Napędy hydrauliczne

Autor mechanika-obrobka.pl

---

Napisane 2017-12-05 12:59:45

---

---

Napędy hydrauliczne

Są to urządzenia służące do przekazywania energii z miejsca jej wytwarzania (np. pompy) do urządzenia napędzanego (np. siłownika). Oczywiście w tych napędach czynnikiem przenoszącym energię jest ciecz. Zasada działania napędu hydraulicznego jest oparta na prawie Pascala, które dotyczy równomiernego rozchodzenia się ciśnienia w cieczy. Są to napędy wykorzystywane najczęściej do wykonywania ruchu prostoliniowego.

Schemat napędu hydraulicznego

Zalety napędów hydraulicznych:

• najkorzystniejszy stosunek siły do objętości silnika,
• bardzo duże siły rozwijane przez silnik,
• płynność ruchu,
• bezstopniowe sterowanie prędkością w szerokich zakresach,
• możliwość rozwijania małych prędkości, przy zachowaniu równomierności ruchu,
• znakomite właściwości dynamiczne,
• sztywność charakterystyki mechanicznej,
• bardzo dobre tłumienie powstających drgań.

Zastosowanie hydrauliki – olbrzymie siłowniki o bardzo dużych siłach działania

Wady napędów hydraulicznych:

• niekorzystne oddziaływanie ekologiczne (zużyte oleje),
• konieczność okresowej wymiany oleju i filtrów,
• wysoki koszt,
• powstający hałas,
• wrażliwe na zapowietrzenie (jak hamulce w samochodzie),
• trudność powiązania ruchów (dlatego nie są używane np. w osiach obrabiarki).

Podziałów napędów hydraulicznych jest dużo, jednym z najważniejszych podział napędów hydraulicznych jest podział na napędy:

• hydrostatyczne - których działanie opiera się na wykorzystaniu przede wszystkim energii ciśnienia cieczy,
• hydrokinetyczne - których działanie opiera się na wykorzystaniu energii kinetycznej cieczy (Równanie Bernoullego).

Oraz podział na układy otwarte i zamknięte:

• układy hydrauliczne otwarte - cały strumień, który generuje pompa po oddaniu swojej energii np. na końcu układu (siłowniku) wraca do zbiornika z cieczą,
• układy hydrauliczne zamknięte – energia, która powstaje w wyniku pracy pompy – po wykorzystaniu jej energii wraca na stronę ssącą pompy – nie wraca do zbiornika jak w układach otwartych.

Przykładowy układ otwarty napędu hyraulicznego 1 – siłownik, 2 – zawór rozdzielający, 3 – zawór bezpieczeństwa, 4 – pompa główna, 5 – zbiornik główny, 6 – zawór dopełniający

Elementem wejściowym w układach hydraulicznych jest pompa wyporowa napędzana np. silnikiem elektrycznym lub spalinowy. Pompa generuje energię hydrauliczną cieczy. Możemy wyróżnić pompy rotacyjne i tłoczkowe w zależności od sposobu ich działania.

Elementem wyjściowym są silniki lub siłowniki hydrauliczne, które spełniają zadanie odwrotne od pompy. Zamieniają dostarczoną energię hydrauliczną cieczy na energie mechaniczną. Ich budowa i systematyka może być identyczna jak w przypadku elementów wejściowych. Bardzo często wykorzystywane są napędy tłokowe – umożliwiające w łatwy sposób wykonywać ruchy prostoliniowo-zwrotne. Najczęściej budowane z ruchomym tłokiem i nieruchomym cylindrem – ale są też siłowniki o działaniu odwrotnym. Można wyróżnić podział na siłowniki jednostronnego i dwustronnego działania.

Siłownik hydrauliczny

Elementami sterującymi w hydraulice są zawory. Rodzaje zaworów hydraulicznych:

• zawory ciśnieniowe:
  • bezpieczeństwa,
  • przelewowe,
  • kolejności działania,
  • redukcyjne,
  • zawory proporcjonalne,
  • zawory różnicowe,
• zawory natężeniowe:
  • dławiące,
  • zwrotne,
  • przepływu,
  • rozdzielające,
  • odcinające,

Zawory hydrauliczne

Napędy hydrauliczne i pneumatyczne różnice

W porównaniu do napędów pneumatycznych – hydraulika jest:

• droższa,
• bardziej szkodliwa dla środowiska – rozlane oleje, zużyte filtry itd.,
• awarie na liniach prawdopodobnie zakończą się rozlanym olejem,
• małe nieszczelności też powoduję uciekanie cieczy ‘na zewnątrz’,
• ciecz jest nieściśliwa – powietrze odwrotnie – jest ściśliwe (ma to swoje wady i zalety),
• dzięki hydraulice można uzyskiwać zdecydowanie większe siły,
• hydraulika posiada najlepszy stosunek uzyskiwanych sił do gabarytów napędu,
• ciecz jako medium robocze jest wstanie przenieść zdecydowanie więcej energii od powietrza.

 

---