Как работает гидравлика?

Содержание

Гидравлика является неотъемлемым компонентом спецтехники и многих видов промышленных установок. Она создает необходимую силу для управления исполнительными механизмами, обеспечивает точность и эффективность выполнения сложных задач. Далее мы подробно поговорим о гидравлических системах, устройстве и принципе работы, а также особенностях применения агрегатов в разных видах техники.

Принцип работы гидравлики

Чтобы понять, как работает гидравлика, нужно вспомнить закон Паскаля. Он гласит, что давление, приложенное к жидкости в замкнутом объеме, передается во всех направлениях с одинаковой силой.

Рабочий цикл начинается с перекачивания насосом рабочей жидкости (РЖ) из гидробака в систему под давлением. Среда поступает в цилиндры или двигатели, где давление преобразуется в механическую силу или вращательное движение, исходя из запускаемых исполнительных узлов. Клапаны контролируют и направляют поток, чтобы добиться функциональности комплекса в нужных режимах.

Набор составляющих вариативен, но есть основные конструктивные части, которые присутствуют в большинстве гидроприводов.

Ключевые агрегаты гидравлической системы

Для правильной эксплуатации все компоненты гидравлики должны функционировать одновременно и соответствовать по техническим характеристикам. Что понять, как работает гидравлическая система, рассмотрим главные устройства подробнее.

Насос

Этот гидроагрегат преобразует механическую энергию, вырабатываемую двигателем, в энергию РЖ под давлением. Данная энергия передает усилие исполнительному узлу. Основные функции гидронасоса:

Нагнетание напора

Передвижение жидкости

Поддержание напора РЖ

Распространенные виды гидронасосов:

1 Шестеренчатые, захват и транспортировка масла происходит путем вращения двух шестеренок. Это простой и надежный механизм, устойчивый к загрязнению, но он имеет ограниченные возможности для создания высокого давления;

2 Поршневые, у которых поршни перемещаются внутри цилиндра, создавая переменный объем и перекачивая гидромасло;

3 Лопастные, где лопасти внутри ротора перемещают РЖ при вращении. Узлы способствуют плавному и постоянному потоку, но чувствительны к загрязнениям.

Конструктивно насос включает корпус из стали прочных марок или алюминия, входное и выходное отверстия, движущиеся элементы: шестерни, лопасти и др. Для предотвращения утечек и снижения трения применяются уплотнители и подшипники.

Гидроцилиндр

Элемент гидравлического привода, предназначенный для преобразования энергии масла в механическое усилие. Он служит для выполнения линейных движений: подъем, толкание, транспортировка.

Дополнительные функции гидроагрегата:

1 Управление подвижными частями машин, стрелами экскаваторов, ковшами, гидропрессами.

2 Обеспечение точного и плавного передвижения оборудования.

Ключевыми компонентами конструкции являются: корпус, поршень, шток, уплотнители, крышки.

В современных приводах применяются следующие виды гидроагрегатов:

1 Одностороннего действия. В них поршень перемещается только в одном направлении. Возвращение штока в исходное положение происходит за счет внешнего воздействия, например, пружины или собственного веса. Применяются в условиях, где требуется однонаправленное движение, например, в домкратах;

2 Двустороннего действия, модели обеспечивают движение в обоих направлениях. Жидкая среда подается попеременно на обе стороны поршневого элемента для перемещения штока вперед и назад. Это наиболее распространенный тип гидроцилиндров, используемый в строительной технике и промышленных машинах;

3 Телескопические. Конструкция состоит из нескольких секций, которые последовательно выдвигаются друг из друга, обеспечивая значительное удлинение штока. Данная конструкция применяется там, где необходимо проведение манипуляций в ограниченном пространстве, например, в самосвалах или подъемниках;

4 Плунжерные. Ключевым элементом выступает плунжер – массивный цилиндрический стержень большого диаметра. Движется только в одном направлении, а возврат осуществляется под действием внешней силы. Подходит для подъема больших грузов, например, в гидропрессах и домкратах.

В некоторых контурах используются цилиндры со встроенными датчиками для контроля положения штока или амортизацией для мягкой остановки.

Клапан

Данные элементы играют ключевую роль в обеспечении надежной и эффективной производительности привода. Их функции:

1 Обеспечение правильного регулирования скорости транспортировки исполнительных устройств.

2 Контроль направления потока.

3 Регулирование показателей манометра, предотвращение его повышения до критических значений.

4 Предотвращение обратного хода.

В зависимости от функционала, гидроклапаны бывают направляющими, регулирующими, редукционными, запорными.

Основные конструктивные элементы устройств:

1 Корпус из стали или латуни;

2 Элементы управления РЖ через клапан, шарик или золотник;

3 Уплотнители для обеспечения герметичности соединений.

Золотником управляет привод. Исходя из компоновки, приводы бывают механическими, пневматическими, электрическими.

Гидравлический аккумулятор

Является накопительным гидроагрегатом, который работает по принципу хранения масла под давлением в резервуаре. При необходимости аккумулятор высвобождает РЖ для поддержания силы потока в контуре или компенсации внезапных ее изменений.

Узел смягчает гидроудары, возникающие при резких колебаниях, что увеличивает срок службы гидрооборудования. В случае временной остановки насоса аккумулятор выполняет временную подачу масла в систему, предотвращая внезапную остановку механизмов.

