Принцип работы гидроуровня: Как пользоваться гидроуровнем при выравнивании

(4 голоса, среднее: 3 из 5)

Введение в основные принципы гидравлики

Функция системы гидравлической трансмиссии заключается в передаче мощности и движения, а система управления гидравликой должна обеспечивать соответствие выходной мощности гидравлической системы конкретным требованиям к производительности.

Что такое гидравлическое оборудование?

Гидравлические машины – это оборудование и инструменты, повышающие механическую прочность за счет гидромеханики. В качестве примера возьмем тяжелое оборудование, где гидравлическая жидкость подается к исполнительным механизмам оборудования под высоким давлением с помощью гидравлических насосов. Гидравлический насос приводится в действие двигателем или электродвигателем. Управляйте гидравлическим маслом, чтобы получить требуемое давление или расход, манипулируя различными гидравлическими регулирующими клапанами. Гидравлические компоненты соединены гидравлическими трубами. Как и пневматическая система, гидравлическая система основана на законе Паскаля. Любое давление, приложенное к жидкости в замкнутой системе в любой точке, будет передаваться во все стороны с одинаковым давлением. В гидравлических системах в качестве рабочей среды используются несжимаемые жидкости. Гидравлическое механическое оборудование широко используется из-за его большой мощности передачи и передачи с тонкими трубами и гибкими шлангами, поэтому его удельная мощность высока, приводы с применимой мощностью являются широкими и гибкими, а площадь давления соответствующим образом изменена для увеличения огромной силы. . По сравнению с механической системой, состоящей из шестерен и валов, сопротивление жидкости гидравлической системы, протекающей по трубопроводу, приведет к определенной потере мощности.

Гидравлика — это устройство, которое использует гидравлическое масло под высоким давлением для выполнения работы после того, как оно управляется некоторыми механическими частями, и его назначение — управлять движением груза. Во многих машинах высокого давления и большой мощности гидравлическое давление обычно является единственным выбором, что является обязательным для тех, кто изучает гидравлику.

Основной теорией гидравлической системы является принцип Паскаля. В закрытом сосуде давление жидкости в каждой точке одинаково, а направление перпендикулярно поверхности. Используя этот принцип, небольшая сила в точке А может толкнуть тяжелый предмет в точку В.

Какие компоненты гидравлического устройства?

Гидравлическая система состоит из масляного бака, гидравлического насоса, регулирующего клапана, привода и некоторых вспомогательных частей. Функция каждого компонента гидравлической системы заключается в том, чтобы отвечать за преобразование энергии. Среди них только масло является исключением. Он не выполняет никакого преобразования энергии, а действует только как среда для преобразования энергии.

1. Гидравлический насос:
   Гидравлический насос приводится в действие мотором или двигателем. С энергетической точки зрения, его функция заключается в преобразовании механической энергии, вырабатываемой двигателем или двигателем, в энергию жидкости. С механической точки зрения насос использует только разность атмосферного давления или разность потенциальной энергии, жидкость всасывается с одного конца и выбрасывается с другого конца.
2. Привод:
   Функция привода заключается в преобразовании энергии жидкости в механическую энергию для перемещения груза. Его можно разделить на гидравлический цилиндр и гидравлический двигатель. Гидравлический цилиндр заставляет груз двигаться линейно, а гидравлический двигатель заставляет груз вращаться.
3. Клапан управления:
   В гидравлической системе давление масла используется для управления выходной мощностью привода, поток масла используется для управления скоростью привода, а направление потока масла определяется используется для управления направлением движения водителя. Поэтому клапан регулирования давления, клапан управления потоком, распределительный клапан является самым основным и незаменимым в гидравлической системе.
4. Бак:
   Гидравлическое масло, используемое в гидравлической системе, должно быть переработано и использовано повторно, поэтому масляный бак используется для хранения гидравлического масла, с одной стороны, и монтажного гнезда двигателя и насоса, с другой стороны.
5. Гидравлические аксессуары:
   Гидравлические аксессуары используются для улучшения работы гидравлической системы, такие как фильтр для удаления примесей из масла, маслоохладитель для предотвращения слишком высокой температуры масла, аккумулятор давления и различные компоненты трубопровода.
6. Определение давления и единица измерения:
   Определение гидравлического давления такое же, как определение с использованием единицы давления воздуха, разница в том, что гидравлическое давление не имеет вакуумного давления.

