Hệ thống thủy lực: tính toán, sơ đồ, thiết bị. Các loại hệ thống thủy lực. Sửa chữa. Hệ thống thủy lực và khí nén

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-15 14:17

Hệ thống thủy lực là một thiết bị được thiết kế để biến một nỗ lực nhỏ thành một nỗ lực quan trọng bằng cách sử dụng một số loại chất lỏng để truyền năng lượng. Có nhiều loại nút hoạt động theo nguyên tắc này. Sự phổ biến của các hệ thống kiểu này chủ yếu là do hiệu quả cao, độ tin cậy và thiết kế tương đối đơn giản.

Diện tích sử dụng

Sử dụng rộng rãi loại hệ thống này được tìm thấy:

1. Trong ngành. Thủy lực thường là một yếu tố trong thiết kế của máy cắt kim loại, thiết bị được thiết kế để vận chuyển sản phẩm, bốc / dỡ chúng, v.v.
2. Trong ngành hàng không vũ trụ. Các hệ thống tương tự được sử dụng trong các bộ điều khiển và khung gầm khác nhau.
3. Trong nông nghiệp. Thông qua thủy lực, các bộ phận gắn của máy kéo và máy ủi thường được kiểm soát.
4. Trong lĩnh vực vận chuyển hàng hóa. Ô tô thường được trang bị thủy lựchệ thống phanh.
5. Trong thiết bị tàu thủy. Thủy lực trong trường hợp này được sử dụng trong hệ thống lái, được bao gồm trong thiết kế của tuabin.

Nguyên lý hoạt động

Bất kỳ hệ thống thủy lực nào cũng hoạt động dựa trên nguyên tắc của một đòn bẩy chất lỏng thông thường. Môi chất làm việc được cung cấp bên trong một nút như vậy (trong hầu hết các trường hợp là dầu) tạo ra cùng một áp suất tại tất cả các điểm của nó. Điều này có nghĩa là với một lực nhỏ trên một khu vực nhỏ, bạn có thể chịu được một tải trọng đáng kể trên một khu vực lớn.

Tiếp theo, hãy xem xét nguyên lý hoạt động của một thiết bị như vậy bằng cách sử dụng ví dụ về một thiết bị như hệ thống phanh thủy lực của ô tô. Thiết kế của cái sau khá đơn giản. Sơ đồ của nó bao gồm một số xi lanh (phanh chính, chứa đầy chất lỏng và phụ). Tất cả các phần tử này được kết nối với nhau bằng các ống. Khi người lái nhấn bàn đạp, pít-tông trong xi lanh chủ sẽ di chuyển. Kết quả là, chất lỏng bắt đầu di chuyển qua các ống và đi vào các xi lanh phụ nằm bên cạnh các bánh xe. Sau đó, phanh được kích hoạt.

Thiết kế hệ thống công nghiệp

Phanh thủy lực của ô tô - thiết kế, như bạn thấy, khá đơn giản. Các thiết bị chất lỏng phức tạp hơn được sử dụng trong các máy móc và cơ chế công nghiệp. Thiết kế của chúng có thể khác nhau (tùy thuộc vào phạm vi ứng dụng). Tuy nhiên, sơ đồ mạch của hệ thống thủy lực kiểu dáng công nghiệp luôn giống nhau. Nó thường bao gồm các yếu tố sau:

1. Hồ chứacho chất lỏng bằng miệng và quạt.
2. Bộ lọc thô. Phần tử này được thiết kế để loại bỏ các loại tạp chất cơ học khác nhau từ chất lỏng xâm nhập vào hệ thống.
3. Bơm.
4. Hệ thống điều khiển.
5. Xi lanh làm việc.
6. Hai bộ lọc tốt (trên đường cung cấp và đường trả lại).
7. Van phân phối. Phần tử thiết kế này được thiết kế để hướng chất lỏng vào xi lanh hoặc trở lại bể chứa.
8. Van hồi lưu và van an toàn.

Hoạt động của hệ thống thủy lực của thiết bị công nghiệp cũng dựa trên nguyên lý của đòn bẩy chất lỏng. Dưới tác động của trọng lực, dầu trong hệ thống như vậy sẽ đi vào máy bơm. Sau đó, nó đi đến van điều khiển, và sau đó đến piston của xi lanh, tạo ra áp suất. Máy bơm trong các hệ thống như vậy không được thiết kế để hút chất lỏng, mà chỉ để di chuyển thể tích của nó. Có nghĩa là, áp suất không được tạo ra do công của nó, mà là dưới tải trọng từ piston. Dưới đây là sơ đồ hệ thống thủy lực.

