Enerģijas pārnesanas gadījumā caur šķidrumu jānosaka virziens un jāuztur nepārtraukta pilnīga kontrole. Bez pilnīgas kontroles enerģija ir bezvērtīga vai, vēl sliktāk, iekārta var tikt bojāta. Viens no galvenajiem hidrauliskās tehnoloģijas priekšrocībām ir spēja izmantot hidrauliskās vadības vārstus, lai salīdzinoši viegli kontrolētu enerģiju.

Hidrauliskie vadības vārsti

Hidrauliskais vadības vārsts ir mehāniska sastāvdaļa, kas izgatavota no vārsta korpusa ar iekšējiem caurumiem, kuri var savienot vai bloķēt šķidruma plūsmu, kā arī no iekšējām kustīgajām daļām. Korpusa caurumi tiek izmantoti eļļas transportēšanai. Iekšējo kustīgo daļu darbība regulē sistēmas maksimālo spiedienu, plūsmas virzienu un plūsmas ātrumu.

Sistēmas spiediena regulēšana

Hidrauliskā enerģija var tikt pielikta hidrauliskajam cilindram. Kad rezultāts ir veiksmīgs darbs, pēc tam, kad cilindrs ir pilnībā izvilkts, darbs ir paveikts. Pozitīvās pārvietošanas sūknis turpinās uztvert vairāk enerģijas no tā galvenā dzinēja. Tas rada augstāku spiedienu eļļā. (Piezīme: minimālā pretestība sistēmā nosaka pielikto hidraulisko spiedienu.) Kad cilindrs izvilkas tālāk, sistēmas fiziskā izturība kļūst par minimālo pretestību.

Sūknis pievienos vairāk spiediena, lai pārvarētu šo pretestību. Cilvēki izmanto spiediena regulēšanas vārstus, lai uzturētu sistēmas spiedienu drošā diapazonā.

Spiediena regulēšanas vārsts

Spiediena regulēšanas vārsta iekšējās kustīgās daļas darbojas, balstoties uz spiedienu. Kad sistēmas spiediens sasniedz noteiktu iestatīto vērtību, iekšējās kustīgās daļas savieno vai bloķē vienu no caurulēm vārsta korpusā, liekot eļļai plūst vai novēršot eļļas plūsmu uz šo cauruli.

Spiediena regulēšanas vārsta konstrukcija

Spiediena regulēšanas vārsts sastāv no vārsta korpusa ar primārajām un sekundārajām caurulēm un iekšējām kustīgajām daļām (tā sauktās spoles). Ārējās savienojumvietas ar caurulēm ir primārā un sekundārā atvere.

Kā darbojas spiediena regulēšanas vārsts

Spiediena regulēšanas vārsta iekšējā kustīgā daļa parasti ir spoles veida ierīce. Kad spole atrodas vienā galējā stāvoklī, iekšējā caurule ir savienota, un šķidrums var plūst cauri. Kad spole atrodas otrā galējā stāvoklī, iekšējā caurule ir bloķēta, un šķidruma plūsma caur vārstu tiek pārtraukta.

Spiediena regulēšanas vārstā spole ar sprīgli ir novietota vienā galējā stāvoklī. Šajā parastajā aizvērtajā stāvoklī iekšējā caurule ir bloķēta un plūsmas ceļš caur vārstu ir aizvērts. Šādu tipu sauc par parastajiem aizvērtajiem spiediena regulēšanas vārstiem.

Spiediena regulēšanas vārsts uztver spiedienu svirnas apakšā. Šis apakšējais kanāls savienots ar primāro portu. Kad sistēmas spiediens pārsniedz atsperes spēku, svirna pārvietojas, lai savienotu iekšējo kanālu, ļaujot šķidrumam plūst caur vārstu.

(Hidrauliskais spiediens, ko izmanto, lai kontrolētu svirnas kustību, tiek saukts par vadspiedienu. Vadspiediena izmantošana vārsta vadīšanai tiek saukta par vadības vadīšanu un ir visizplatītākais visu veidu hidraulisko vārstu vadīšanas paņēmiens.)

Ja šāda veida spiediena regulēšanas vārsta primārais ports ir savienots ar sistēmas spiediena pusi un, ja sūkņa radītais spiediens ir pārāk augsts, plūsma no sūkņa var novirzīties caur šo vārstu uz eļļas tvertni — šādu parasti aizvērtu spiediena regulēšanas vārstu sauc par drošības vārstu.

