Μαθήματα:
- Εισαγωγή στα υδραυλικά
- Υδραυλικά διαγράμματα
Εισαγωγή στα υδραυλικά:
Με τον όρο υδραυλική εννοούμε τη μετάδοση ενέργειας (δυνάμεων και κινήσεων) μέσω ενός ρευστού. Η λέξη «υδραυλικός» προέρχεται από την ελληνική (hydro = νερό, αυλός = σωλήνας). Η υδραυλική είναι μια τεχνολογία κίνησης, ελέγχου και ρύθμισης που συναντάμε στην τεχνολογία μηχανοκίνητων οχημάτων, τη μηχανολογία, την τεχνολογία κίνησης και ελέγχου, τα αεροσκάφη και τη γεωργία. Μπορούμε να διακρίνουμε τα υδραυλικά σε υδροκινητική και υδροστατική κίνηση:
- Υδροκινητική: υψηλές ταχύτητες υγρών και σχετικά χαμηλές πιέσεις, όπως ο μετατροπέας ροπής στο αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων.
- Υδροστατικό: χαμηλές ταχύτητες υγρών και υψηλές πιέσεις, όπως συναντάμε στο υδραυλικό τιμόνι.
Στην πράξη, εκτός από τα υδραυλικά, βρίσκουμε και πνευματικά, ηλεκτρονικά και τεχνολογία μηχανικής κίνησης. Κάθε τεχνική έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα για την εφαρμογή για την οποία χρησιμοποιείται. Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των υδραυλικών σε σύγκριση με άλλες τεχνικές είναι:
Πλεονεκτήματα:
- Υψηλή πυκνότητα ισχύος; μεγάλες δυνάμεις και ροπές μπορούν να μεταδοθούν με μικρά μεγέθη εξαρτημάτων.
- Απεριόριστα ρυθμιζόμενη ταχύτητα, ισχύς και ροπή.
- Η υδραυλική ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί και να επαναχρησιμοποιηθεί.
- Είναι δυνατή η υψηλή ακρίβεια και η σταθερή τοποθέτηση.
Μειονεκτήματα:
- Σχετικά ακριβή τεχνολογία.
- Ευαίσθητο στη βρωμιά.
- Πιθανότητα διαρροής (τόσο εσωτερική όσο και εξωτερική).
Σε ένα υδραυλικό σύστημα, το υγρό κινείται. Η ροή του υγρού μπορεί να τεθεί σε κίνηση μέσω αντλίας ή εμβόλου. Όλα τα υδραυλικά συστήματα βασίζονται στο νόμο του Pascal:
«Η πίεση που ασκείται σε ένα υγρό σε ηρεμία διαδίδεται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις σε ένα κλειστό δοχείο».
Βλέπουμε αυτή την αρχή στο παρακάτω σχήμα, όπου μια δύναμη (F1) ασκείται στην επιφάνεια του εμβόλου με ένα έμβολο. Η δύναμη δημιουργεί μια πίεση στο γεμάτο με υγρό (κλειστό) σύστημα, η οποία ωθεί το έμβολο προς τα πάνω με τη δύναμη F2.
Η πίεση εξαρτάται από τη δύναμη και την επιφάνεια του εμβόλου. Στη σελίδα "πίεση στο υδραυλικό σύστημαΑυτό γίνεται σαφές μέσω κινούμενων εικόνων και υπολογισμών.
Υδραυλικά διαγράμματα:
Τα υδραυλικά διαγράμματα που αποτελούνται από σύμβολα καταρτίζονται από τον κατασκευαστή για να μπορούν να διαβάσουν πώς συνδέονται τα εξαρτήματα κατά τη διάρκεια εργασιών συντήρησης ή/και επισκευής. Το διάγραμμα ροής λέει επίσης ποιοι τύποι στοιχείων υπάρχουν στο σύστημα. Μπορείτε να βρείτε μια επισκόπηση των συμβόλων στη σελίδα με το λίστα υδραυλικών συμβόλων.
Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα εξαρτήματα σε ένα υδραυλικό σύστημα. Τα εξαρτήματα εμφανίζονται με χρώμα και αριθμό.
Ένας ηλεκτροκινητήρας κινεί την υδραυλική αντλία (1), η οποία μετακινεί το υδραυλικό λάδι στη βαλβίδα ελέγχου (4).
Η βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης (2) προστατεύει το σύστημα από υπερβολική πίεση. Η πίεση του συστήματος μπορεί να διαβαστεί από το μανόμετρο (3).
Η χειροκίνητη βαλβίδα ελέγχου έχει τέσσερις συνδέσεις:
P (αντλία), T (δεξαμενή) και συνδέσεις A και B για τον κύλινδρο.
Η διαφάνεια ελέγχου μπορεί να ρυθμιστεί σε τρεις θέσεις:
- σε ηρεμία (τρέχουσα θέση).
- δεξιά;
- αριστερά.
Ανάλογα με τη θέση της βαλβίδας ελέγχου, ο κύλινδρος τροφοδοτείται με υδραυλικό λάδι και το έμβολο θα κινηθεί.
