سیستم هیدرولیک: محاسبه، طرح، دستگاه. انواع سیستم های هیدرولیک. تعمیر. سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-15 14:10

سیستم هیدرولیک دستگاهی است که برای تبدیل یک تلاش کوچک به یک تلاش مهم با استفاده از نوعی سیال برای انتقال انرژی طراحی شده است. انواع مختلفی از گره ها وجود دارد که بر اساس این اصل عمل می کنند. محبوبیت این نوع سیستم ها در درجه اول به دلیل کارایی بالا، قابلیت اطمینان و سادگی نسبی طراحی آنهاست.

استفاده از منطقه

استفاده گسترده از این نوع سیستم پیدا شد:

1. در صنعت. اغلب هیدرولیک یکی از عناصر طراحی ماشین آلات برش فلز، تجهیزات طراحی شده برای حمل و نقل محصولات، بارگیری / تخلیه آنها و غیره است.
2. در صنعت هوافضا. سیستم های مشابه در کنترل ها و شاسی های مختلف استفاده می شود.
3. در کشاورزی. معمولاً اتصالات تراکتورها و بولدوزرها از طریق هیدرولیک کنترل می شود.
4. در زمینه حمل و نقل بار. خودروها اغلب مجهز به سیستم هیدرولیک هستندسیستم ترمز.
5. در تجهیزات کشتی. هیدرولیک در این مورد در فرمان استفاده می شود، در طراحی توربین ها گنجانده شده است.

اصل عملیات

هر سیستم هیدرولیکی بر اساس اصل یک اهرم مایع معمولی کار می کند. محیط کاری عرضه شده در داخل چنین گره ای (در بیشتر موارد، روغن) فشار یکسانی را در تمام نقاط آن ایجاد می کند. این بدان معنی است که با مقدار کمی نیرو در یک منطقه کوچک، می توانید بار قابل توجهی را روی یک منطقه بزرگ تحمل کنید.

بعد، اصل عملکرد چنین دستگاهی را با استفاده از مثال واحدی مانند سیستم ترمز هیدرولیک یک خودرو در نظر بگیرید. طراحی دومی بسیار ساده است. طرح آن شامل چندین سیلندر (ترمز اصلی، پر از مایع و کمکی) است. همه این عناصر توسط لوله ها به یکدیگر متصل می شوند. هنگامی که راننده پدال را فشار می دهد، پیستون در سیلندر اصلی حرکت می کند. در نتیجه، مایع شروع به حرکت از طریق لوله ها می کند و وارد سیلندرهای کمکی واقع در کنار چرخ ها می شود. پس از آن، ترمز فعال می شود.

طراحی سیستم های صنعتی

ترمز هیدرولیک یک ماشین - طراحی، همانطور که می بینید، بسیار ساده است. دستگاه های مایع پیچیده تر در ماشین ها و مکانیزم های صنعتی استفاده می شوند. طراحی آنها ممکن است متفاوت باشد (بسته به دامنه کاربرد). با این حال، نمودار مدار یک سیستم هیدرولیک طراحی صنعتی همیشه یکسان است. معمولاً شامل عناصر زیر است:

1. مخزنبرای مایع با دهان و فن.
2. فیلتر درشت. این عنصر برای حذف انواع مختلف ناخالصی های مکانیکی از مایع ورودی به سیستم طراحی شده است.
3. پمپ.
4. سیستم کنترل.
5. سیلندر کار.
6. دو فیلتر خوب (در خطوط عرضه و برگشت).
7. شیر توزیع. این عنصر طراحی برای هدایت مایع به سیلندر یا برگشت به مخزن طراحی شده است.
8. سوپاپ های برگشت و ایمنی.

عملکرد سیستم هیدرولیک تجهیزات صنعتی نیز بر اساس اصل اهرم سیال است. تحت تأثیر گرانش، روغن در چنین سیستمی وارد پمپ می شود. سپس به سمت شیر کنترل و سپس به پیستون سیلندر رفته و فشار ایجاد می کند. پمپ در چنین سیستم هایی برای مکش مایع طراحی نشده است، بلکه فقط برای حرکت دادن حجم آن طراحی شده است. یعنی فشار در اثر کار آن ایجاد نمی شود، بلکه تحت بار پیستون ایجاد می شود. در زیر یک نمودار شماتیک از سیستم هیدرولیک آمده است.

مزایا و معایب سیستم های هیدرولیک

مزایای گره هایی که بر اساس این اصل کار می کنند عبارتند از:

• قابلیت جابجایی بارهایی با ابعاد و وزن بزرگ با حداکثر دقت.
• محدوده سرعت تقریباً نامحدود.
• عملکرد صاف.
• قابلیت اطمینان و عمر طولانی. تمام اجزای این تجهیزات را می توان به راحتی با نصب شیرهای کاهش فشار ساده در برابر اضافه بار محافظت کرد.
• اقتصاد درکار و اندازه کوچک.

