Cu ce ​​sunt alimentate sistemele hidraulice? Un ghid simplu despre energia hidraulică

Sistemele hidraulice sunt alimentate de o pompă hidraulică care acționează fluid sub presiune, în mare parte ulei, într-un sistem închis. Cum crezi că o mică pârghie pe un stivuitor poate ridica o mașină? Totul are legătură cu puterea fluidelor sub presiune. Aici intervine hidraulica. Are legătură cu o lege fundamentală a fizicii, Legea lui Pascal, și cu câteva componente hidraulice de bază. Într-un sistem de pompare hidraulica, o pompă furnizează presiunea care acționează uleiul. Dar ce alimentează sistemul hidraulic? Depinde de pompă și de uleiul în sine.

De ce sunt alimentate sistemele hidraulice?

Sursa de energie de bază din spatele sistemelor hidraulice

Ce alimentează sistemele hidraulice? V-ați putea întreba ce face ca sistemul hidraulic să funcționeze atunci când vedeți un excavator ridicând tone de pământ. Totul începe cu un motor principal. Un motor principal este un motor electric sau un motor pe benzină. Acel motor rotește... sursă de energie mecanicăPompa forțează uleiul să treacă prin sistem. Uleiul mută energia dintr-un loc în altul. Gândiți-vă la pompă ca la inima mașinii. Uleiul este ca sângele care curge prin țevi.

Adevărata muncă începe atunci când uleiul ajunge la un actuator. Un actuator poate fi un cilindru sau un motor. Uleiul împinge un piston din interiorul cilindrului. Această mișcare creează forță mecanică. Deci, ce face ca hidraulica să funcționeze în practică? Aveți un lanț de transfer de energie. Motorul principal rotește... pompă hidraulică. berbec hidraulic transformă energia mecanică în curgere de fluid. Când fluidul întâlnește o rezistență, acesta creează presiune. Această presiune face munca grea pe care o vedeți pe șantiere.

De ce este utilizat în mod obișnuit uleiul hidraulic

V-ați putea întreba de ce constructorii aleg uleiul în locul apei sau aerului. Uleiul oferă mai multe avantaje atunci când se construiește un sistem hidraulic. În primul rând, uleiul nu corodează metalele. Apa poate provoca coroziune în țevi și cilindri. În al doilea rând, uleiul lubrifiază piesele mobile, reducând uzura și prelungind durata de viață a echipamentelor. În cele din urmă, uleiul nu poate fi comprimat cu ușurință, spre deosebire de apă și aer, care ar irosi energie. 

Ce alimentează sistemele hidraulice? Stabilitatea temperaturii este un alt factor important în alegerea uleiului. Uleiul este destul de stabil la diferite temperaturi, adică nu se evaporă la temperaturi ridicate și nu îngheață la temperaturi scăzute. Această fiabilitate face ca uleiul să fie un fluid hidraulic comun pentru mașinile mari. Majoritatea fluidelor hidraulice moderne conțin aditivi. Aditivii oferă protecție antispumantă, antirugină și etanșări.

Cum creează energie un sistem hidraulic?

Rolul Pompă hidraulică

Această piesă pornește lanțul energetic. Preia forța de rotație de la un arbore rotativ și o transformă în energie hidraulică. Această schimbare are loc atunci când piesa mișcă fluidul dintr-un rezervor în țevi. Piesa creează o mișcare în ulei numită curgere. Presiunea apare numai atunci când mișcarea întâlnește o rezistență. Gândiți-vă la un furtun de grădină cu apă care curge liber dintr-o duză deschisă.

Ce alimentează sistemele hidraulice? Puneți degetul mare peste deschidere pentru a crea rezistență. Această rezistență creează forță în spatele degetului mare. Aceeași idee funcționează în interiorul unui circuit hidraulic. Piesa împinge uleiul hidraulic prin furtunuri și supape către un cilindru hidraulic care susține o sarcină. Sarcina împinge înapoi piesa. Această rezistență transformă mișcarea într-o forță hidraulică utilizabilă care crește odată cu sarcina. Această forță mișcă sarcina. Fără această piesă, nu aveți mișcare sau putere. Această piesă face ca totul să funcționeze.

Ce alimentează Pompă hidraulică?

Este necesar un motor principal pentru a acționa piesa în discuție. Motorul principal este montat pe arborele piesei și furnizează forța de rotație necesară pentru a o acționa. Pot fi utilizate două tipuri de motoruri principale. Primul este un motor electric care funcționează cu energie electrică de la rețea sau cu baterii. Astfel de motoruri principale sunt utilizate pe utilaje staționare. 

Sunt ecologice și destul de silențioase în timpul funcționării. Al doilea este un motor cu ardere internă care folosește fie motorină, fie benzină. Sunt utilizate pe utilaje mobile, cum ar fi excavatoarele și tractoarele. Aceste motoare principale furnizează un cuplu ridicat la viteze mici, ceea ce ajută pompa să dezvolte rapid puterea hidraulică. Ce acționează sistemul hidraulic? Depinde de cerințe.

Care sunt componentele principale ale unui sistem hidraulic?

Fluid hidraulic

Fluidul hidraulic acționează ca sângele vital al fiecărui circuit hidraulic. Gândiți-vă la el ca la purtătorul de energie care transportă puterea de la o piesă la alta. Acest ulei special circulă prin furtunuri și conducte metalice, trimițând energie oriunde are nevoie mașina. Fără acest fluid, sistemul dumneavoastră hidraulic nu ar putea trimite forță de la... sursă de energie mecanică către piesele de lucru.

Ce alimentează o pompă hidraulică? Trebuie să știi de ce este atât de important acest fluid. Fluidul unge piesele mobile din interior pompe hidraulice și cilindri hidraulici. De asemenea, elimină căldura din locurile în care piesele se freacă între ele. Majoritatea fluidelor hidraulice conțin aditivi care previn spumarea și protejează împotriva ruginii. Acești aditivi mențin sistemul funcționând fără probleme chiar și sub sarcini mari. Atunci când alegeți fluidul potrivit pentru echipamentul dumneavoastră, contribuiți la o durată mai lungă de viață a fiecărei componente a circuitului.

Pompă hidraulică

De ce este alimentată o pompă hidraulică? pompă hidraulică este inima sistemului hidraulic. Această parte creează curgerea prin mutarea fluidului din rezervor în conducte. Veți vedea mai multe tipuri de pompe hidraulice, cum ar fi pompele cu angrenaje, cu palete și cu piston. Fiecare tip corespunde unor nevoi de presiune și debite diferite. Pompa transformă energia mecanică de la un arbore rotativ în energie hidraulică care mișcă fluidul.

Pompa nu creează presiune de la sine. Presiunea apare doar atunci când fluidul întâlnește o rezistență. Imaginați-vă că împingeți apă printr-o țeavă îngustă. pompa de lichid doar mișcă fluidul, iar sarcina creează presiunea pe care o măsurați. O supapă de siguranță protejează sistemul de presiunea excesivă. Această supapă se deschide atunci când presiunea depășește limitele de siguranță, permițând fluidului să se întoarcă în rezervor. De asemenea, aveți nevoie de supape de control pentru a ghida debitul acolo unde doriți. 

Ce tipuri de energie pot alimenta sistemele hidraulice?

Sisteme hidraulice acționate electric

Motoare electrice servesc drept sursă principală de alimentare pentru un sistem hidraulic. Puteți conecta motorul la o priză de perete sau îl puteți conecta la baterii. De ce sunt alimentate sistemele hidraulice? Motorul rotește pompă hidraulică arbore. Această acțiune deplasează fluidul prin circuitul hidraulic. Această configurație funcționează bine pentru mașinile industriale, cum ar fi presele și mașinile de turnare prin injecție. Motoarele electrice funcționează silențios și nu emit gaze de eșapament. 

Puteți controla viteza lor cu un variator de frecvență. Acest control vă permite să modificați debitul și presiunea fără valve complexe. Echipamentele hidraulice acționate electric necesită mai puțină întreținere decât echipamentele acționate de motor. Nu trebuie să schimbați uleiul de motor sau să verificați nivelul combustibilului. Veți vedea adesea aceste sisteme în fabrici, depozite și linii de asamblare. Motorul electric reacționează rapid la semnalele de control. 

Sisteme hidraulice acționate de motor

Motoarele cu ardere internă alimentează majoritatea utilajelor hidraulice mobile. Aceste motoare se găsesc pe excavatoare, buldozere și tractoare. Motoarele diesel sunt comune deoarece oferă un cuplu ridicat la turații reduse. Acest cuplu ajută la creșterea rapidă a presiunii hidraulice. Motorul se conectează la mecanic circuitul sursei de alimentare printr-un cuplaj sau o cutie de viteze.

 Puteți folosi aceste mașini oriunde aveți combustibil. Nu au nevoie de cablu de alimentare sau de încărcător de baterie. Această libertate le face perfecte pentru șantiere și ferme. Combustibilul diesel oferă motorului o densitate energetică mare. Puteți lucra ore întregi fără realimentare. Motoarele pe benzină funcționează și ele, dar oferă un cuplu mai mic pentru aceeași dimensiune. Compromisul este zgomotul și emisiile. Unitățile acționate de motor necesită, de asemenea, mai multă întreținere. 

Cum creează presiunea hidraulică forță?

Înțelegerea legii lui Pascal

V-ați putea întreba cum poate puțin ulei să miște o grindă uriașă de oțel. Un om de știință francez pe nume Blaise Pascal a găsit răspunsul în anii 1600. El a aflat că atunci când aplicați presiune asupra unui lichid prins, presiunea se transmite în mod egal în toate direcțiile. Această idee se numește Legea lui Pascal. Legea funcționează deoarece lichidele nu pot fi comprimate în volume mai mici. Spre deosebire de aer, care poate fi comprimat, lichidele își păstrează volumul. Așadar, atunci când apăsați pe un capăt al unui lichid prins, acea împingere se deplasează imediat către toate celelalte părți ale recipientului.

Ce alimentează cilindrii hidraulici? Gândiți-vă la strângerea unei sticle de apă pline. Strângerea pe care o simțiți pe o parte se manifestă pe toate părțile simultan. Un sistem hidraulic folosește aceeași idee, folosind ulei în țevi și cilindri rezistenți. Când pompă hidraulică împinge fluidul într-un spațiu mic, presiunea se acumulează uniform în acesta. Fiecare centimetru pătrat al peretelui spațiului simte aceeași împingere. Această distribuție uniformă permite unei mașini să furnizeze forță în colțuri și prin furtunuri înguste fără a pierde putere.

Cum ajută presiunea mașinile hidraulice să ridice sarcini grele

Adevărata forță provine din schimbarea dimensiunii suprafețelor asupra cărora acționează presiunea. Presiunea este forța împărțită la aria suprafeței. Când aplici o forță de 100 de livre (45 kg) asupra unui piston de 2,5 cm pătrați (2,5 cm), obții o presiune de 100 psi (45,7 kg). Apoi, transferă această presiune în al doilea cilindru echipat cu un piston de 25 cm pătrați (25,4 cm). Fiecare centimetru pătrat va primi o forță de 100 de livre (45,7 kg). Pistonul mare va experimenta o forță de 450 kg (1,000 de livre). Astfel, o persoană și-a înmulțit forța de zece ori fără a cheltui energie suplimentară.

Ce se află în spatele forței mașinilor hidraulice? Așa ridică o mașină o pârghie dintr-un stivuitor cu mai puțin efort. A pompa de fluid asigură debitul care forțează uleiul să intre în cilindrul mare. O supapă de control livrează uleiul în camera corectă. O supapă de control al debitului gestionează viteza uleiului pentru a asigura o ridicare lentă sau rapidă. O supapă de siguranță împiedică sistemul hidraulic să atingă o presiune ridicată.