Οι παρακάτω εικόνες περιγράφουν τις διαφορετικές θέσεις της βαλβίδας ελέγχου με τις οποίες μπορεί να μετακινηθεί ο κύλινδρος.
1. Έλεγχος ολίσθησης σε ουδέτερη θέση:
Η υδραντλία στο παρακάτω διάγραμμα κινείται επίσης από έναν ηλεκτροκινητήρα. Η αντλία αναρροφά το υδραυλικό λάδι από το ρεζερβουάρ και τροφοδοτεί το λάδι υπό αυξημένη πίεση στη βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης, το μανόμετρο και τη βαλβίδα ελέγχου.
Η βαλβίδα ελέγχου βρίσκεται στη μεσαία θέση, έτσι ώστε οι συνδέσεις P και T να συνδέονται μεταξύ τους και το υδραυλικό λάδι εισέρχεται στη βαλβίδα ελέγχου μέσω P και φεύγει μέσω T.
Το υδραυλικό λάδι ρέει από τη σύνδεση Τ μέσω του φίλτρου επιστροφής στο ρεζερβουάρ. Στο περίβλημα του φίλτρου επιστροφής υπάρχει μια διάταξη ασφαλείας πίεσης, η οποία ανοίγει έναντι της δύναμης του ελατηρίου όταν αυξάνεται η πίεση του υγρού.
Η αύξηση της πίεσης μπορεί να συμβεί όταν το φίλτρο φράξει από σωματίδια βρωμιάς.
Επειδή το υδραυλικό λάδι κυκλοφορεί σε αυτή τη θέση της βαλβίδας ελέγχου, δεν υπάρχει σχεδόν καμία συσσώρευση πίεσης. Υπάρχει μόνο μια ορισμένη αντίσταση που συναντά το λάδι στη βαλβίδα ελέγχου, στους σωλήνες και στο φίλτρο επιστροφής. Ωστόσο, αυτή η αντίσταση είναι τόσο χαμηλή που το λάδι αντλείται χωρίς πίεση.
2. Έλεγχος ολίσθησης στην αριστερή θέση:
Η πλάκα ελέγχου τοποθετείται στην αριστερή θέση. Οι ακροδέκτες Ρ και Α, καθώς και Τ και Β, συνδέονται μεταξύ τους σε αυτή τη θέση. Το υδραυλικό λάδι μετακινείται μέσω των σωλήνων στην αριστερή πλευρά του κυλίνδρου. Η συσσώρευση πίεσης στην αριστερή πλευρά του εμβόλου αρχίζει και ελέγχεται πλέον.
Επειδή η επιστροφή (Β) του κυλίνδρου είναι πλέον συνδεδεμένη με τη σύνδεση T της βαλβίδας ελέγχου, το λάδι μπορεί να ρέει στη δεξιά πλευρά του κυλίνδρου - μέσω του φίλτρου επιστροφής - στο ρεζερβουάρ.
Ο κύλινδρος κάνει μια κίνηση προς τα έξω έως ότου επιτευχθεί η τελική στάση. Αυτό το βλέπουμε στην παρακάτω κατάσταση.
3. Έμβολο σε ακραία θέση:
Σε αυτή την κατάσταση το έμβολο έχει εκταθεί στη μέγιστη έκτασή του, έτσι έχει επιτευχθεί το τερματικό στοπ. Η προστασία υπερπίεσης εμποδίζει την υπερβολική άνοδο της πίεσης. Χωρίς αυτή την προστασία, η πίεση θα ανέβαινε ανεξέλεγκτα, με αποτέλεσμα ελαττώματα.
Η βαλβίδα ελέγχου πίεσης (στο σχήμα φαίνεται στα αριστερά της υδραντλίας) ανοίγει όταν επιτευχθεί η προκαθορισμένη πίεση. Η βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης συνδέει τη γραμμή τροφοδοσίας από την υδραντλία στην επιστροφή. Υπάρχει τώρα μια σταθερή κυκλοφορία μέσω αυτής της βαλβίδας εκτόνωσης πίεσης μέχρι να μειωθεί η πίεση.
4. Έλεγχος ολίσθησης στη σωστή θέση:
Η ολίσθηση ελέγχου λειτουργεί τώρα στη σωστή θέση (απέναντι). Σε σύγκριση με την κατάσταση 2, οι σωλήνες συνδέονται με σταυροειδείς δεσμούς μεταξύ τους: το P είναι πλέον συνδεδεμένο στο Β, έτσι ώστε η πίεση να συσσωρεύεται στη δεξιά πλευρά του εμβόλου. Η σύνδεση Α συνδέεται στο Τ (επιστροφή). Σε αυτή τη θέση το έμβολο κινείται από την ολίσθηση ελέγχου προς τα αριστερά.
Όταν επιτευχθεί η τελική αναστολή του εμβόλου, η πίεση θα αυξηθεί ξανά στην πίεση στην οποία ανοίγει η βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης. Στη συνέχεια, η πλάκα ελέγχου πρέπει να επιστρέψει στη μεσαία θέση.
Σχετική σελίδα:
