Гидравлика в машине: что это и зачем она нужна
В большинстве случаев о гидравлике и ее узлах говорят в контексте спецтехники и промышленного оборудования. Это обусловлено тем, что гидравлические системы нацелены на выполнение большого объема трудоемких робот, часто в суровых условиях. Такие разговоры вполне обоснованы, поскольку многие большегрузные автомобили и тяжелая техника выпускаются с конвейера со встроенной гидравликой. В условиях высокой конкуренции производители вынуждены оснащать машины гидросистемами, даже если наличие такого оборудования не предполагалось изначально.
Зачем нужна гидравлика в машине
Гидросистема объединяет в себе ряд устройств, предназначенных для передачи энергии между механизмами техники с помощью рабочей жидкости, которая перемещается под давлением. Данное оборудование широко применяется в современной спецтехнике и транспортных средствах:
Рассмотрим применение гидравлики на примере тягача. Гидравлическое оборудование используется в крупнотоннажных автомобилях для более легкой погрузки и разгрузки товара, а также удобного присоединения прицепов и навесных устройств. Кроме того, гидравлика в грузовиках позволяет брать на буксир другие автомобили при помощи специальных приспособлений.
Если заводским проектом не предусмотрено наличие гидравлики, оборудование можно установить после выхода машины или техники с конвейера. Эта процедура называется гидрофикацией, и ее выполняют многие предприятия, занимающиеся ремонтом и обслуживанием гидросистем.
Устройство и принцип работы гидросистем
В гидравлических системах используется много видов оборудования и каждое из них имеет свой принцип работы:
Чем выше нагрузки на технику, тем сложнее устроена гидравлическая система. Например, гидроцилиндры оснащаются двумя поршнями, один из которых поднимается при давлении поступаемой рабочей жидкости. Если площадь поверхности второго элемента больше первого в три раза, сила первого поршня при подъеме оборудования соответственно увеличивается втрое.
Усилие к элементу гидросистемы меньше реального результата. Это указывает на то, что для перемещения первого элемента вторым понадобится три блока. Данное свойство лишний раз подтверждает большую значимость гидравлики в тяжелой технике.
Плюсы новой гидравлики
При выходе из строя или отсутствии гидравлики в стандартной комплектации, некоторые владельцы спецтехники покупают подержанное гидрооборудование. Это более выгодное решение с точки зрения экономии средств, но не эксплуатации спецтехники. Преимуществами новых гидравлических устройств являются:
Для покупки нового и оригинального товара обращайтесь за помощью в компанию «СДМ-гидравлика». Мы напрямую работаем с официальными поставщиками, поэтому закажем гидрооборудование по самой выгодной цене. После истечения гарантийного срока выполним техобслуживание, а в случае неисправности оперативно проведем ремонт гидросистемы с проверкой качества работ на гидравлическом стенде.
Гидропривод
Гидравлический привод [вверх]
Гидравлический привод — устройство, предназначенное для приведения в движение машин и механизмов с помощью гидравлической энергии.
Составной частью гидропривода является гидравлический механизм, который работает под давлением, и имеет один или несколько объемных гидродвигателей.
К устройствам гидропривода относятся
Функции гидропривода [вверх]
В состав гидропривода входит ряд основных устройств, которые выполняют следующие функции: насос, как поставщик гидравлической энергии; гидравлический двигатель, как потребитель гидравлической энергии, и преобразователь ее в механическую энергию; гидрораспределители, дроссели, которые регулируют поток рабочей жидкости, управляя движением выходного звена гидродвигателя; для перемещения рабочей жидкости внутри гидросистемы, а также подачи ее к соответствующим устройствам, используются гидролинии; отделение из гидравлической жидкости загрязнений, образующихся во время эксплуатации системы, осуществляется с помощью фильтра; для регулирования температуры жидкости применяются различные устройства, выполняющие как нагрев, так и ее охлаждение.
Основной задачей гидропривода, как и механической передачи, остается преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с нагрузкой (регулирование, защита от перегрузок и др.). Другая функция — это передача мощности от приводного двигателя к рабочим механизмам машины (например, в одноковшовом экскаваторе — передача мощности от двигателя внутреннего сгорания к ковшу или к гидродвигателям привода стрелы, и т. д.).
Что же собой представляет система гидроуправления?
Это система, обеспечивающая управление гидропередачей и состоящая из функциональных золотниково-клапанных устройств, колонок управления и насосно-аккумуляторной части.
Благодаря системе гидроуправления мы обеспечиваем:
Типы гидроприводов [вверх]
Гидравлические приводы типизируются как объемные и гидродинамические.
Объемные гидроприводы характеризуются большим давлением (до 300 МПа и выше) и небольшими скоростями движения жидкости. Они работают за счет потенциальной энергии давления жидкости. Также к гидромашинам объемного типа относятся насосы и гидравлические двигатели этих приводов, функционирование которых связано с поочередным наполнением рабочей полости гидравлической жидкостью и выталкиванием ее из полости. Представителями объемных гидромашин являются аксиально-поршневые и пластинчатые гидравлические насосы и двигатели. Как правило, гидродинамические приводы работают за счет кинетической энергии потока рабочей жидкости. Их главное отличие — высокая скорость перемещения жидкости и небольшое давление системе (обычно в интервале 1. 2 МПа). В связи с тем, что габаритные размеры и масса гидродинамических приводов намного больше, чем у объемных приводов, последние стали более распространены.