Ưu nhược điểm của hệ thống thủy lực

Ưu điểm của các nút hoạt động theo nguyên tắc này bao gồm:

• Khả năng di chuyển các vật có kích thước và trọng lượng lớn với độ chính xác tối đa.
• Phạm vi tốc độ gần như không giới hạn.
• Vận hành trơn tru.
• Độ bền và tuổi thọ lâu dài. Tất cả các thành phần của thiết bị này có thể dễ dàng được bảo vệ khỏi quá tải bằng cách lắp đặt các van giảm áp đơn giản.
• Kinh tế tronglàm việc và kích thước nhỏ.

Bên cạnh những ưu điểm thì tất nhiên hệ thống thủy lực công nghiệp cũng có những nhược điểm nhất định. Chúng bao gồm:

• Tăng nguy cơ cháy nổ khi làm việc. Hầu hết các chất lỏng được sử dụng trong hệ thống thủy lực đều dễ cháy.
• Độ nhạy của thiết bị với ô nhiễm.
• Khả năng bị rò rỉ dầu, và do đó cần phải loại bỏ chúng.

Tính toán hệ thống thủy lực

Khi thiết kế các thiết bị như vậy, nhiều yếu tố khác nhau được tính đến. Chúng bao gồm, ví dụ, hệ số động học của độ nhớt của chất lỏng, khối lượng riêng của nó, chiều dài của đường ống, đường kính của thanh, v.v.

Mục đích chính của việc thực hiện tính toán cho một thiết bị như hệ thống thủy lực thường là để xác định:

• Thông số kỹ thuật bơm.
• Nét vẽ thanh.
• Áp suất vận hành.
• Hiệu suất thủy lực của dây chuyền, các bộ phận khác và toàn bộ hệ thống.

Hệ thống thủy lực được tính toán bằng nhiều công thức số học. Ví dụ, tổn thất áp suất trong đường ống được xác định như sau:

1. Chiều dài tính toán của các đường chia cho đường kính của chúng.
2. Tích của khối lượng riêng của chất lỏng được sử dụng và bình phương của tốc độ dòng chảy trung bình được chia cho hai.
3. Nhân các giá trị thu được.
4. Nhân kết quả với hệ số tổn thất khi đi lại.

Chính công thứctrông như thế này:

∆p_i=λ x l_{i (p):}d x pV²: ^2.

Nói chung, trong trường hợp này, việc tính toán tổn thất trong đường dây được thực hiện gần đúng theo nguyên tắc tương tự như trong các kết cấu đơn giản như hệ thống sưởi thủy lực. Các công thức khác được sử dụng để xác định hiệu suất máy bơm, hành trình, v.v.

Các loại hệ thống thủy lực

Tất cả các thiết bị này được chia thành hai nhóm chính: loại mở và loại đóng. Sơ đồ hệ thống thủy lực mà chúng tôi xem xét ở trên thuộc về giống thứ nhất. Thiết kế mở thường được sử dụng cho các thiết bị có công suất thấp và trung bình. Trong các hệ thống khép kín phức tạp hơn, động cơ thủy lực được sử dụng thay vì xi lanh. Chất lỏng đi vào nó từ máy bơm, và sau đó trở lại dòng.

Việc sửa chữa được thực hiện như thế nào

Vì hệ thống thủy lực đóng một vai trò quan trọng trong máy móc và cơ chế, nên việc bảo trì nó thường được giao cho các chuyên gia có trình độ cao của các công ty tham gia vào loại hoạt động cụ thể này. Các công ty như vậy thường cung cấp đầy đủ các dịch vụ liên quan đến sửa chữa các thiết bị đặc biệt và thủy lực.

Tất nhiên, trong kho vũ khí của các công ty này có tất cả các thiết bị cần thiết để sản xuất công việc đó. Việc sửa chữa hệ thống thủy lực thường được thực hiện tại chỗ. Trước khi tiến hành, trong hầu hết các trường hợp, các biện pháp chẩn đoán khác nhau phải được thực hiện. Đối với điều này, các công ty dịch vụ thủy lực sử dụng các cài đặt đặc biệt. Các thành phần cần thiết để khắc phục sự cố cũng thường do nhân viên của các công ty như vậy mang đến.

Hệ thống khí nén

Ngoài thủy lực, các thiết bị khí nén có thể được sử dụng để thiết lập chuyển động các nút của nhiều loại cơ cấu khác nhau. Chúng hoạt động theo cùng một cách. Tuy nhiên, trong trường hợp này, năng lượng của khí nén, không phải nước, được chuyển thành cơ năng. Cả hai hệ thống thủy lực và khí nén đều thực hiện công việc của chúng khá hiệu quả.

Ưu điểm của các thiết bị thuộc loại thứ hai trước hết là không cần đưa chất lỏng làm việc trở lại máy nén. Ưu điểm của hệ thống thủy lực so với hệ thống khí nén là môi chất trong chúng không quá nóng và không quá lạnh, và do đó, không cần thêm các thành phần và bộ phận nào trong mạch.