Преимущества и недостатки гидравлической трансмиссии:

Эффективность преобразования энергии гидравлической системы: Согласно закону бессмертия энергии, могут быть разные формы взаимного преобразования, но в каждом преобразовании должны быть потери, а потери энергия будет рассеиваться в виде тепла. Коэффициент использования энергии гидравлической системы обязательно невелик, как правило, ниже 50% или даже ниже, обычно около 30-40%.

Маневренность гидравлической системы: Гидравлическая система используется в качестве приводного устройства системы, а особая характеристика гидравлического давления важна для машин, требующих большой мощности и высокой точности позиционирования. Энергоэффективность гидравлической системы плохая, но промышленность использует все больше и больше.

• Небольшой размер, большая производительность: Гидравлическое давление обычно составляет около 70 кг/см2, а также может достигать 500 кг/см2.
• Нет опасности перегрузки: в гидравлической системе установлен предохранительный клапан. Когда давление превышает заданное, клапан открывается, и гидравлическое масло поступает в масляный бак через предохранительный клапан.
• Регулировка выхода проста: Регулировка выхода гидравлического устройства проста, если можно легко достичь заданного давления клапана регулирования давления.
• Регулировка скорости проста: регулировка скорости гидравлической системы проста, если заданный расход клапана регулирования давления отрегулирован, это может быть легко достигнуто, и возможно бесступенчатое изменение скорости.
• Плавное движение и легкое реверсирование: из-за высокой несжимаемости жидкости гидравлическое масло не может поступать в привод или выходить из него, и скорость нагрузки немедленно останавливается. А инерция, создаваемая движением груза, будет поглощаться гидравлическим маслом, поэтому вообще нет необходимости устанавливать какое-либо тормозное устройство. А поскольку механизм жидкостного привода прост, его инерция мала, поэтому движение плавное, а реверсирование легкое.
• Простота автоматизации: гидравлическое оборудование оснащено электромагнитными клапанами, электрическими компонентами, датчиками, программируемыми контроллерами и микропроцессорами, которые можно собирать в различные автоматические машины.
• Высокая долговечность: большинство компонентов гидравлического оборудования почти погружены в гидравлическое масло, и большая часть гидравлического масла содержит ингибитор ржавчины, его устойчивость к ржавчине и износостойкость хорошие, а долговечность оборудования высокая.

• Некачественный трубопровод приведет к утечке гидравлического масла, что не только загрязнит рабочее место, но и вызовет опасность пожара.
• Вязкость гидравлического масла сильно зависит от температуры. При повышении температуры масла вязкость уменьшается, а при понижении температуры масла вязкость увеличивается. Изменение вязкости повлияет на поток и сделает скорость привода нестабильной.
• Гидравлическая система преобразует механическую энергию двигателя или электродвигателя в энергию жидкости. После того, как через клапан сделаны некоторые регулировки, энергия жидкости преобразуется водителем в механическую энергию для привода нагрузки. Поскольку энергия преобразуется много раз, потери велики. Его энергоэффективность ниже, чем у традиционных машин.
• Энергия, потерянная во время преобразования энергии, будет рассеиваться в виде тепла, и тепло будет передаваться оборудованию через гидравлическое масло, что приведет к аномальному нагреву системы.
• Чтобы уменьшить потери на вязкое трение при движении масла, скорость потока масла должна быть ограничена, чтобы сделать его устойчивым, что влияет на эффективность работы гидравлического оборудования.
• В гидравлической системе используется множество различных регулирующих клапанов, соединений и труб. Для предотвращения утечек и потерь требуется высокая точность обработки компонентов, а также профессиональная технология трубопроводов.

Что такое гидравлический контур?

Гидравлический контур представляет собой систему, соединяющую различные компоненты, передающие жидкость. Назначение такой системы состоит в том, чтобы управлять потоком текучей среды через нее или регулировать давление текучей среды. Гидравлическое машинное оборудование использует гидравлические контуры для перемещения тяжелых предметов. Подход к описанию жидкостных систем из отдельных компонентов основан на анализе цепей. Схемы легче анализировать, когда электронные компоненты независимы и линейны. Точно так же теорию гидравлических цепей легче анализировать при рассмотрении взаимно независимых линейных элементов.

Компоненты гидравлического контура включают в себя пассивные (пассивные) устройства, такие как трубы или линии электропередач, и питаемые (активные) устройства, такие как блоки питания или насосы. Теория гидравлических цепей особенно применима к системам с длинными и маленькими трубами и отдельными насосами, такими как проточные системы в химических процессах или микромасштабные устройства.

• В открытом среднем контуре используется насос для обеспечения непрерывного потока жидкости, которая возвращается в резервуар через открытый средний канал регулирующего клапана. Другими словами, если регулирующий клапан находится в нейтральном положении, он обеспечивает открытый обратный проход в бак без откачки масла под высоким давлением. Как только регулирующий клапан срабатывает (изменение положения клапана), он направляет масло в/из привода и бака. Поскольку производительность насоса постоянна, давление масла будет расти и падать в зависимости от величины сопротивления. Если давление поднимется слишком высоко, масло вернется в бак через перепускной клапан. Несколько регулирующих клапанов могут быть объединены в серию. Для этого типа схемы можно использовать дозирующие насосы, которые недороги в эксплуатации.
• Замкнутый контур — это контур, обеспечивающий достаточное давление на регулирующий клапан независимо от того, работает ли какой-либо клапан. Расход гидронасоса переменный, а расход насоса мал до тех пор, пока никто не управляет клапаном. Поскольку клапан изменяет положение клапана, золотник клапана не должен открывать средний возвратный масляный канал в масляный бак. Несколько клапанов могут быть подключены параллельно, и давление в системе будет одинаковым для всех клапанов.
• Разомкнутый контур: В разомкнутой системе всасывающий патрубок насоса и патрубок возврата масла двигателя соединены с баком гидравлического масла, который также является разомкнутым/замкнутым контуром. В промежуточном контуре используется насос для обеспечения непрерывного потока жидкости. Жидкость возвращается в бак через средний канал регулирующего клапана. В это время регулирующий клапан находится в нейтральном положении, чтобы обеспечить открытый возвратный канал для возврата в резервуар и предотвратить перекачку жидкости под высоким давлением. Кроме того, когда регулирующий клапан приводится в действие, он направляет жидкость в/из привода и резервуара. Поскольку производительность насоса постоянна, давление масла будет увеличиваться с ростом сопротивления. Если давление поднимется слишком высоко, масло вернется в бак через предохранительный клапан. Несколько регулирующих клапанов могут быть соединены последовательно друг с другом. Для этого типа схемы можно использовать дозирующие насосы, которые недороги в эксплуатации.
• Замкнутый контур: в системе с замкнутым контуром обратный порт двигателя напрямую соединен с всасывающим портом насоса. Для поддержания давления на стороне низкого давления в контуре имеется нагнетательный насос, который подает отфильтрованное холодное масло на сторону низкого давления. Цепи с замкнутым контуром обычно используются в качестве гидростатических трансмиссий в транспортных средствах. Преимущество замкнутого контура в том, что в нем вообще нет направляющего клапана, поэтому реакция быстрая, и контур может работать при более высоком давлении. Угол поворота насоса может обеспечивать положительное и отрицательное направления потока жидкости. С другой стороны, охлаждение может быть проблемой, поскольку обмен потока жидкости ограничен, а насос также трудно использовать для других гидравлических функций. В контуре мощной замкнутой системы для увеличения количества масла на охлаждение и фильтрацию необходимо установить доливной клапан, чтобы количество заменяемого масла превышало базовую утечку насоса и двигателя. Клапан подпитки обычно встроен в корпус двигателя для охлаждения циркулирующего масла в корпусе самого двигателя. Потери от внутренней циркуляции корпуса двигателя и потери от подшипников качения могут быть значительными, так как скорость двигателя транспортного средства может достигать 4000-5000 об/мин, а то и выше на полном ходу. Утечка, как и дополнительная зарядка, будет обеспечиваться нагнетательным насосом. Если он предназначен для использования в приводах с высоким давлением и высокой скоростью вращения двигателя, важно использовать нагнетательный насос большого объема. При длительной езде на высокой скорости, если используется гидростатическая трансмиссия, обычно основной проблемой является высокая температура масла. Высокая температура масла резко сокращает срок службы трансмиссии. Чтобы подавить температуру масла, транспортное оборудование должно снизить давление в системе, а рабочий объем двигателя должен быть ограничен до минимально разумного значения. Замкнутые системы также используются в мобильном оборудовании для замены механических и гидравлических трансмиссий. Преимущество заключается в том, что передаточное число бесступенчато регулируется, а передаточное отношение можно регулировать более гибко в зависимости от нагрузки и условий эксплуатации.

Аэронавтика. Гидравлика летательных аппаратов. Уровень 3 (Принципы работы гидравлических систем)

Введение

Давление в гидравлических системах может быть чрезвычайно высоким и обычно измеряется в тысячи фунтов на квадратный дюйм (psi) при использовании британских единиц измерения или паскали (ньютоны/квадратный метр).

Частью гидравлической системы является приводной цилиндр, основной функцией которого является изменение гидравлическая (жидкостная) мощность в механическую (на валу) мощность. Внутри исполнительного цилиндра находится поршень, движение которого регулируется маслом под давлением. Масло контактирует с обоими. стороны головки поршня, но при разных давлениях. Масло под высоким давлением может перекачиваться в любую сторону головки поршня.

На приведенной ниже схеме показан приводной цилиндр, управляемый переключающим клапаном. Селекторный клапан определяет, с какой стороны рабочего цилиндра подается масло высокого давления. (красная сторона). Шток рабочего цилиндра соединен с поверхность управления, в данном случае руль высоты.

Нажмите, чтобы увидеть анимацию

Когда поршень выдвигается, элеватор движется вниз. При движении поршня элеватор движется вверх. Селекторный клапан направляет масло под высоким давлением на соответствующую сторону головка поршня, вызывающая движение поршня в рабочем цилиндре. При движении поршня масло на стороне низкого давления (сторона синего цвета) возвращается в резервуар с момента возврата линии не имеют давления!

Перепад давления масла вызывает движение поршня. Созданная сила этой разности давлений может быть достаточно для перемещения необходимых грузов. Каждый цилиндр в самолете, лодке и т. д. предназначен для того, что он должен делать. Он может доставить потенциал, для которого это было сделано; Не больше, не меньше. Воздушные нагрузки обычно определяют силу требуется в авиационных приложениях. Например, если требуется усилие в 40 000 фунтов и масло высокого давления закачивается под давлением 1000 фунтов на квадратный дюйм, после чего поршень сконструирован иметь площадь поверхности 40 квадратных дюймов, на которую воздействует масло.

Гидравлическая система

Гидравлическая система передает мощность посредством потока жидкости под давлением. Скорость поток масла через систему в рабочий цилиндр будет определять скорость с которым шток поршня в рабочем цилиндре выдвигается или втягивается. Когда цилиндр устанавливается на самолет, он уже заправлен маслом. Это гарантирует, что нет в гидравлическую систему попадают пузырьки воздуха, что может отрицательно сказаться на работа системы.

Метод, с помощью которого жидкость используется для создания силы, был объяснен Паскалем. В в замкнутой неподвижной жидкости, пренебрегая действием силы тяжести, давление распределяется одинаково и неизменно во всех направлениях; действует перпендикулярно поверхности касается. Поскольку приводной цилиндр не вентилируется, передаваемая сила через поршень к поверхности жидкости преобразуется в давление на поверхность жидкости.

Давление (p), действующее на несжимаемое масло, совершает работу [(давление) x (площадь поршень) x (ход поршня) = работа]. На схеме ниже сила, действующая на правый поршень работает и перемещает жидкость из правого цилиндра в левый цилиндр. Движение жидкости в левый цилиндр создает давление на левый площадь поверхности поршня. Это, в свою очередь, создает силу, которая перемещает левый поршень вверх.

Умножение сил

Закон Паскаля гласит, что давление в обоих цилиндрах одинаково (p1=p2). Таким образом, при силе F1 в 10 фунтов (фунтов) в правом цилиндре, действующем на площадь поршня A1, равную 2 кв. дюймы (кв. дюйм) давление в правом цилиндре, p1, 5 фунтов на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм = фунт на квадратный дюйм). Теперь, если A2 5 кв. дюймов, то сила, развиваемая в левом цилиндре, равна F2 = p2xA2, или 25 фунтов. Это связано с тот факт, что p1=p2. Таким образом, закон Паскаля показывает способ, которым можно увеличить выходную силу при заданной входной силе… регулировать площади поршней!

Нажмите, чтобы см. анимацию

Единственным недостатком является величина хода поршня. Допустим, поршень 2 перемещается (вверх) на 10 дюймов. Для предыдущей задачи работа, выполненная поршень 2 на F2 умножает на ход поршня 2 (10 дюймов x 25 фунтов). Если в системе нет потерь на трение, то работа сохраняется и поршень 1 должен сделать 250 дюйм-фунтов работы. Следовательно, F1 должен опуститься на 25 дюймов. (сила 250 дюймов/10 фунтов)! Чтобы переместить поршень 2 вверх, объем 50 кубических дюймов (куб. дюймов) несжимаемое масло должно закачиваться под давлением 5 фунтов на квадратный дюйм (поскольку давление, умноженное на объем, также является другим способ найти работу). Движения поршней измеряются относительно дна цилиндр со всеми измерениями, рассчитанными для получения 100% эффективности.

Как увеличить выходную силу цилиндра 2

1. Увеличьте создаваемое давление.

Недостатком этой идеи является то, что вы должны снять старую трубку и заменить ее. с новой трубкой, способной выдержать новую нагрузку.

2. Увеличение площади поршня 2.      

Это может быть ограничено размером исполнительного цилиндра, который вы можете поместить в место для цилиндра.

3. Увеличьте ход поршня 1.

Это также может быть ограничено расположением исполнительного цилиндра 1.

Как увеличить входное усилие, F1

1. Увеличьте усилие, увеличив давление.
2. Увеличить ход поршня 1.
3. Уменьшить площадь поршня 2.

В подтверждение сказанного ранее: расстояние перемещения поршня для поршня в выходном цилиндре определяется объемом масла, выталкиваемого в выходной цилиндр.

Примером гидравлической системы, с которой мы сталкиваемся каждый день, является тормозная система в нашем легковые автомобили. Эта система является примером материала, который мы только что обсудили. Смотреть на картинке, приведенной ниже. При нажатии на педаль тормоза поршень в 1-й цилиндр опускается, проталкивая масло через трубку в маленькое колесо, приводящее в действие цилиндр рядом с тормозными колодками.