מערכת הידראולית: חישוב, תכנית, מכשיר. סוגי מערכות הידראוליות. לְתַקֵן. מערכות הידראוליות ופניאומטיות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-15 14:11

מערכת הידראולית היא מכשיר שנועד להמיר מאמץ קטן למאמץ משמעותי תוך שימוש בסוג כלשהו של נוזל להעברת אנרגיה. ישנם סוגים רבים של צמתים הפועלים על פי עיקרון זה. הפופולריות של מערכות מסוג זה נובעת בעיקר מהיעילות הגבוהה שלהן, מהאמינות והפשטות היחסית בעיצובן.

אזור שימוש

נמצא שימוש נרחב בסוג זה של מערכת:

1. בתעשייה. לעתים קרובות מאוד הידראוליקה היא מרכיב בתכנון של מכונות חיתוך מתכת, ציוד המיועד להובלת מוצרים, העמסה/פריקה וכו'.
2. בתעשיית התעופה והחלל. מערכות דומות משמשות בבקרות ובשלדות שונים.
3. בחקלאות. באמצעות הידראוליקה נשלטים בדרך כלל האביזרים המצורפים של טרקטורים ודחפורים.
4. בתחום הובלת מטענים. מכוניות מצוידות לרוב בהידראוליתמערכת בלמים.
5. בציוד הספינה. הידראוליקה במקרה זה משמשת בהיגוי, כלולה בתכנון הטורבינות.

עקרון הפעולה

כל מערכת הידראולית פועלת על העיקרון של ידית נוזלים קונבנציונלית. מדיום העבודה המסופק בתוך צומת כזה (ברוב המקרים, שמן) יוצר את אותו לחץ בכל נקודותיו. זה אומר שעם כמות קטנה של כוח על שטח קטן, אתה יכול לעמוד בעומס משמעותי על שטח גדול.

לאחר מכן, שקול את עקרון הפעולה של מכשיר כזה תוך שימוש בדוגמה של יחידה כזו כמו מערכת הבלמים ההידראולית של מכונית. העיצוב של האחרון הוא די פשוט. התוכנית שלה כוללת מספר צילינדרים (הבלם הראשי, מלא בנוזל, ועזר). כל האלמנטים הללו מחוברים זה לזה על ידי צינורות. כאשר הנהג לוחץ על הדוושה, הבוכנה בצילינדר הראשי זזה. כתוצאה מכך, הנוזל מתחיל לנוע דרך הצינורות ונכנס לצילינדרים העזר הממוקמים ליד הגלגלים. לאחר מכן, הבלימה מופעלת.

עיצוב מערכות תעשייתיות

הבלם ההידראולי של מכונית - העיצוב, כפי שאתה יכול לראות, די פשוט. מכשירים נוזליים מורכבים יותר משמשים במכונות ומנגנונים תעשייתיים. העיצוב שלהם עשוי להיות שונה (בהתאם להיקף היישום). עם זאת, דיאגרמת המעגלים של מערכת הידראולית בעיצוב תעשייתי הוא תמיד זהה. זה בדרך כלל כולל את הרכיבים הבאים:

1. מאגרלנוזל עם פה ומאוורר.
2. מסנן גס. אלמנט זה נועד להסיר סוגים שונים של זיהומים מכניים מהנוזל הנכנס למערכת.
3. משאבה.
4. מערכת בקרה.
5. צילינדר עובד.
6. שני מסננים עדינים (בקווי האספקה וההחזרה).
7. שסתום הפצה. אלמנט עיצובי זה נועד להפנות נוזל לצילינדר או חזרה למיכל.
8. שסתומי החזרה ובטיחות.

תפעול המערכת ההידראולית של ציוד תעשייתי מבוססת גם על עקרון מינוף הנוזלים. בהשפעת כוח המשיכה, השמן במערכת כזו נכנס למשאבה. ואז זה עובר לשסתום הבקרה, ולאחר מכן לבוכנה של הצילינדר, יוצר לחץ. המשאבה במערכות כאלה לא מיועדת לינוק את הנוזל, אלא רק להזיז את נפחו. כלומר, הלחץ לא נוצר כתוצאה מעבודתו, אלא תחת העומס מהבוכנה. להלן תרשים סכמטי של המערכת ההידראולית.

יתרונות וחסרונות של מערכות הידראוליות

היתרונות של צמתים הפועלים על עיקרון זה כוללים:

• היכולת להעביר מטענים במידות ובמשקל גדולים בדיוק מרבי.
• טווח בלתי מוגבל כמעט של מהירויות.
• פעולה חלקה.
• אמינות וחיי שירות ארוכים. ניתן להגן בקלות על כל הרכיבים של ציוד כזה מעומסי יתר על ידי התקנת שסתומי שחרור לחץ פשוטים.
• כלכלה בעבודה וגודל קטן.