7.2. attēls. Parasti aizvērts spiediena regulēšanas vārsts (drošības vārsta darbība). Atspere tur svirnu aizvērtu, līdz sistēmas spiediens pārsniedz atsperes iestatījumu, tad svirna pārvietojas un atver ceļu uz tvertni.

7.3. attēls Vienkārša hidrauliskā shēma ar spiediena regulēšanu (drošības vārsts). Kad cilindrs sasniedz gaitas beigas, drošības vārsts atveras un novirza sūkņa plūsmu atpakaļ uz tvertni, ierobežojot maksimālo sistēmas spiedienu.

Darbinieku virziena vadība

Kad hidrauliskais cilindrs ir pilnībā izvirzīts, to jāatvelk atpakaļ, lai varētu veikt darbu vēlreiz. Šī iemesla dēļ cilindri, kuriem jākustas divos virzienos, parasti izmanto divu iespraužamo (divdarbības) hidrauliskos cilindrus ar diviem pievadiem. Plūsmas virzienam vienlaikus jāmainās pretējā virzienā.

Divdarbības hidrauliskais cilindrs

Divdarbības hidrauliskajam cilindram ir viens pievads katrā cilindra korpusa galā, kas ļauj eļļai iekļūt un izplūst, tādējādi ļaujot virzulim kustēties abos virzienos (divdarbības režīmā). Lai atšķirtu divdarbības cilindra abus pievadus, vienu pievadu mēs apzīmējam ar "A", bet otru — ar "B".

Virziena Kontroles Vārtiņš

Vielas virziena regulēšanas vārsta iekšējie kustīgie elementi savieno vai bloķē vārsta korpusa iekšējās caurules, tādējādi kontrolējot eļļas plūsmas virzienu.

Vielas virziena regulēšanas vārsta konstrukcija

Tipisks vielas virziena regulēšanas vārsts vārsta korpusā ir četras iekšējās caurules un slīdošs vārsta vārpsts, kas var savienot vai bloķēt šīs caurules.

Kā darbojas vielas virziena regulēšanas vārsts

Kad vārpsts atrodas vienā galapozīcijā, spiediena caurule savienojas ar darba cauruli A, bet atgaitas caurule savienojas ar darba cauruli B. Kad vārpsts pārslēdzas uz otru galapozīciju, spiediena caurule savienojas ar darba cauruli A, bet atgaitas caurule savienojas ar darba cauruli B. Vārsta vārpsta virziena maiņa maina eļļas plūsmas virzienu hidrauliskajā cilindrā.

Kad cilindra tīkls pilnībā izvirzās un ievilkas, kā nepieciešams, darbs ir pabeigts. Kad slīdņa vārsts pārslēdzas uz citu galapozīciju, eļļa plūst uz citu cilindra pusi — un cilindra tīkls ievilkas.

7.4. attēls. Vienvirziena vadības vārsts divvirziena darbības cilindra shēmā. Slīdņa pārvietošana maina eļļas plūsmas virzienu, kas maina cilindra kustības virzienu.

Darbinieku ātruma regulēšana

Daudzās lietojumprogrammās darbinieka darba ātrumu jāregulē un dažreiz pat ļoti precīzi jāregulē. Kā iepriekš minēts, darbinieku (cilindru, hidraulisku motoru) ātrums tieši saistīts ar eļļas pievades ātrumu — darbinieka ātrumu nosaka ieejas plūsmas ātrums.

Tā kā sūkņa pārvietojums var būt fiksēts, ir iespējams izvēlēties sūkņa plūsmas ātrumu, pamatojoties uz nepieciešamo darbinieka ātrumu. Tas ir iespējams tikai sistēmās ar vienu darbinieku.

Parasti hidrauliskajā sistēmā darbinātāji ir vairāki. Ja sistēmai nepieciešams, lai katrs hidrauliskais cilindrs darbotos neatkarīgi, sūkņa plūsmas ātrumu jāizvēlas, pamatojoties uz lielāko hidraulisko cilindru, kuram nepieciešams visātrākais darbības ātrums. Tas nozīmē, ka mazāki darbinātāji pārvietosies ātrāk, kas var nebūt vēlamākais risinājums. Lai samazinātu plūsmu, kas iekļūst šajos vai citos darbinātājos, jāizmanto plūsmas regulēšanas vārsts.