سیستم های صنعتی هیدرولیک علاوه بر مزایا، البته معایبی نیز دارند. این موارد عبارتند از:

• افزایش خطر آتش سوزی هنگام کار. بیشتر سیالات مورد استفاده در سیستم های هیدرولیک قابل اشتعال هستند.
• حساسیت تجهیزات به آلودگی.
• احتمال نشت روغن و در نتیجه نیاز به رفع آنها.

محاسبه سیستم هیدرولیک

هنگام طراحی چنین دستگاه هایی، عوامل مختلفی در نظر گرفته می شود. اینها شامل، برای مثال، ضریب سینماتیک ویسکوزیته مایع، چگالی آن، طول خطوط لوله، قطر میله‌ها و غیره است.

هدف اصلی از انجام محاسبات برای دستگاهی مانند سیستم هیدرولیک اغلب تعیین این است:

• مشخصات پمپ.
• سوخت میله.
• فشار عملیاتی.
• عملکرد هیدرولیک خطوط، سایر عناصر و کل سیستم.

سیستم هیدرولیک با استفاده از فرمول های مختلف حسابی محاسبه می شود. به عنوان مثال، تلفات فشار در خطوط لوله به شرح زیر تعریف می شود:

1. طول محاسبه شده خطوط بر قطر آنها تقسیم می شود.
2. حاصل ضرب چگالی مایع مورد استفاده و مجذور دبی متوسط بر دو تقسیم می شود.
3. مقادیر به دست آمده را ضرب کنید.
4. نتیجه را در ضریب از دست دادن سفر ضرب کنید.

خود فرمولبه نظر می رسد:

∆p_i =λ x l_i(p): d x pV² : ^2.

به طور کلی، در این مورد، محاسبه تلفات در خطوط تقریباً مطابق با همان اصل در سازه های ساده مانند سیستم های گرمایش هیدرولیک انجام می شود. فرمول های دیگری برای تعیین عملکرد پمپ، سکته مغزی و غیره استفاده می شود.

انواع سیستم های هیدرولیک

همه این دستگاه ها به دو گروه اصلی تقسیم می شوند: نوع باز و بسته. نمودار شماتیک سیستم هیدرولیک در نظر گرفته شده توسط ما در بالا متعلق به نوع اول است. طرح باز معمولا برای دستگاه هایی با توان کم و متوسط استفاده می شود. در سیستم های بسته پیچیده تر، به جای سیلندر از موتور هیدرولیک استفاده می شود. مایع از پمپ وارد آن می شود و دوباره به خط باز می گردد.

نحوه تعمیرات

از آنجایی که سیستم هیدرولیک نقش مهمی در ماشین آلات و مکانیزم ها ایفا می کند، تعمیر و نگهداری آن اغلب به متخصصان بسیار ماهر شرکت هایی که در این نوع فعالیت خاص مشغول هستند سپرده می شود. چنین شرکت هایی معمولاً طیف کاملی از خدمات مربوط به تعمیر تجهیزات ویژه و هیدرولیک را ارائه می دهند.

البته در زرادخانه این شرکت ها تمام تجهیزات لازم برای تولید چنین کارهایی وجود دارد. تعمیرات سیستم های هیدرولیک معمولا در محل انجام می شود. قبل از انجام آن، در بیشتر موارد، اقدامات تشخیصی مختلفی باید انجام شود.برای این کار، شرکت های خدمات هیدرولیک از تاسیسات ویژه استفاده می کنند. اجزای لازم برای رفع مشکلات نیز معمولاً توسط کارمندان چنین شرکت هایی ارائه می شود.

سیستم های پنوماتیک

علاوه بر دستگاه های هیدرولیک، می توان از دستگاه های پنوماتیک برای به حرکت درآوردن گره های مکانیسم های مختلف استفاده کرد. آنها تقریباً به همان روش کار می کنند. اما در این حالت انرژی هوای فشرده و نه آب به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. هر دو سیستم هیدرولیک و پنوماتیک کار خود را کاملاً مؤثر انجام می دهند.

مزیت دستگاه های نوع دوم، اول از همه، عدم نیاز به بازگشت سیال کار به کمپرسور است. مزیت سیستم های هیدرولیک در مقایسه با سیستم های بادی این است که محیط موجود در آنها بیش از حد گرم نمی شود و بیش از حد سرد نمی شود و بنابراین نیازی به گنجاندن اجزا و قطعات اضافی در مدار نیست.