Actiorau hydrolig (a elwir hefyd yn dyfeisiau allbwn hydrolig) yn trosi energi hydrolig yn ôl i energei mecanegol. Maen nhw lle mae'r symudiad a'r gwaith a welir i gyd yn digwydd — y peth cyntaf y mae unrhyw peiriannydd cynllunio yn rhaid ei feddwl amdano. Mae actiorau hydrolig yn rhannu'n ddau gategori sylfaenol: llinellol (silindrâu) a chylchrol (corfforiau).

Cylindrau hydraulig

Mae silindr hydrolig yn trosi energi hydrolig i symudiad mecanegol llinellol neu syth. Pan fydd wedi'i gysylltu â llwyth symudol, mae'n gwneud gwaith.

Adeiladu silindr

Fel y nodir yn y penodau cynharach, mae silindr hydrolig yn cynnwys prif ran — y cilinder — dau ben cap caeedig, piston, rôd piston, a phortiau mewnfor a allfor. Mae gan bob pen un port — un ar gyfer olew i mewn, a'r llall ar gyfer olew i allan.

ffigur 6-1: Silindr hydrolig dwbl weithredol safonol. Mae'r olew yn mynd i mewn trwy'r port chwith, sy'n achosi i'r rôd symud allan; mae'r olew sy'n mynd i mewn trwy'r port de yn ei dynnu nôl.

Grym allbwn y silindr

Trwy gydol y stroke cilinder, mae egni hydrolig yn gweithio ar y pistyn symudol. Ni fydd y pwysedd a gynhyrchir gan yr egni hydrolig yn wyroddi'r gwrthiant a gynhyrchir gan y llwyth. Ar gyfer cilinder o dimensiynau hysbys, rhaid i ni wybod pa bwysedd gweithio sy'n cynhyrchu grym allbwn penodol. Gall hyn gael ei benderfynu (gan anwybyddu trychiad) gan y fformiwla:

Pan rydym yn defnyddio'r fformiwla hon, naill ai roddir y fardd a'r bwysedd i ddod o hyd i'r grym allbwn, naill ai roddir y fardd a'r grym allbwn i ddod o hyd i'r bwysedd. Yn ymarfer, fel arfer rydym yn gwybod diametr y bore cilinder ac yn rhaid i ni gyfrifo arwynebedd y pistyn — ond mae cyfrifo arwynebedd cylch yn union fel cyfrifo arwynebedd sgwâr.

Arwynebedd Cylch

Mae arwynebedd cylch yn hafal i tua 78.54% o arwynebedd sgwâr, y rhagor o'i ochrau yn hafal i ddiamedr y cylch. Mwy manwl:

Fformiwla arall a ddefnyddir yn aml:

Ffigur 6-2 Arwynebedd y cylch = D² × 0.7854. Defnyddir y fformiwla syml hon yn amlwg mewn cyfrifiadau silindr hydrolig.

Stryd silindr

Mae'r pellter ryd y nerchi hydrolig yn gweithio arno yn pennu faint o waith sydd yn cael ei wneud — yw'r pellter hwn y symudiad o'r silindr. Fel nodwyd yn gynharach, mae defnyddio pwysedd hydrolig i leihau grym yn ymddangos fel nad oes unrhyw gost. Mewn rhai sefyllfaoedd penodol — pan fo'r system yn y sefyllfa statig — gall grym bach gynhyrchu grym mawr iawn heb unrhyw gael yn amlwg. Ond os yw'r grym a leihir hefyd yn achosi symudiad, rydych yn colli rhywbeth: pellter.

Cyfaint y Silindr (Displacement)

Mae gan bob silindr hydrolig gyfaint (displacement) sydd â'i symudiad (in) wedi'i luosi â'i arwynebedd piston (in²), gan roi cyfaint mewn in³ (cm³).

(in³) = (in²) × (in) neu (cm³) = (cm²) × (cm)

Enghraifft: Mae'r piston uchaf yn rhaid iddo symud 2 in (5.08 cm) i wneud i'r piston silindr isel symud 1 in (2.54 cm). Mae'r ddau biston yn gwneud yr un gwaith. Mae'r piston uchaf yn symud 20 in³ (327.8 cm³) o hylif — ac mae'r piston silindr isel yn cael ei symud gan yr un faint o hylif, 20 in³ (327.8 cm³).

Cyflymder Rod Piston

Mae cyflymder rod piston silindr hydrolig yn dibynio ar faint o gyflymder y mae'r hylif yn llenwi'r chamber ar ôl y piston. Fformiwlâu cyflymder rod piston:

Motor hidrolig

Mae motor hydrolig yn weithredydd sy'n trosi energi hydrolig i energi mecanegol cylchol. Ceir defnyddio'r energi cylchol hon ar lwyth trwy'r shaft yrru.