בנוסף ליתרונות, למערכות תעשייתיות הידראוליות יש כמובן חסרונות מסוימים. אלה כוללים:

• סיכון מוגבר לשריפה במהלך העבודה. רוב הנוזלים המשמשים במערכות הידראוליות הם דליקים.
• רגישות הציוד לזיהום.
• אפשרות לדליפות שמן, ולכן הצורך בסילוקן.

חישוב של מערכת הידראולית

כאשר מעצבים מכשירים כאלה, נלקחים בחשבון גורמים רבים ושונים. אלה כוללים, למשל, את מקדם הצמיגות הקינמטי של הנוזל, צפיפותו, אורך הצינורות, קטרים של המוטות וכו'.

המטרה העיקרית של ביצוע חישובים עבור התקן כגון מערכת הידראולית היא לרוב לקבוע:

• מפרטי משאבה.
• משיכות מוט.
• לחץ תפעולי.
• ביצועים הידראוליים של קווים, אלמנטים אחרים והמערכת כולה.

המערכת ההידראולית מחושבת באמצעות נוסחאות אריתמטיות שונות. לדוגמה, הפסדי לחץ בצינורות מוגדרים כדלקמן:

1. האורך המחושב של הקווים מחולק בקוטר שלהם.
2. המכפלה של צפיפות הנוזל בשימוש והריבוע של קצב הזרימה הממוצע מחולק בשניים.
3. כפל את הערכים שהתקבלו.
4. כפל את התוצאה בגורם הפסד הנסיעה.

הנוסחה עצמהנראה כך:

∆p_i =λ x l_i(p): d x pV² : ^2.

באופן כללי, במקרה זה, חישוב ההפסדים בקווים מתבצע בערך לפי אותו עיקרון כמו במבנים פשוטים כמו מערכות חימום הידראוליות. נוסחאות אחרות משמשות לקביעת ביצועי משאבה, שבץ וכו'.

סוגי מערכות הידראוליות

כל המכשירים הללו מחולקים לשתי קבוצות עיקריות: סוג פתוח וסגור. הדיאגרמה הסכמטית של המערכת ההידראולית שנחשבת על ידינו לעיל שייכת לזן הראשון. עיצוב פתוח משמש בדרך כלל למכשירים בעלי הספק נמוך ובינוני. במערכות סגורות מורכבות יותר, נעשה שימוש במנוע הידראולי במקום בצילינדר. הנוזל נכנס אליו מהמשאבה, ואז חוזר שוב לקו.

איך מתבצעים התיקונים

מאחר והמערכת ההידראולית ממלאת תפקיד משמעותי במכונות ובמנגנונים, התחזוקה שלה מופקדת לרוב על ידי מומחים מוסמכים במיוחד של חברות העוסקות בסוג פעילות מסוים זה. חברות כאלה בדרך כלל מספקות מגוון שלם של שירותים הקשורים לתיקון של ציוד מיוחד והידראוליקה.

כמובן, בארסנל של חברות אלה יש את כל הציוד הדרוש לייצור עבודה כזו. תיקונים למערכות הידראוליות נעשים לרוב במקום. לפני ביצועו, ברוב המקרים, יש לנקוט באמצעי אבחון שונים.לשם כך, חברות שירות הידראולי משתמשות בהתקנות מיוחדות. הרכיבים הדרושים לתיקון בעיות מובאים בדרך כלל גם על ידי עובדים של חברות כאלה.

מערכות פניאומטיות

בנוסף להידראולי, ניתן להשתמש במכשירים פנאומטיים כדי להניע את הצמתים של סוגים שונים של מנגנונים. הם עובדים בערך באותו אופן. עם זאת, במקרה זה, האנרגיה של אוויר דחוס, לא מים, מומרת לאנרגיה מכנית. הן מערכות הידראוליות והן מערכות פניאומטיות עושות את עבודתן בצורה יעילה למדי.

היתרון במכשירים מהזן השני הוא, קודם כל, היעדר הצורך להחזיר את נוזל העבודה בחזרה למדחס. היתרון של מערכות הידראוליות בהשוואה לפנאומטיות הוא שהתווך שבהן אינו מתחמם יתר על המידה ואינו מתקרר יתר על המידה, ולכן, אין צורך לכלול רכיבים וחלקים נוספים במעגל.