Хидраулични покретачи (такође називани хидраулични излазни уређаји) конвертују хидрауличку енергију назад у механичку енергију. Они су место где се све видљиво кретање и рад дешавају - прва ствар о којој сваки дизајнер мора да размишља. Хидраулични покретачи се деле у две основне категорије: линеарни (цилиндри) и ротациони (мотори).

Хидраулични цилиндр

Хидраулички цилиндр претвара хидрауличку енергију у линијски или линеарни механички покрет. Прикључен на покретни товар, ради.

Конструкција цилиндра

Као што је представљено у претходним поглављима, хидраулични цилиндр се углавном састоји од бурела, два затворена крајња капа, пистона, пистона и улазних и излазних капи. Сваки крај има један отвор један за улазак уља, други за излазак уља.

图6-1 标准双作用液压。 уље од леве стране улаза улази,使连杆伸长; кроз десну страну улаза улаза ће се вратити.

Сила излазних снага цилиндра

Током цилиндровског потеза, хидрауличка енергија делује на покретни клип. Притисак који се производи од те хидрауличке енергије неће прећи отпор који се производи оптерећењем. За цилиндр познатих димензија, треба да знамо који радни притисак производи одређену излазну снагу. Ово се може одредити (игноришући тријање) формулом:

Када се користи ова формула, или се област и притисак дају да би се пронашла излазна сила, или се област и излазна сила знају да би се пронашао притисак. У пракси обично знамо пречник цилиндра и треба да израчунамо површину пистона, али израчунавање површине круга је једноставно као и израчунавање површине квадрата.

Површина круга

Површина круга једнака је приближно 78,54% површине квадрата чија је страна једнака дијаметру круга. Точније:

Још једна често коришћена формула:

Слика 6-2 Површина круга = Д2 × 0,7854. Ова једноставна формула се стално користи у израчунама хидрауличких цилиндра.

Трак цилиндра

Растојање на коме хидрауличка енергија делује одређује колико се рада ради ова растојање је потез цилиндра. Као што је раније примећено, користи хидраулички притисак да би се појачала сила, а чини се да није коштао ништа. У неким специфичним ситуацијама када је систем статичан мала сила може произвести веома велику силу без очигледне жртве. Али ако ова појачана сила такође изазива покрет, нешто се жртвује: удаљеност.

Волумен бацила (промештај)

Сваки хидраулички цилиндр има запремину (промештај) једнаку његовом потезу (у), помноженом на површину клизма (у2), што даје запремину у in3 (см3).

(ин ^ 3) = (ин ^ 2) х (ин) или (см ^ 3) = (см ^ 2) х (см)

Пример: Горњи уписак мора се померати 2 инча (5.08 цм) да би се доњи цилиндрски уписак померао 1 инч (2.54 цм). Оба пистона раде исти посао. Горњи упис измешта 20 ин3 (327.8 cm3) течности а доњи цилиндрски упис измешта исто 20 ин3 (327.8 cm3) течности.

Брзина пистона

Брзина пистона хидрауличног цилиндра зависи од тога колико брзо течност попуњава комору иза пистона. Формуле за брзину стабла сукина:

Хидраулични мотор

Хидраулички мотор је покретач који претвара хидрауличку енергију у ротациону механичку енергију. Ова ротациона енергија се примењује на оптерећење преко вожње ваље.

Моторна конструкција

Сви хидраулични мотори се у суштини састоје од кућишта са улазничким и излазничким капима и ротирајућих монтажа повезаних са водом.

Како хидраулични мотор ради

Показани пример је хидраулички мотор типа лопате. Ротирајући монтаж се састоји од ротора и пелена који се могу слободно клизнути у и из роторских слотова. Ротационо зглобовање је монтирано ексцентрично унутар кућишта; водна вала се повезује са оптерећењем. Када у уходни комору уђе уље под притиском, хидрауличка енергија делује на изложену плочу лопате у уходној комори. Пошто је површина горње лопате изложена уљама под притиском већа, сила на ротор је неуравнотежена ротор се окреће.

Како уље достиже излазну комору са смањењем запремине, испушта се.

Слика 6-6 Покрет мотора ване. Уље под притиском делује на лицеве лопате. Пошто је површина горње лопате изложена притиску већа од површине доње лопате, нето сила окреће ротор.