Unde sunt utilizate în mod obișnuit sistemele hidraulice?

Hidraulica în echipamentele de construcții

Sisteme hidraulice sunt utilizate în toate proiectele de construcții. Echipamentele grele, cum ar fi excavatoarele, buldozerele și macaralele, utilizează sisteme hidraulice pentru a ridica și transporta sarcini. A sursă de energie mecanică transportă uleiul prin furtunuri către cilindru. Supapa de control ghidează uleiul către partea necesară a echipamentului. Operatorul controlează viteza și direcția procesului. Presiunea din cilindru, creată de ulei, produce o forță enormă ce poate ridica mai multe tone de pământ.

Ce tip de energie este utilizat de hidraulică? Luați în considerare pompă hidraulică excavator, de exemplu. Cilindrii pot ridica brațul, balansierul și cupa. Operatorul folosește joystick-uri pentru a acționa supapele și a introduce ulei în cilindri. Uleiul împinge pistonul și brațul. Brațul se ridică și coboară. Brațul trage și iese. Cupa sapă materialul.

Hidraulica în mașini și vehicule

Mașina ta are și ea berbec hidraulic sistemele din sistemul său de frânare. De fiecare dată când opriți mașina cu pedala de frână, sistemul de frânare hidraulică este cuplat. Apăsarea frânelor forțează uleiul să treacă prin conductele de frână. Uleiul este forțat în etriere, unde aplică forță asupra plăcuțelor de frână. Forța împinge plăcuțele de frână spre discuri, le fixează și creează frecare care încetinește roțile.

Servodirecția este, de asemenea, o Sistemul hidraulic ceea ce face ca volanul să fie mai ușor de rotit. Când rotiți volanul, acesta oferă asistență pentru a facilita virajele. Unele mașini folosesc și suspensie hidraulică pentru a oferi o înălțime confortabilă la volan.

Concluzie

Acum știi ce poate fi acționat folosind energia hidraulică. Motorul acționează pompa. pompă hidraulică împinge uleiul în supape. Un actuator folosește această energie pentru a mișca sarcina. Așa funcționează toate sistemele hidraulice. Legea lui Pascal este adevărata magie. Aplici forță asupra unui fluid prins, iar acea presiune se distribuie uniform. 

Acest principiu fizic de bază permite ca intrările mici să producă ieșiri masive. Vedeți această putere zilnic la excavatoarele care săpă fundații și la frânele avioanelor care opresc aeronave grele. Data viitoare când veți privi o mașină ridicând ceva enorm, amintiți-vă de adevărul simplu. Priviți cum uleiul sub presiune face treaba. Această idee simplă dă putere lumii moderne din jurul vostru.

FAQ

Câtă presiune este atinsă de hidraulica industrială?

Intervalul tipic de presiune de lucru pentru un sistem hidraulic industrial este de 1,000 până la 5,000 de livre pe inch pătrat. În cazuri excepționale, unele sisteme hidraulice pot atinge presiuni de 10,000 de livre pe inch pătrat sau mai mult. Designul pompei și capacitățile furtunului și cilindrului determină valoarea.

Ce se întâmplă în cazul unei scurgeri într-un sistem hidraulic?

O scurgere reduce presiunea din sistem; actuatorul pierde putere și s-ar putea opri complet din funcționare. De asemenea, pierdeți fluidul care asigură lubrifierea.

Cât de des trebuie să schimbi lichidul hidraulic?

Majoritatea producătorilor recomandă schimbarea fluidului la fiecare 1,000 sau 2,000 de ore de funcționare. De asemenea, testați fluidul în mod regulat pentru a preveni contaminarea; murdăria și particulele de apă pot uza piesele pompei.

Poți înlocui uleiul hidraulic cu apă?

Da, unele sisteme pot folosi apa ca fluid, dar aceasta poate cauza probleme. Apa provoacă rugină pe piesele metalice, are proprietăți lubrifiante slabe și îngheață la temperaturi scăzute.