Plūsmas regulēšanas vērtis

Izmantojot plūsmas regulēšanas vārstu, vienmēr ir iespējams samazināt plūsmu no sūkņa līdz darbinātājam.

Plūsmas regulēšanas vārsta konstrukcija

Tipisks plūsmas regulēšanas vārsts sastāv no vārsta korpusa un kustīgās daļas. Mūsu piemērā kustīgā daļa ir konusa veida galvenis regulēšanas adatiņa. Tā kā adatiņa patiesībā nekustas darbības laikā (tā ir iepriekš iestatīta noteiktā pozīcijā), pareizāk būtu plūsmas regulēšanas vārsta kustīgās daļas saukt par "regulējamām", nevis "kustīgām".

Kā darbojas plūsmas regulēšanas vārsts

Hidrauliskā sistēmā plūsmas regulēšanas vārsts vienmēr darbojas kopā ar spiediena regulēšanas (drošības) vārstu. Plūsmas regulēšanas vārsts ir pretestība. Tas liek hidrauliskajam sūknim radīt augstāku spiedienu. Šis spiediens var izraisīt to, ka daļa sūkņa plūsmas atver drošības vārstu, tādējādi samazinot plūsmu caur plūsmas regulēšanas vārstu un nodrošinot plūsmas piegādi darbinātājam.

7.5. attēls — Plūsmas regulēšanas ķēde. Adatas vārsts samazina plūsmu uz cilindru. Pārpalikusī sūkņa plūsma iet caur drošības vārstu uz rezervuāru. Adatas vārsta atvērums nosaka cilindra kustības ātrumu.

Vienkārša hidrauliskā sistēma

Visi iepriekš minētie komponenti var veidot vienkāršu hidraulisko sistēmu. Tā kā šajā sistēmā hidrauliskā enerģija ir regulējama, šī sistēma var veikt noderīgu darbu.

Hidrauliskās sistēmas ir plaši izmantotas daudzās jomās — no aerosaimniecības, lidaparātiem un militāro iekārtu līdz rūpnieciskajām, gājmašīnām un tērauda iekārtām. Darbības principi hidrauliskajās sistēmās visās šajās lietojumprogrammās ir tie paši, kas aprakstīti iepriekš. Vienīgā atšķirība starp dažādajām „tipa” hidrauliskajām sistēmām ir komponentos, ko izmanto.

Nākamajās nodaļās mēs detalizēti apspriedīsim dažādu veidu komponentus — tos izmanto rūpnieciskajās hidrauliskajās sistēmās. Lai izskaidrotu, kā izmantot šos komponentus, mēs arī izstrādāsim dažas pamata hidrauliskās shēmas.

Hidrauliskie grafiskie simboli

Iepriekšējās diskusijās par hidrauliskajiem komponentiem un pamatsistēmām viss tika paskaidrots grafiski — izmantojot šķērsgriezuma skatus, lai vizuāli attēlotu komponentu iekšējās darbības. Šī metode ir noderīga problēmu paskaidrošanai, taču ikdienas darba vajadzībām tā nav praktiska.

Kā arī citās tehniskās jomās, hidraulikā arī izmanto grafiskus simbolus, lai attēlotu komponentus un sistēmas. Iepriekš apspriestos dažādos hidraulikas komponentus un vienkāršās sistēmas visus var attēlot, izmantojot ANSI Y32.10 vai ISO 1219 standarta hidraulisko un pneimatisko grafiskos simbolus.

Papildus jau apspriestajiem komponentiem hidraulikas sistēmu veido arī elektrodzinēji, hidrauliskie filtrs utt. Hidraulikas sistēmas parasti darbina elektrodzinēji. Turklāt, lai nodrošinātu pieņemamu tīrības līmeni, hidraulikas sistēmās jāizmanto hidrauliskie filtrs, lai aizsargātu eļļu no piesārņojuma.

7.7. attēls Standarta hidrauliskie grafiskie simboli (ANSI Y32.10 / ISO 1219). Šos simbolus izmanto visos hidraulisko shēmu diagrammās vietā zīmējumiem ar šķēlumiem.

7.8. attēls Pilnīga vienkārša hidrauliskā ķēde, kas attēlota ar standarta grafiskajiem simboliem. Šādā veidā hidrauliskās ķēdes tiek zīmētas inženierijas praksē.