в действие механизм.
Клапан: Клапаны помогают транспортировать жидкость по системе, контролируя такие параметры, как давление, направление и поток.

К другим машинам, использующим гидравлику, относятся транспортные средства на строительных площадках. Экскаваторы, краны, бульдозеры и экскаваторы могут приводиться в движение надежными гидравлическими системами. Экскаватор, например, приводит в действие свою массивную руку гидроцилиндрами. Жидкость закачивается в тонкие трубы, удлиняя поршни и, соответственно, рычаг. Гидравлическая мощность, стоящая за этим, может использоваться для подъема огромных грузов. Помимо строительных машин, гидравлика используется во всем, от лифтов до двигателей, даже в системах управления самолетами.

В чем разница между открытыми и закрытыми гидравлическими системами?

Открытые и закрытые системы гидравлики относятся к различным способам снижения давления в насосе. Это может помочь уменьшить любой износ.

В открытой системе всегда работает насос, перекачивающий масло по трубам без создания давления. И вход насоса, и обратный клапан соединены с гидравлическим резервуаром. Их также называют системами с «открытым центром» из-за открытого центрального пути регулирующего клапана, когда он находится в нейтральном положении. В этом случае гидравлическая жидкость возвращается в резервуар. Жидкость, поступающая из насоса, поступает в устройство, а затем возвращается в резервуар. В контуре также может быть предохранительный клапан для направления избыточной жидкости в резервуар. Фильтры обычно используются для поддержания чистоты жидкости.

Открытые системы лучше подходят для приложений с низким давлением. Кроме того, они дешевле и проще в обслуживании. Одно предостережение заключается в том, что они могут создавать избыточное тепло в системе, если давление превышает настройки клапана. Еще одно место для дополнительного тепла находится в резервуаре, который должен быть достаточно большим, чтобы охлаждать протекающую через него жидкость. Открытые системы также могут использовать несколько насосов для питания различных систем, таких как рулевое управление или управление.

Закрытая система соединяет обратный клапан непосредственно с входом гидравлического насоса. Он использует один центральный насос для перемещения жидкости в непрерывном контуре. Клапан также блокирует масло от насоса, вместо этого направляя его в аккумулятор, где оно остается под давлением. Масло остается под давлением, но не движется, пока не будет активировано. Подкачивающий насос подает охлажденное отфильтрованное масло на сторону низкого давления. Этот шаг поддерживает давление внутри контура. Закрытая система часто используется в мобильных приложениях с гидростатическими трансмиссиями и использует один насос для питания нескольких систем.

У них могут быть резервуары меньшего размера, потому что им просто нужно достаточно жидкости для нагнетательного насоса, который относительно мал. Открытая система может работать с более высоким давлением. Закрытая система предлагает немного больше гибкости, чем открытая система, но она также имеет несколько более высокую цену и более сложный ремонт. Закрытые системы могут работать с меньшим количеством жидкости в небольших гидравлических линиях, а клапаны можно использовать для изменения направления потока.

Вы даже можете преобразовать открытую систему в закрытую, заменив некоторые компоненты и добавив место для масла, которое будет стекать после обратного пути.

Типы гидравлических насосов

Существует несколько различных типов гидравлических насосов. Они могут значительно различаться по способу перемещения жидкости и объему вытеснения.

Почти все гидравлические насосы объемные насосы , что означает, что они подают точное количество жидкости. Их можно использовать в приложениях с высокой мощностью более 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Насосы прямого вытеснения зависят от давления для количества жидкости, которую они перемещают, в то время как объемные насосы этого не делают. Непрямые насосы чаще используются в пневматике и системах низкого давления. К ним относятся центробежные и осевые насосы.

Объемные насосы могут иметь постоянный или переменный объем. Большинство насосов подпадают под фиксированный рабочий объем.

В с фиксированным рабочим объемом насос обеспечивает одинаковое количество жидкости в каждом цикле насоса.
В с переменным рабочим объемом насос может подавать различное количество жидкости в зависимости от скорости, с которой он работает, или физических свойств насоса.