Тоцк

Торк је сила ротације или окретања. Торк је сила која делује на удаљености од средине вала. Јединица крутног момента је lb.in. (или Nm).

Формула крутног момента

Торк нам говори о положају силе у односу на средину вола хидрауличког мотора. Формула крутног момента је:

(лб.ин.) = (лб) х (лб.) или (Нм) = (Н) х (м)

Пример са слика: сила од 50 фунти (222 Н) делује на колан који је повезан са моторском валтом. Растојање између центра вала и силе је 10 инча. (0,254 м). Резултатни вртећи момент на вали је 500 фунти (56,5 Нм). Ако исти 50 фунти (222 Н) делује дуж 15 инча. (0,38 м) ручни рамек, вртежни момент на вали је 750 ин.лбс (84.6 Нм). Што је сила удаљенија од центра вала, то је точнији тренутни момент. Имајте на уму да вртећи момент не подразумева никакво кретање.

Наметња повезана са водом мотора производи вртежни момент као што је горе описано. За хидраулички мотор, ово је отпор мора бити превазиђен хидрауличким притиском који делује на ротирајући збир мотора.

Формула крутног момента хидрауличког мотора

Брзина моторске ваље

Брзина вала хидрауличког мотора одређује се брзином убризгавања течности. Формула је:

Snagu

У претходним поглављима смо научили да је снага стопа обављања рада, односно, хп = фута фунти/време, или В = Ј/време.

Механичку снагу

Такође знамо да је коњска снага (hp) или ват (W) јединица снаге. Ако хидраулички цилиндр или хидраулички мотор покреће оптерећење са 550 фунти (2,442 Н) механичке снаге и помера га 1 футу (0,30 м) за 1 секунда, потрошио је 1 КС (746 Вт) снаге. Ако се исти рад (550 фута / 746 Ј) изврши за пола секунде, радна брзина се удвостручује и снага је 2 КС (1,490 Вт).

Хидрауличка снага

Механичка снага коју цилиндр или мотор преноси на оптерећење једнака је хидрауличкој снази потребној за цилиндр или мотор. За хидраулички систем који ради брзином од 550 фута фунти у секунди (746 Ј), његова хидрауличка снага је 1 КС (746 Вт). Међутим, у формули механичке снаге "фт (м) " и "фб (Н) " замењују се хидрауличким терминима "пси (бар) " и "гпм (Лпм) ". Преображајни фактор се користи у израчунавању хидрауличке снаге за изразујевање односа између gpm, psi, ft и lbs (или Lpm, bar, m, N).

Прерачуна снаге система и цилиндра

За израчунавање снаге хидрауличког цилиндра или целог хидрауличког система:

За израчунавање излазне снаге хидрауличког мотора:

Осилациони актуатори

До сада смо разговарали о хидрауличким моторима са ротационим излазом и хидрауличким цилиндрима са линеарним излазом. Сада ћемо разговарати о другој врсти покретача који производи ротацију у ограниченом углу. Овај тип се назива осцилациони цилиндр или осцилациони мотор. Његова структура је компактна, једноставна и ефикасна производи висок вртећи момент и захтева само мали простор за инсталацију, са једноставном инсталацијом.

Осилациони покретачи се користе за индексирање алата, за савијање, подизање или ротирање тешких предмета, превртање, позиционирање, обраду опреме, поморска управљања, рад клапанима итд.

Типови осцилационих покретача

Постоји много врста осцилационих цилиндра. Најједноставнији је линеарни хидраулички цилиндрички механизам осцилације у којем је крај цилиндричког цева монтиран пином, а пистонски штап повезан са вијачком која покреће ваљду да се окреће. Овај осцилирајући цилиндр може се управљати четворонасочним усмерним вентилом, са ограничавањем прекидача на сваком крају потеза.

Као и сви механички уређаји, овај линеарни цилиндрични осцилациони покретач има неке основне карактеристике, укључујући и то да се може саставити од стандардних готових делова, што дизајнерима даје велику флексибилност и одржава ниске трошкове са лако доступним резервним деловима.

Међутим, ова врста осцилационог покретача такође има нежељене карактеристике: стапца су незаштићена и директно контактују са окољом, посебно јер механизам кочнице обично није запечаћен, стварајући опасности за безбедност. Такође, вољ покретача обично носи велика бочна оптерећења, што узрокује рано оштећење, прекомерно зношење и везивање.

