Hydraulický pohon

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

Hydraulika alebo hydraulický pohon je systém pohonu založený na tlakovej energii a fyzikálnej nestlačiteľnosti kvapaliny.

V pomere veľkosti komponentov ku prenášanému výkonu patrí medzi najvýkonnejšie a najpresnejšie. Medzi výhody patrí jednoduchosť mechanizmov, vysoká sila a presnosť pri malých rozmeroch, možnosť prenosu energie pružnými členmi, variovanie výkonu s malými stratami a vysokou účinnosťou. Medzi nevýhody takéhoto typu pohonu patrí drahá prevádzka a údržba, výkonové straty teplom, hroziaci únik kvapalín pri mechanickej poruche (môže znečistiť životné prostredie).

Využitie[upraviť | upraviť zdroj]

Hydraulické valce sa využívajú tam, kde potrebujeme veľkú silu, a vysokú presnosť polohovania (priama úmernosť medzi vysunutím valca a objemom hydraulického média) napr.

Komponenty[upraviť | upraviť zdroj]

Schéma hydraulického pohonu

Skladá sa z

  • čerpadla(1),
  • valcov(2),
  • hadíc(3),
  • ventilov(4),
  • akumulátora ("lopty") (5),
  • zbernej nádrže (6)
  • a riadenia(7).

Valce[upraviť | upraviť zdroj]

Toto je hlavný prvok hydrauliky. Vykonáva lineárny pohyb, v závislosti od objemu vtlačenej kvapaliny.

Hydraulický valec

Opis obrázka:

  • hydraulický valec so vstupmi, YA, YB,
  • vstupný tlak cez YA, vytláča kvapalinu cez YB a opačne
  • vstup kvapaliny cez YA piest valca vysúva, cez YB, piest valca zasúva

Druhy hydraulických valcov:

  1. Klasické - jeden valec a jeden piest
  2. Teleskopické - piest je sústava, kde širší piest je zároveň valcom pre užší piest (ako rozťahovací dalekohľad)

Hadice[upraviť | upraviť zdroj]

Rozvádzajú tlak k hydraulickým valcom. Tlakové hadice sú zväčša gumené, spevnené oceľovým kordom, ukončené nalisovanou koncovkou so závitom. Hadice majú definovaný nominálny tlak, a maximálny ohyb.

Médium[upraviť | upraviť zdroj]

Ako médium sa obvykle používa hydraulický olej, alebo kvapaliny na alkoholovej báze. Parametrom je nízka stlačiteľnosť, malá objemovo-tepelná rozťažnosť, nehorľavosť, antikorózne vlastnosti, viskozita, objemová hmotnosť.

Čerpadlo (pumpa)[upraviť | upraviť zdroj]

Dodáva tlak do hydraulických valcov. Poháňaná býva elektromotorom alebo spaľovacím motorom. Podľa typu konštrukcie poznáme:

  • hydrodynamické
    • Ozubené - pre malé výkony, zato najlacnejšie možné
  • Hydrostatické
    • Axiálne - slabšie ale kompaktné a lacné
    • Radiálne - silné, výkonné ale príliš veľké a drahé
Zubové čarpadlo

Zubové čerpadlo[upraviť | upraviť zdroj]

Patrí medzi najbežnejšie druhy čerpadiel. Pre čerpanie využíva priestor medzizubovej medzery ozubeného kolesa, z ktorého je kvapalina vytlačená zapadajúcim zubom protiľahlého kolesa. Ozubené kolesá po obvodove a čelných stranách tesne priliehajú na skriňu čerpadla.

Výhody:

  • Jednoduchá a tým lacná a bezporuchová konštrukcia
  • Vysoký tlak

Nevýhody:

  • Malý výkon (malý objem)
  • Nízka samonasávateľnosť bez kvapaliny

Použitie:

  • Na jednoduché, maloobjemové čerpanie (mazanie automobilu, pohon piestov štiepačiek dreva, ovládania okien a pod.

Piestová Pumpa[upraviť | upraviť zdroj]

Axiálna[upraviť | upraviť zdroj]

Piesty sú uložené axiálne s hriadeľom. Konštrukcia je takto robustnejšia a lacnejšia na údržbu. Prenos tlaku je plynulý. V súčasnosti je to najbežnejšia konštrukcia.

Radiálna[upraviť | upraviť zdroj]

Základný rozdiel oproti axiálnej je, že piesty sú radiálne k hriadeľu.

Kvapalina je nasávaná a tlačená piestami (môžu byť veľmi tenké), poháňané vačkou. Každý piest potrebuje spätné klapky, na nasávacej a výtlačnej strane. Radiálne čerpadlá sú konštrukčne náročnejšie, drahšie a náročnejšie na údržbu.

Dimenzovanie výkonu[upraviť | upraviť zdroj]

Výkon pumpy sa dimenzuje podľa:

  • Požadovanej výstupnej sily
  • Požadovanej rýchlosti
  • činnej plochy valcov, ich počtu plus straty v rozvodoch tlaku.

Uvažujú sa naraz všetky horeuvedené parametre

Ventily[upraviť | upraviť zdroj]

Ventily poznáme:

  1. škrtiace - riadia prietok buď proporciálne alebo 0/1
  2. prepínacie (Y-ventil) - 1-2 - prepínajú prietok zo vstupu na výstup 1 alebo 2, len málokedy (skoro nikdy) majú viac ako dva výstupy
  3. zberné - vytvárajú logickú or funkciu
  4. bezpečnostné - napr. samouzatvorenie pri poklese tlaku
  5. spätné - prepúšťajú len jedným smerom
Schéma Y-Ventilu

Y-Ventil v prevádzke[upraviť | upraviť zdroj]

Ako je na obrázku nakreslené, posúvaním rozdeľovača sa prepína medzi výstupom YA a YB. Y-ventil má v sebe aj rektifikátory RA a RB na odvod jalového oleja (modrá farba), t. j. oleja, ktorý z valca musí odtiecť (inak by nemohol pracovať). RA a RB bývajú obyčajne spojené dokopy a sú napojené na zbernú nádrž.

Schéma Y-Ventilu

Rozdeľovač nemusí byť len posuvný, ale aj diskový rotačný.

Ak nemáme akumulátor tlaku, tak sa jalový olej musí odstrániť ešte pred činným olejom (červená farba). Vtedy sa rektifikátory musia zapnúť ešte predtým, ináč by sme preťažili hadice.

Akumulátor[upraviť | upraviť zdroj]

Akumuluje prebytok tlaku, a keď je málo tlaku, dodáva tlak do hydrauliky. Je to veľmi užitočná vec, ktorá chráni hadice pred preťažením.

Akumulátor

Princíp činnosti je taký, že keď prebytok tlaku v hadiciach nemá kam ísť, tak ide do akumulátora (na obrázku). Tam sa, keď stúpa tlak, lopta stláča. Lopta je z veľmi pevnej gumy, ktorá okrem tlaku musí vydržať aj veľké prehrievanie.

Väčšinou býva tlak vzduchu v lopte ešte regulovaný (dofukovaný/vyfukovaný) a vtedy je prevádzka veľmi hladká a vôbec netrhá.

Zberná nádrž[upraviť | upraviť zdroj]

Tu je olej ktorý pumpa čerpá do valcov a sem sa vracia jalový olej.

Pojmy[upraviť | upraviť zdroj]

Činný olej[upraviť | upraviť zdroj]

Olej, ktorý koná prácu

Jalový olej[upraviť | upraviť zdroj]

Olej ktorý už dopracoval a musí byť z valcov odčerpaný.

Rektifikátor[upraviť | upraviť zdroj]

Zariadenie na odvod jalového oleja do zbernej nádrže. V súčasnosti býva zabudovaný priamo vo ventiloch.

Činná plocha valca[upraviť | upraviť zdroj]

Plocha piestu kolmá na os pohybu na ktorú tlačí olej pri práci. Aj keby nebola plochá ale napr vypuklá, ráta sa len tá plocha ktorá robí posun.