Tiontaíonn gníomhaireoirí hidrilic (a ndíorthaítear freisin mar ghníomhaireoirí aschurta hidrilic) fuinneamh hidrilic ar ais go fuinneamh meicniúil. Is iad seo áit a ndéantar an gluaisne agus an obair a fheiceann muid — an chéad rud a chórasann aon innealtóir dearadh. Tagann na gníomhaireoirí hidrilic faoi dhá chategóir bhunúsach: líneach (cilindirí) agus rothartha (gluaiseanna).

Siúlach hidreacail

Tiontaíonn cilindir hidrilic fuinneamh hidrilic ina ghluaisne líneach nó díreach. Nuair a chónaítear le load a bhriseann, déanann sé obair.

Tógáil an rúinne

Mar a cuireadh isteach i gcaibidí luaithe, tá cilindir hidrilic bunaithe go príomha ar bharrall, ar dhá chapaill chríochnaithe, ar phistín, ar phistín-rod, agus ar phortanna ionchuir agus imchuir. Tá port amháin ag gach ceann — ceann do’ n-oleáin isteach, agus an t-aon eile do’ n-oleáin amach.

figiúr 6-1: Cilindir hidrilic dhá ghníomhú caighdeánach. Isteann an oil ón bport ar chlé, ag fáscadh an ród; tiocfaidh sé ar ais nuair a théann an oil trí bhport ar dheis.

Fórsa Aschurta an Chilindir

Ar fud an stróicthe cilindir, gníonn fuinneamh hidrálach ar an bpistún ag bogadh. Ní thiocfaidh an brú a thagann ón bhfuinneamh hidrálach thar an gcosc a thagann ón lucht. D'fhéadfaimis, do chilindir le tomhas áirithe, a bheith ag iarraidh a fháil amach cad é an brú oibre a thagann le fórsa aschuir shonrach. Is féidir é seo a chinneadh (gan tagairt don truaillí) leis an bhfoirmle seo:

Nuair a úsáideann muid an foirmle seo, tugtar an limistéar agus an brú chun an fhoras aschuir a aimsiú, nó tugtar an limistéar agus an fhoras aschuir chun an brú a aimsiú. I dtaca leis an gcás praiticiúil, tá an diamadair bolg an chilindir de ghnáth ar eolas againn agus ní mór dúinn an limistéar pistúin a ríomh — ach is cosúil leis an ríomh ar limistéar cearnóg an ríomh ar limistéar ciorcail.

Limistéar Ciorcail

Tá limistéar ciorcail cothrom le tuilleadh nó laghad 78.54% den limistéar cearnóige a bhfuil an taobh cothrom le diamadair an chiorcail. Níos cruinne:

Foirmle eile a úsáidtear go minic:

Figiúr 6-2 Achar an chiorcail = D² × 0.7854. Úsáidtear an bhformal simplí seo go dtí seo i ríomhanna cilindir hidrailic.

Streachail cylinder

Bainann an fad ar a n-oibríonn fuinneamh hidrailic an méid oibre a dhéanfar — is é an fad seo strók an chilindir. Mar a luaitear thuas, tá sé mar a bheith nach bhfuil aon chostas le húsáid bhrú hidrailic chun fórsa a mhéadú. I roinnt cásanna sonracha — nuair a bhíonn an córas in staide — is féidir fórsa beag a úsáid chun fórsa an-mhór a gheiniúint gan aon truaillithe atá soiléir. Ach má thagann gluaiseacht freisin leis an bhfórsa mhéadaithe seo, tá rud éigin i gceist: an fad.

Voluma an Chilindir (Dísphláseáil)

Tá voluma (dísphláseáil) ag gach cilindir hidrailic cothrom le strók an chilindir (in) iolraithe faoi achar an phistón (in²), ag tabhairt voluma i in³ (cm³).

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

Sampla: Ní mór don phistón uachtarach bogadh 2 orlach (5.08 cm) chun an pistón cilindir íochtarach a bhogadh 1 orlach (2.54 cm). Déanann an dá pistón an obair chéanna. D’fhág an pistón uachtarach 20 orlach ciúbach (327.8 cm³) de shroil — agus d’fhág an pistón cilindir íochtarach an méid céanna, 20 orlach ciúbach (327.8 cm³), de shroil.

Luas an Róda Pistón

Má tá an luas ar rothlú an róda pistón cilindir hidrálach ag brath ar an luas ar a mbíonn an t-sroil ag lánú an tseomra taobh thiar den pistón. Foirmle le haghaidh luais an róda pistón:

Mótair hiodrálach

Is é an motór hidrálach gníomhaire atá ann a thiontúann fuinneamh hidrálach go dtí fuinneamh meicniúil rothlúcháin. Cuirtear an fuinneamh rothlúcháin seo ar an liosta trí an sreangphort.