Достаточно объемные по литражу резервуары используются в прессах, экскаваторах, погрузчиках и других машинах для компенсации скачков показателей манометра и поддержания стабильной эксплуатации. Также применяются в гидроузлах регулирования шасси и закрылок самолетов, системах торможения и рулевого управления для обеспечения безопасности и плавности.

Фильтр

Фильтры предназначаются для очистки РЖ от загрязнений, что продлевает срок службы компонентов гидропривода. В зависимости от места установки различаются такие разновидности:

1 Напорные фильтры. Устанавливаются после насоса.

2 Сливные. Монтируются на крышку бака для поступления в него очищенной жидкости.

3 Всасывающие. Фиксируются внутри бака под уровень содержимого непосредственно на всасывающую трубу.

4 Воздушные. Обеспечивают приток или отток воздуха из/в резервуар, монтируются в крышку заливной горловины.

Тонкость фильтрации определяется размером задерживаемых частиц. В современных моделях она лежит в диапазоне 0.5-250 мкм.

Гидромотор

Преобразует гидравлическую энергию РЖ в механическую энергию вращения. Агрегаты широко применяются в строительной технике, промышленности, сельском хозяйстве.

Двигатели позволяют точно регулировать скорость и крутящий момент для обеспечения плавной работы органов и устройств. Многие модели адаптированы для функционирования в реверсивном режиме, используются в условиях, где требуется вращение в обе стороны.

Основные типы агрегатов:

1 Шестеренчатые. Внутри узла две шестерни захватывают и перемещают гидромасло, создавая вращательное движение. Это надежные и простые по конструкции модели, имеющие доступную стоимость, но они не предназначены для эксплуатации с высокими показателями манометра;

2 Лопастные. В моторе имеются лопасти, изменяющие положение при вращении ротора. В результате создается напор, которое преобразуется во вращательное движение. Преимущества моделей – плавное равномерное передвижение, регулируемая скорость. Недостатки – чувствительность к загрязнениям;

3 Поршневые. Поршни в цилиндрах движутся под напором, создавая вращение вала. Модели эффективны при высоких нагрузках;

4 Радиально-поршневые. Отличаются радиальным размещением поршней вокруг вала. Гидроузлы создают высокий крутящий момент, могут функционировать на малых оборотах.

Конструкции агрегатов состоят из высокопрочного корпуса, вала, соединенного с механизмами напрямую или через редуктор, шестерни или лопасти.

Исходя из назначения техники и выполняемых задач, компоненты гидропривода могут варьироваться.

Гидравлика тракторов

Гидроаппаратура отвечает за подъем и опускание навесных орудий, управление рулем и тормозной системой. Кроме базового гидрооборудования, в комплекс входит гидрораспределитель. Устройство контролирует направление потока, распределяет его между рабочими устройствами.

Как работает гидравлика трактора? Вот звенья рабочего цикла:

1 Насос, приводимый в действие от двигателя, перекачивает среду из резервуара по контуру, создавая напорное усилие;

2 Распределитель направляет поток к различным исполнительным органам, в зависимости от того, какие функции нужно выполнить, поднять или опустить навесное оборудование, переместить груз и т.д.;

3 Гидромасло поступает в гидроцилиндры, приводя их в действие. Внутри цилиндра поршень перемещает шток, выполняет операции, например, поднимает ковш.

По окончании рабочего цикла масло возвращается в емкость через трубопроводы, а затем насос снова запускает его.

Современные гидросистемы способны выполнять сложные задачи с минимальными усилиями со стороны оператора. В некоторых моделях они могут быть оснащены электронными модулями, которые позволяют автоматизировать поддержание заданных значений манометра, автоматического регулирования навесного оборудования.

Особенности гидросистем экскаваторов

Принцип работы гидравлики экскаваторов не отличается от тракторов. Разница состоит в том, что поршень цилиндра поднимает и опускает другие рабочие органы, (ковш, стрелу).

Такие гидроприводы имеют следующие особенности:

1 Высокую мощность и компактность. Реализована возможность передавать большие усилия через компактные компоненты, что важно для выполнения мероприятий в условиях ограниченного пространства;

2 Плавность и точность управления ковшом, стрелой и рукоятью. Оператор может контролировать подъем, поворот и перемещение с высокой степенью точности;

3 Возможность установки разного навесного оборудования (гидромолотов, захватов и прочих).

Гидронасосы поддерживают стабильное давление в системе, позволяют экскаватору выполнять тяжелые манипуляции без перерывов и сохранять необходимую мощность.

Принцип работы гидросистемы погрузчиков

Как устроена гидравлическая система погрузчиков? Она включает все классические гидроагрегаты и распределитель. Схема действия:

1 Двигатель приводит в действие насос, который нагнетает масло в гидросистему. Под давлением оно поступает в цилиндры, создавая необходимые усилия;

2 Распределитель направляют жидкость в нужные части, в зависимости от управляющих команд оператора. Погрузчик поднимает, опускает, наклоняет вилы или захват, манипулирует другим навесным оборудованием;

3 По окончании операций гидромасло поступает обратно в емкость через магистрали и фильтры для повторного использования.

Если у вас возникли вопросы по обслуживанию или вышел из строя один из компонентов гидравлики, обращайтесь за помощью в нашу компанию. Мы быстро проведем диагностику и примем эффективные решения для устранения поломок.

Читать также