A шестерня насос недороги и более устойчивы к загрязнению жидкости, что делает их подходящими для суровых условий. Однако они могут быть менее эффективными и изнашиваться быстрее.

Насосы с внешним зацеплением: В них используются две шестерни с плотным зацеплением внутри корпуса. Одна из них является ведущей или приводной шестерней, а другая — ведомой или безнапорной. Жидкость попадает в пространство между шестернями и вращается через корпус. Поскольку он не может двигаться назад, он проталкивается через выпускной насос.
Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением: В конструкции с внутренним зацеплением внутреннее зубчатое колесо, возможно, с прокладкой в форме полумесяца, находится внутри внешнего зубчатого колеса ротора. Жидкость перемещается за счет эксцентриситета — отклонения шестерни от круглости — между шестернями. Внутренняя шестерня с меньшим количеством зубьев вращает внешнюю шестерню, а прокладка входит между ними, создавая уплотнение. Жидкость всасывается, проходит через шестерни, герметизируется и выпускается.

Далее идут лопастные насосы . Они могут быть неуравновешенными или сбалансированными, а также фиксированными или переменными рабочими объемами. Они бесшумны и работают при давлении ниже 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Неуравновешенный лопастной насос: Этот насос с постоянным рабочим объемом имеет ведомый ротор и лопасти, которые выдвигаются в радиальных пазах. Уровень эксцентриситета ротора определяет уровень смещения. По мере его вращения пространство между лопастями увеличивается, создавая вакуум для всасывания жидкости. Захваченная жидкость перемещается по системе через вращающиеся лопасти и выталкивается по мере уменьшения пространства между ними.
Сбалансированный шиберный насос: Сбалансированный шиберный насос, также с фиксированным рабочим объемом, перемещает ротор через эллиптическое кулачковое кольцо. Он использует два входа и выхода на каждом обороте.
Пластинчатый насос с переменным рабочим объемом: В этом типе насоса рабочий объем может изменяться за счет эксцентриситета между ротором и корпусом. Наружное кольцо корпуса подвижно.

Наша последняя категория насосов – поршневые насосы , которые отлично подходят для применения в условиях высокой мощности.

Рядные аксиально-поршневые насосы: Рядные насосы совмещают центр блока цилиндров с центром карданного вала. Угол поворотной/кулачковой шайбы помогает определить величину смещения. Вход и выход расположены в клапанной тарелке, которая поочередно соединяется с каждым цилиндром. Когда поршень движется вверх мимо впускного отверстия, он втягивает жидкость из резервуара. Точно так же он будет выталкивать жидкость из выпускного отверстия, когда она проходит через него.
Аксиально-поршневые насосы с изогнутой осью: Насосы с изогнутой осью выровнены по центру блока цилиндров под углом к центру приводного вала. Эта конструкция работает аналогично рядному осевому насосу.
Радиально-поршневые насосы: Радиально-поршневой насос использует семь или девять радиальных цилиндров, а также реактивное кольцо, штифт и приводной вал. Поршни установлены радиально вокруг приводного вала, а впускные и выпускные отверстия находятся в штифте, что-то вроде шарнира.

Подробнее о гидравлике

Теперь, когда вы знаете, что такое гидравлика, вы можете видеть, что гидравлика имеет обширное применение и может использоваться во всех видах различных компонентов машин, которые работают в строительстве, на транспорте и во многих других областях. Возможно, теперь вы даже сможете придумать несколько собственных примеров гидравлической системы. Сила воды использовалась на протяжении веков, и теперь с помощью клапанов, поршней и цилиндров гидравлика может работать в самых разных форматах. Открытые и закрытые, фиксированные или переменные, положительные и неположительные — все они могут перемещать огромные веса и использовать преимущества современной техники. Если вы ведете какой-либо бизнес, вы можете заставить гидравлику работать на вас.

Компания Hard Chrome Specialists предлагает услуги по ремонту всех типов гидравлических систем, а также гальванопокрытию, электрополировке и изготовлению на заказ.