За овај специфичан тип осцилационог покретача, хидраулички цилиндр мора бити слободан да се креће, тако да мора користити флексибилне везе црева, а током цилиндреног потеза, излазни вртежни момент није константан.

Завршени осцилациони цилиндр

Прикључени осцилациони цилиндр је веома сличан линеарном цилиндросном осцилационом механизму горе. Прикључени цилиндр има заштитни поклоп који окружује стапљину и колан. Водна вала обично има додатну подршку лежаја како би се спречили озбиљни бочни оптерећења. Овај тип се може опремити соленоидним вентилима, ограничавањем прекидача или прекидачима за удар. Диапазон удара се обично може подесити између око 85° и 100°.

Осилациони цилиндр са вртањем пруге

Друга врста је осцилациони цилиндр са повратном пругом, који користи хидраулички цилиндр са повратном пругом како би вратио водни ваљ у првобитно положај. Осилациони цилиндри са пролећним повратком могу да извуку вртећи момент до 5000 фунти (565 Нм).

Осилациони цилиндр са раком и пинионом

Најчешћи осцилациони цилиндр је тип рака и пиниона. Овај тип може одржавати константан излазни вртежни момент у оба правца током пуне ротације. У овој конфигурацији, хидраулички притисак делује на клип, гурајући рак повезан са клипом, који покреће зуб за ротацију вала. Стандардни цилиндри са раком и пинионом имају потезе ротације од 90°, 180°, 360° или чак већи. Излазни вртовни тренутак цилиндра са раком и пинионом може достићи 52.000.000 фунти (5.876.000 Нм).

Мотор за осцилацију вана

Доступан је и мотор за осцилацију лопате. Овај тип може бити једно- или више-папа. Мотор са једном лонцом може да се окреће 280°; мотор са двоструком лонцом може да се окреће 200°. Двоструки излазни вртежни момент је двоструко већи од једноструког. Овај тип осцилационог мотора може постићи излазни вртећи момент до 500.000 фунти (Нм).

Схеликални осцилациони мотор

Постоји још једна врста осцилационог мотора који генерише вртежни момент помоћу механизма спиличног спина. Промене дужине и наклона спина омогућавају да се ток ротације варира у широком опсегу. Овај тип осцилационог мотора има једну спиралозног вала са унутрашњом споином пистона на вали ротација пистона је ограничена водичама. Када се пистонова рукава креће унутар цилиндра, она покреће ваљду да се окреће. Стандардни потези ротације су 90°, 180°, 270° и 360°, са излазним вртаћим тренуцима до 1.000.000 фунти (13.000 Нм).

Осилациони мотор са ланцем и прскалом

Осилациони мотори са ланцем и зубром користе пистоне, ланце и зубре да би покретали вал. Овај покретач обично има један велики клип (као уређај за покретање) за вучење ланца, и мали клип за спречавање цурења уља кроз пут повратног ланца. Излазни вртећи момент може достићи око 23.000 фунти (2.599 Нм), а ротација воднице може достићи пет пуних окретања или 1.800 °.

За избор најпогоднијег осцилационог цилиндра за одређену апликацију, укључени су одговарајући тренутни момент, брзина и метода рада. У другом поглављу ћемо описати стварну селекцију осцилационог мотора и даље разговарати о томе како одредити једно или двоструко деловање, да ли се користи позиционирање затворене петље, да ли је потребно гушење итд. Такође ће се испитати фреквенција рада или период циклуса.

Резюме брзине актуатора

Линеарна брзина хидрауличне цилиндричне пражње зависи од брзине на којој пумпа убриза течност у цилиндричну пистонску комору (gpm) (Л/мин). Брзина ротације вала хидрауличног мотора зависи од протокности gpm (L/min) убризгнуте у хидраулички мотор.

Резюме излазне снаге актуатора

Излазна сила цилиндра изражена је у псима (бара) излазна сила на волу мотора одређена је притиском који делује на изложену површину ротирајуће згрупе мотора. Моћ коју производи покретач је функција брзине покретача помножене на излазну снагу покретача.

За цилиндре, излазна сила је изражена у пси, а брзина стабла гума у гпм. Константа 0.000583 описује однос између пси, гпм и снаге. За моторе, излазна сила се изразује у крутном моменту, а брзина рада мотора у рпм. Константа 63,025 описује однос између рпм, крутног момента и снаге.