Tógáil an mhótar

Tá gach motór hidrálach comhdhéanta go bunúsach as cás le portanna ionchuir agus amach, agus cruinniú rothlúcháin ceangailte leis an sreangphort.

Conas a oibríonn motór hidrálach

Is motar hidrálach cineál na mbáiníní an sampla atá le feiceáil. Tá an cruinniú rothartha comhdhéanta as rothar agus báiníní a d’fhéadfadh gluaisne saor in aisce isteach agus amach as slotanna an rothair. Tá an cruinniú rothartha suite i mbealach neamhchothromach taobh istigh den chúl; tá an sreangphroinse ceangailte leis an liathróid. Nuair a thagann ola brúite isteach sa chomhluacht ionchuir, gníomhaíonn an fuinneamh hidrálach ar aghaidh na mbáiníní atá le feiceáil sa chomhluacht ionchuir. Mar gheall ar an limistéar níos mó ar aghaidh na mbáiníní uachtaracha atá faoi bhrú na hoile, tá an fhorza ar an rothar neamhchothromach — rothann an rothar.

Nuair a bhíonn an t-ola ag teacht isteach sa chomhluacht amachchuir le toirt ag laghdú, scaoileann sé.

Figiúr 6-6 Oibríocht mholta fheithice. Tá ola bhréige ag gníomhú ar dhroimchinn na bhfeithice. Mar gheall ar an limistéar uachtair feithice atá leathnaithe don bhréig a bheith níos mó ná an limistéar íochtarach feithice, rothlaíonn an fhorcé iomlán an rothar.

Torque

Is fórsa rothlaithe nó fórsa thwisting é torc. Is é torc an fórsa a ghníomhaíonn ar dhlúthas ó lárline na sreangbhuailte. Is é aonad an torc lb.in. (nó Nm).

Foirmle an torc

Deir an torc dúinn an suíomh den fhórsa i gcomparáid le lárline sreangbhuailte an mholta hidrilic. Is é foirmle an torc:

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

Sampla ón bhfigiúr: Tá fórsa de 50 lbs (222 N) ag gníomh aige ar chrank ceangailte leis an sreangbhuailt. Is é an fad idir lár na sreangbhuailte agus an fórsa ná 10 orlach (0.254 m). Is é an torc a thagann as sin ar an sreangbhuailt ná 500 orlach-lbs (56.5 Nm). Má ghníomhaíonn an fórsa chéanna de 50 lbs (222 N) ar chrank arm de 15 orlach (0.38 m), is é an torc ar an sreangbhuailt ná 750 orlach-lbs (84.6 Nm). Cuimhnigh go dtugann fórsa atá níos faide ó lár na sreangbhuailte torc níos mó. Tabhair faoi deara go bhfuil torc neamhghabhálach le aon ghluaiseacht.

Tá torc ag baint le load ceangailte le sreangbhuailt an rithimh mar a mhínítear thuas. I gcás an mhoitior uisce, is é seo an t-ádhraíocht — ní mór a dhéanamh i gcomhtháthú le brú uisce a ghníomhaíonn ar an gcuas rothaithe an mhoitior.

Foirmle torc an mhoitior uisce

Luas Sreangbhuailt an Mhoitior

Bainimíonn luas sreangbhuailt an mhoitior uisce amach ó ché acu cé chomh tapa is a gheobhaidh an leacht isteach. Is é an foirmle ná:

Cumhacht

Ionfhabhartha i gceann de na captaistí luaithe go bhfuil cumhacht mar ráta oibre a dhéanamh, i.e., hp = ft.lbs/am, nó W = J/am.

Cumhacht mheicniúil

Tá a fhios agam freisin go bhfuil an t-ordú cumhachta (hp) nó an watt (W) mar aonad cumhachta. Má úsáideann cilindir hidrálach nó gnáthra hidrálach lucht 550 lbs (2,442 N) de chúltaca meicniúil agus má shiúlann sé an lucht sin 1 ft (0.30 m) i 1 soicind, tá 1 hp (746 W) cumhachta úsáidte aige. Má dhéantar an obair chéanna (550 ft.lbs / 746 J) i leathshoicind, déantar an luas oibre a dhúbailt agus is é an cumhacht 2 hp (1,490 W).