Adeiladu'r motor

Mae pob motor hydrolig yn cynnwys, yn hanfodol, corff â phortiau mewnfor a allfor, a chyfanswm cylchol sydd wedi'i gysylltu â'r shaft yrru.

Sut mae motor hydrolig yn gweithio

Mae'r enghraifft a ddangosir yn bomp hydrolig o'r math llafn. Mae'r assembliad cylchdroi'n cynnwys rotor a llafnau sydd yn gallu symud yn rhydd i mewn a allan o slotiau'r rotor. Mae'r assembliad cylchdroi wedi'i osod yn anghynerthol o fewn y corff; mae'r shaft rhedeg yn cysylltu â'r llwybr. Pan fydd olew pwysedd yn mynd i mewn i'r cawell mewn, mae'r egni hydrolig yn gweithio ar wyneb y llafn a welir yn y cawell mewn. Oherwydd bod arwynebedd y llafn uchaf a welir gan olew pwysedd yn fwy, mae'r grym ar y rotor yn anghydbwys — mae'r rotor yn troi.

Wrth i'r olew gyrraedd y cawell allan â chyfaint sydd yn lleihau, caiff ei gynhyrfu.

Ffigur 6-6 Gweithredu corff mewn ffyrdd. Mae olew pwysedd yn gweithio ar wynebau'r ffyrdd. Oherwydd bod arwynebedd y ffordd uchaf a'ch ychydig o bwysedd yn fwy na'r arwynebedd isaf, mae'r grym netto'n cylchdroi'r rotwr.

Torc

Mae torque yn grym cylchdroi neu grym troi. Mae torque yn grym sy'n gweithio ar bellter o linell ganol yr eilun. Mae uned torque yn lb.in. (neu Nm).

Fformiwla torque

Mae torque yn rhoi gwybodaeth am leoliad y grym yn perthnasol i linell ganol eilun hydrolig. Mae fformiwla torque yn:

(lb.in.) = (lbs) × (in.) neu (Nm) = (N) × (m)

Enghraifft o'r ffigwr: Mae grym o 50 lbs (222 N) yn weithio ar grynk sy'n perthnasol i'r shaft môtôr. Mae'r pellter rhwng canolbwynt y shaft a'r grym yn 10 in. (0.254 m). Mae'r torc sydd ganlyniad ar y shaft yn 500 in.lbs (56.5 Nm). Os yw'r un grym o 50 lbs (222 N) yn weithio ar groen arm o 15 in. (0.38 m), yna mae'r torc ar y shaft yn 750 in.lbs (84.6 Nm). Mae'r pellter rhag canolbwynt y shaft lle mae'r grym yn weithio'n pennu faint o dorc sydd ganlyniad — yr hyn sydd yn fwy pell, y mwyach yw'r torc. Sylwch nad yw torc yn cynnwys unrhyw symudiad.

Mae llwyth sy'n cael ei gysylltu â'r shaft gyrraedd môtôr yn cynhyrchu torc fel y disgrifir uchod. I'r môtôr hydrolig, mae hwn yn gwrthwynebiad — rhaid ei drosi gan bwysedd hydrolig sy'n weithio ar y casgliad cylchdroi'r môtôr.

Fformiwla torc y môtôr hydrolig

Cyfradd Cyffredinol Shaft y Môtôr

Penodir cyfradd cyffredinol shaft y môtôr hydrolig gan gyfradd y llif. Mae'r fformiwla yn:

Grym

Yn y pennodau cynt nawn, dysgum fod pŵer yn cyfradd gwneud gwaith, h.y., hp = troedfeddi.lbs/amser, neu W = J/amser.

Pŵer mecanegol

Adwaenwn hefyd fod marchogrydd (hp) neu watau (W) yn uned o bŵer. Os yw silindr hydrolig neu gorff hydrolig yn yrru llwyth â grym mecanegol o 550 lbs (2,442 N) a'i symud 1 troedfedd (0.30 m) mewn 1 eiliad, mae wedi defnyddio 1 hp (746 W) o bŵer. Os yw'r un gwaith (550 troedfeddi.lbs / 746 J) yn cael ei wneud mewn hanner eiliad, mae cyflymder y gwaith yn dyblu ac mae'r pŵer yn 2 hp (1,490 W).

Pŵer hydraulig

Mae'r pŵer mecanegol a drosglwyddir gan silindr neu beiriant i lwyth yn hafal i'r pŵer hydrolig sydd ei angen ar y silindr neu'r peiriant. Ar gyfer system hydrolig sy'n gwneud gwaith ar gyfradd o 550 troedfedd. pwysau pob eiliad (746 J), mae ei bŵer hydrolig yn 1 hawlfai (746 W). Fodd bynnag, yn y fformiwla am bŵer mecanegol, caiff "troedfedd (m)" a "pwysau (N)" eu disodli gan termau hydrolig "psi (bar)" a "gpm (Lpm)". Defnyddir ffactor trosi mewn cyfrifiadau bŵer hydrolig i adrodd y berthnaseb rhwng gpm, psi, troedfedd a phwysau (neu Lpm, bar, m, N).

Cyfrifiad bŵer y system a'r silindr

I gyfrifo bŵer silindr hydrolig neu'r system hydrolig gyfan:

I gyfrifo bŵer allbwn y peiriant hydrolig:

Actiwrion Cychwynnol

Hyd yn oed rydym wedi trafod motorau hydrolig â allbwn cylchol a silindrâu hydrolig â allbwn lliniol. Nawr byddwn yn trafod math arall o weithredwr sy'n cynhyrchu cylchdro cyfyngedig. Gelwir y math hwn yn silindr gosgellol neu fotor gosgellol. Mae ei strwythur yn gwasglog, syml ac effeithlon — mae'n cynhyrchu torque uchel ac yn gofyn am goflech gosod llai, gyda gosod hawdd.

Defnyddir weithredwyr gosgellol ar gyfer mynegi offer peiriannu, gweithrediadau crwmio, codi neu chylchdroi rhai pwysig, troi, lleoli, ffyddloni peiriannu, rheoli morol, gweithredu clefftau, etc.

Mathau o weithredwyr gosgellol

Mae nifer o fathau o silindrâu gosgellol. Y symlaf yw mecanydd gosgellol sydd wedi'i gyrraedd gan silindr hydrolig lliniol, ble mae pen y cilinder wedi'i osod â phin, ac mae'r rhagfyrn yn cysylltu â chranc sy'n yrru shaft i gylchdroi. Gall y silindr gosgellol hwn gael ei reoli gan foli cyfeiriadol 4 ffyrdd, gyda switshoedd terfyn ar bob pen o'r symudiad.

Fel pob dyfais mecanegol, mae'r weithredydd cynhwysol sydd yn seiliedig ar silindr lliniol hwn yn cynnwys rhai nodweddion sylfaenol, gan gynnwys ei fod yn bosibl ei gasglu o ran rhannau safonol sydd ar gael yn y farchnad, gan roi hyblygrwydd mawr i ddylunwyr a chadw costau isel â rhannau cymharol hawdd i'w gael fel rhannau atodol.

Fodd bynnag, mae'r math hwn o weithredydd cynhwysol hefyd yn cynnwys nodweddion anghywir: nid yw'r barcud piston yn amddiffynedig ac yn cyffwrdd uniongyrchol â'r amgylchedd, yn enwedig gan fod y trychiad cranc fel arfer yn anghaethedig, gan greu risgiau diogelwch. Hefyd, fel arfer mae'r shaft yrru yn darparu llwythoedd ochr mawr, sy'n achosi methiannau cynnar, twll eithafol a gwasgu.

Ar gyfer y math penodol hwn o weithredydd cynhwysol, rhaid i'r silindr hydrolig fod yn rhydd i symud, felly rhaid defnyddio cysylltiadau pibell hyblyg, ac yn ystod cyfan o drosglwyddo'r silindr, nid yw'r torque allbwn yn gyson.

Silindr cynhwysol caeth

Mae'r silindr gwrthdaro cyfog sydd wedi'i amgáu yn debyg iawn i'r mecanwaith gwrthdaro sydd yn seiliedig ar silindr llinol uchod. Mae gan y silindr amgáu chwarae amddiffyniad sydd yn amgáu'r barcud piston a'r crank. Fel arfer mae'r shaft yrru yn cynnwys cefnogaeth ychwanegol o gromfachau i atal llwythoedd ochr-ddraenol cryf. Gall y math hwn gael ei ffitio â thrawsnewidiadurau solenoid, switshau terfyn, neu switshau siorl. Gall ystod y siorl fel arfer ei addasu rhwng tua 85° i 100°.

Silindr gwrthdaro â dychweliad y sprên

Math arall yw'r silindr gwrthdaro â dychweliad y sprên, sy'n defnyddio silindr hydrolig â sprên dychweliad i ddychwelyd y shaft yrru i'w leoliad gwreiddiol. Gall silindroedd gwrthdaro â dychweliad y sprên allforio torciau hyd at 5,000 in.lbs (565 Nm).

Silindr gwrthdaro pinion a rhaeadar

Y math fwyaf cyffredin o silindr sydd yn chwyddo yw'r math sydd â threthl a phinio. Gall y math hwn gynnal torque allbwn cyson mewn dwy gyfeiriad trwy gydol y cylch cyfan. Mewn y casgliad hwn, mae gwasgedd hydrolig yn gweithio ar y pistyn, gan bwyso'r trethl a gysylltir ag ef, sydd yn yrru'r pinio i gylchdroi'r shaft. Mae silindrion safonol sydd â threthl a phinio'n cynnwys cylchdroi o 90°, 180°, 360°, neu hyd yn oed mwy. Gall torque allbwn silindrion sydd â threthl a phinio gyrraedd 52,000,000 in.lbs (5,876,000 Nm).

Corff sydd â llydanen sydd yn chwyddo

Mae hefyd corff sydd â llydanen sydd yn chwyddo ar gael. Gall y math hwn fod yn un-lydanen neu luos-lydanen. Gall corff un-lydanen gylchdroi 280°; gall corff dau-lydanen gylchdroi 200°. Mae torque allbwn y corff dau-lydanen yn ddwywaith faint torque allbwn y corff un-lydanen. Gall y math hwn o gorff sydd yn chwyddo gyrraedd torque allbwn hyd at 500,000 in.lbs (Nm).

Corff sydd â chylchdroi helical spline

Mae rhagor o fath o feiniawd gwrthdroi sydd yn cynhyrchu toriad trwy ddefnyddio mecanyddiaeth sglefri helig. Mae newid yn hyd a basiad y sglefri yn caniatáu i'r strôk cylchdro amrywio dros ystâd eang. Mae'r math hwn o feiniawd gwrthdroi'n cynnwys un shaft sglefri helig â chrysffeddiad mewnol ar y shaft — mae cylchdro'r crysffeddiad piston yn cael ei gyfyngu gan rodau arweiniol. Pan mae'r crysffeddiad piston yn symud o fewn y silindr, mae'n yrru'r shaft sglefri i gylchdroi. Mae'r strôkau cylchdro safonol yn 90°, 180°, 270°, a 360°, â thoriadau allbwn hyd at 1,000,000 in.lbs (13,000 Nm).

Meiniawd gwrthdroi chain-a-sprocket

Defnyddir meiniawd gwrthdroi chain-a-sprocket pistons, chainiau, a sprockets i yrru'r shaft. Mae'r weithredydd hwn yn cynnwys fel arfer un piston mawr (fel dyfeisiad yrru) i dynnu'r chain, a phiston bach i atal olew rhag lledaenu trwy'r llwybr adfer chain. Gall toriadau allbwn gyrraedd tua 23,000 in.lbs (2,599 Nm), ac mae cylchdro'r shaft yrru yn gallu cyrraedd pump tro llawn neu 1,800°.

I ddewis y sylindr gwrthdaro fwyaf addas ar gyfer cais penodol, mae cydweddau toriad, cyflymder a'r dull gweithio yn rhannu. Byddwn yn disgrifio dewis y môtôr gwrthdaro go iawn mewn pennod arall, ac yn trafod pellach sut i benderfynu a yw'n unweithredol neu ddwyweithredol, a y dylid defnyddio lleoliad cylch caeedig, a a yw angen cyffyrddu, ac ati. Bydd amser cykllau neu amlder gweithio hefyd yn cael ei archwilio.

Crynodeb Cyflymder y Weithredydd

Mae'r cyflymder llinol o'r rhywun piston sylindr hydrolig yn dibynu ar y cyflymder yr yw'r pompa'n ychwanegu hylif i'r cymyllyn chamber piston gpm (L/min). Mae'r cyflymder cylchrol o'r shaft yrru môtôr hydrolig yn dibynu ar lefel llif gpm (L/min) sydd wedi'i fewnforio i'r môtôr hydrolig.

Crynodeb Gŵyrth y Weithredydd

Mae'r grym allbwn o silindr yn cael ei fynegi mewn psi (bar) — mae'r grym allbwn ar shaft yrru'r corffor yn cael ei benderfynu gan y pwysau sydd yn weithio ar yr arwyneb amlwg o gyfanswm y corffor sydd yn cylchdroi. Mae'r pŵer a gynhyrchir gan weithredwr yn ffwythiant o gyflymder y weithredwr wedi'i luosi â grym allbwn y weithredwr.

Ar gyfer silindroedd, mae grym allbwn yn cael ei fynegi mewn psi, ac mae cyflymder bar y pistyn mewn gpm. Mae'r cysonyn 0.000583 yn disgrifio'r berthnaseb rhwng psi, gpm, a phŵer. Ar gyfer corfforion, mae grym allbwn yn cael ei fynegi mewn torc, ac mae cyflymder gweithredu'r corffor mewn rpm. Mae'r cysonyn 63,025 yn disgrifio'r berthnaseb rhwng rpm, torc, a phŵer.