Néillíocht Uisce

Is ionann an cumhacht mhéchanach a thugann cilindir nó mótair ar an bhfórsa agus an cumhacht uisceolaíoch a éilítear ón gcilindir nó ón mótair. Don chóras uisceolaíoch a dhéanann obair ag ráta 550 troigh-sheanbhean i gceann de na soicindí (746 J), is é 1 hp (746 W) a chumhacht uisceolaíoch. Áfach, sa fhoirmle do chumhacht mhéchanach, cuirtear na téarmaí uisceolaíocha "psi (bar)" agus "gpm (Lpm)" in áit "troigh (m)" agus "sáibhse (N)". Úsáidtear factúr tiontaithe i ríomhanna cumhachta uisceolaíoch chun an gaol idir gpm, psi, troigh, agus sáibhse (nó Lpm, bar, m, N) a léiriú.

Ríomh an chórais agus an chumhachta chilindir

Chun cumhacht chilindir uisceolaíoch nó an chórais uisceolaíoch iomlán a ríomh:

Chun cumhacht aschuir an mhótar uisceolaíoch a ríomh:

Gníomhaireanna Oscailte

Go dtí seo táimid ag plé le himreoirí hidrulacha le heachtra rotharach agus le cailcíní hidrulacha le heachtra líneach. Anois beidhimid ag plé le cineál eile de imreoir a thugann rothlú le uillinn theoranta. Glaoitear an cineál seo ar chailcín oscailte nó imreoir oscailte. Tá a struchtúr lán-chumasa, simplí, agus éifeachtach — tugann sé torc ard agus ní gá ach spás beag suiteála, le suiteáil éasca.

Úsáidtear imreoirí oscailte do achoimre na mbainc oibre, do oibríochtaí bheith, do thógáil nó do rothlú réad mór-mhéide, do thrialladh, do shuiteáil, do sheoladh an t-ullmhúcháin do phróiseáil, do rialú mara, do oibriú vailvé, srl.

Cineálacha imreoirí oscailte

Tá go leor cineálacha cailcíní oscailte ann. Is é an ceartchraobh is simplí ná mecanach oscailte a bhíonn tar éis líneach cailcín hidrulach a úsáid, áit a mbíonn deireadh an chúpla cailcín ceangailte le pionn, agus bíonn an rod píosóin ceangailte le cranc a thiománaíonn shaft chun rothlú a dhéanamh. Is féidir an cailcín oscailte seo a rialú le vailvé treo 4-bhealach, le scannáin teorainn ag gach deireadh an stroc.

Cosúil le gach gléas meicniúil, tá cuid de na gnéithe bunúsacha ag an ngléas oscailte bunaithe ar róndán líneach seo, lena n-áirítear go dtugann sé an struchtúr ó pháirtí caighdeánacha atá ar fáil go forleathan, a thugann leasanna mór do dhearthóirí agus a choinníonn costais íseal le páirtí briste a bhíonn éasca a fháil.

Mar sin féin, tá gnéithe neamhshuíocháin ann freisin i ngléasanna oscailte den sórt seo: tá an bharra rothar gan chosaint agus ag teagmháil díreach leis an gcomhshaol timpeallach, go háirithe mar gur de thoradh an mecanaism crainc nach mbíonn sé sealadóireachta, ag cruthú báis shábháilteachta. Ina theannta sin, bíonn lód an-trom ar an sreang thiománta de ghnáth, rud a chruthaíonn túsú luath a mhítheangmhar, úsáid ró-mhór agus ceangal.

Don sórt áirithe seo de ghléas oscailte, caithfidh an róndán uisce beithiúil bheith saor le súgáil, mar sin caithfidh sé bheith ceangailte le sreanganna seolta, agus ar fad an strok róndáin, ní thagann an torca aschuir i gcónaí.

Gléas oscailte dúnta

Tá an cilindir oscailteach inbhuanaithe seo chomh maith leis an gceann bunaithe ar chilindir líneach thuas. Tá clúdach cosanta ar an gcilindir inbhuanaithe a chlúdaíonn an ród pisin agus an cranc. De ghnáth, tá tacaíocht breise bearraing ar an sreangphrothóir chun lucht aniaracha trom a sheachaint. Is féidir an cineál seo a sholáthar le válváilí solenoid, le switchanna teorainn, nó le switchanna stróicthe. Is féidir an raon stróicthe a rialú de ghnáth idir thart ar 85° agus 100°.

Cilindir oscailteach le cothromú sprionga

Is é cineál eile an cilindir oscailteach le cothromú sprionga, a úsáideann cilindir uisce gearrtha le sprionga cothromú chun an sreangphrothóir a aisghabháil go dtí a phostadh bunaidh. Is féidir cilindirí oscailteacha le cothromú sprionga torcaí a thabhairt suas go dtí 5,000 orlach-inche (565 Nm).

Cilindir oscailteach gearrtha-agus-díon

Is é an cilindir oscailte is coitianta a bhfuil gearrthóga agus fiacla ann. Is féidir leis an gclár seo torc aschuir thar a bheith leanúnach i mbeidean na dtreoanna ar fud an rothlaithe iomláin. I n-éileamh mar seo, tá brú hidrilic ag gníomhú ar an mbpistón, ag brú an ghearrthóga a bhfuil ceangal air, agus ag tiomáint an ghiarbhainne chun an sreangán a rothlú. Tá strócaí rothlaithe caighdeánacha gearrthóga agus fiacla ann de 90°, 180°, 360°, nó fiú níos mó. Is féidir le torcanna aschuir gearrthóga agus fiacla a bheith suas le 52,000,000 orlach-mhionna (5,876,000 Nm).

Mótair oscailte le lámhach

Tá mótair oscailte le lámhach ar fáil freisin. Is féidir leo a bheith le lámhach amháin nó le lámhacha iolra. Is féidir le mótair le lámhach amháin rothlú 280°; is féidir le mótair le dhá lámhach rothlú 200°. Tá torc aschuir an mhótaire le dhá lámhach dhá uair an chéad mhótaire le lámhach amháin. Is féidir leis an gcineál seo mótair oscailte torcanna aschuir a bhaint amach suas le 500,000 orlach-mhionna (Nm).

Mótair oscailte le spíral-splín

Tá cineál eile de mhotor a oscailteann atá in ann torc a gheiniúint ag baint úsáide as mecanach spíreálach. Ceadaíonn athruithe sa fhad agus sa phit an spíreála go leathnú ar an mbuaicthimpeallacht a athrú thar raon leathan. Tá an cineál seo de mhotor a oscailteann ina bhfuil aon shraith spíreála le barra spíreála istigh ar an mbarra — is é an t-oscailt a chuireann cosc ar rothlú an bharra. Nuair a imíonn an barra isteach sa chilindir, cuireann sé an sraith spíreála i mbuaicthimpeallacht. Tá buaicthimpeallachtaí caighdeánacha ag 90°, 180°, 270°, agus 360°, le torcanna aschuir suas le 1,000,000 in.lbs (13,000 Nm).

Motor a oscailteann le sraithe agus le ciorcail

Úsáideann motóirí a oscailteann le sraithe agus le ciorcail pistiún, sraithe agus ciorcail chun an sraith a thiomáint. Tá an gníomhaire seo de ghnáth le ceann amháin den bpistiún móra (mar ghléas tiomána) chun an sraith a tharraingt, agus le pistiún beag chun uisce ola a sheachaint ó théamh trí threo na sraithe ar ais. Is féidir le torcanna aschuir a fháil suas le 23,000 in.lbs (2,599 Nm), agus is féidir le rothlú na sraithe tiomána a fháil suas le cúig thiompan iomlán nó 1,800°.

Chun an róthar oscailte is oiriúnaí a roghnú do ghlacadh sonrach, tá torc, luas agus modh oibriúcháin uilig i gceist. Díonfaimid roghnú an róthair oscailte fíor-aimseartha i gcapaill eile, agus déanfaimid plé níos faide ar conas a chinntítear an bhfuil sé aon-ghníomhach nó dá-ghníomhach, an bhfuil áitú intiúnach dúnta riachtanach, an bhfuil coisíníocht riachtanach, srl. Scrúdófar freisin minicíocht oibriúcháin nó tréimhse an chuairt.

Achoimre Luais an Gníomhaire

Bríonn luas líneach an róthair hidrilic ar an luas ar a dtugann an pomp leacht isteach sa chumraí píste an róthair gpm (L/min). Bríonn luas rothartha an shiombhalta hidrilic ar an rata srutha gpm (L/min) a thugtar isteach sa shiombhaltán hidrilic.

Achoimre Fórsa Aschuir an Gníomhaire

Is i bpíosca (bar) a léirítear an fórsa aschuir cilindir — is i mbun an bhrú atá ag gníomhú ar an limistéar leathnaigh atá le feiceáil ar an gcuasacht rothartha an mhótar a bhaineann leis an bhfórsa aschuir ar shiombhal na róta. Is fheidhm de luas an ghníomhaí iad an cumhacht a tháirgeann gníomhaí, agus an fórsa aschuir a tháirgeann sé.

Dona chilindir, is i bpíosca a léirítear an fórsa aschuir, agus is i ngluaiseachtaí in aghaidh na nóiméide (gpm) a léirítear luas an róidín píosra. Tugann an tairseach 0.000583 le fios an gaol idir píosca, gpm, agus cumhacht. Dona mhótar, is i dtorque a léirítear an fórsa aschuir, agus is i nrothluithe in aghaidh na nóiméide (rpm) a léirítear luas oibriúcháin an mhótar. Tugann an tairseach 63,025 le fios an gaol idir rpm, torque, agus cumhacht.