Классификация объемных гидроприводов
Существуют следующие разновидности объемных гидроприводов: с вращательным, поступательным и поворотным движением (в зависимости от вида перемещения выходного звена); регулируемый (дроссельный, объемный, объемно-дроссельный), нерегулируемый и саморегулируемый (по возможности регулирования скорости выходного звена); программный, следящий, стабилизированный (в соответствии с решаемыми задачами регулирования); с замкнутой и разомкнутой системой циркуляции (по виду циркуляции рабочей жидкости); насосный, аккумуляторный, магистральный (по способу подачи рабочей жидкости); с электроприводом, приводом от двигателя внутреннего сгорания, турбины (в соответствии с типом двигателя, используемого в приводе).
Область применения гидроприводов [вверх]
Гидроприводы объемного типа широкое применяются:
Преимущества гидроприводов [вверх]
В качестве приводов для станков нашли широкое применение регулируемые объемные гидроприводы, а также для литейного и прессового оборудования, прокатных станков, строительных, дорожных, подъемных, транспортных и сельскохозяйственных машин. Такой широкий спектр их применения объясняется явно выраженными преимуществами гидропривода по сравнению с электрическими или механическими.
Среди основных достоинств можно выделить следующие элементы:
1. У данного привода высокая удельная мощность. То есть, транслируемая мощность, которая приходится на одну единицу суммарного веса всех элементов. Этот показатель в 3-5 раза выше, чем у электрического аналога. При чем это преимущество повышается с ростом подаваемой мощности.
2. Очень просто, к тому же, в обширном диапазоне, обеспечивается вариант бесступенчатого выбора скорости, выходящего звена самого гидропривода.
3. Высокая скорость быстродействия гидропривода. В несколько раз быстрее будет выполняться активизация операции по спуску, реверсу или остановке. Все это благодаря тому, что у гидропривода малый момент инерции у исполнительного органа двигателя.
4. Величина коэффициента усиления гидроусилителя по мощности довольно значительная и достигает отметки в 10^5.
5. Простота реализации технологических действий при определенно-заданном режиме, а также вариант элементарного, но надежного предохранения приводящего мотора и остальных элементов гидропривода от вероятных перегрузок.
6. Весьма эффективно и просто преобразуется вращательные движения в возвратно – поступательные.
7. Компоновка агрегатов гидропривода полностью свободная и не имеет каких-либо ограничений.
8. Очень удобно то, что к гидроприводу можно подключать любое дополнительное гидравлическое оборудование. Например, дисковые пилы, захваты, отбойные молотки, разнообразные ковши.
9. Слабое воздействие гидропривода на руки рабочего, не способствует быстрой его утомляемости.
Недостатки гидроприводов [вверх]
Однако есть у гидропривода и свои недостатки. Отметим их:
1. Гидропривод имеет относительно низкий уровень КПД, а также при передаче энергии на дальние расстояния происходит значительная ее трата.
2.Рабочие характеристики гидропривода зависят от действующих эксплуатационных условий, таких как давление, температура.
3. Чувствительны к загрязненной рабочей жидкости. Необходимо проводить регулярное обслуживание данного агрегата. Если рабочая жидкость загрязненная и какими-либо абразивными элементами, то это может привести к быстрому износу определенных частей прецизионных пар в агрегатах гидравлического типа и возможному их выходу из строя.
4. По мере его выработки или части его элементов заложенного эксплуатационного периода работы, происходит понижение уровня КПД, а также снижение характеристик данного аппарата. Сначала изнашиваются прецизионные пары, что приводит к увеличению размеров зазоров, а также к возрастанию утечек рабочей жидкости. То есть – понижению уровня объемного КПД агрегата.
Таким образом, приводы гидравлического типа обладают, как явными преимуществами перед иными типами приводов, так и имеют свои недостатки.
Поэтому проектируя и изготавливая данные приводы необходимо четко изучить поставленные задачи определенного характера. К таким задачам конструктора при проектировании гидропривода добавляется оптимизация схемы работы, обеспечивающая выполнение данным агрегатом необходимый функциональных требований, и определенный выбор элементов привода. Основные неисправности гидросистем и способы их устранения
Достаточно ли Вы знаете о гидравлике для автомобиля?
Гидравлическое оборудование нашло широкое применение во многих производственных отраслях. Этому поспособствовала его высокая эффективность и функциональность, простота в эксплуатации, нетребовательность в обслуживании. Оно позволяет увеличивать объемы выпускаемой продукции, повысить ее качество, безопасность рабочих мест, автоматизировать работу и все это при сохранении потребления энергетических ресурсов. Наибольшее распространение гидравлические системы получили в сельском хозяйстве, машиностроении, строительных компаниях, металлургии, дорожных работах, коммунальной отрасли, лесозаготовительном хозяйстве и пр. Им комплектуются вакуумные машины, асфальтоукладчики, автобетоносмесители, снегоочистительные авто, мусоровозы, тягачи, пожарные автомобили, автоцистерны, автовышки, автогрейдеры, эвакуаторы и автовозы, крупнотоннажные фургоны и пр.
С их помощью также можно расширить функциональные возможности специализированной техники. Машины, используемые в дорожно-строительных, ремонтных, складских работах, сельском и коммунальном хозяйстве, имеют узкую специализацию. Для выполнения полного спектра задач требуется покупать разные виды машин. Но это большие материальные траты, дорогостоящее обслуживание, сложности с хранением. Избежать таких проблем помогает гидрофикация спецтранспорта. Благодаря дополнительному навесному оборудованию, экскаватор сможет выполнять работы различного назначения, начиная от общестроительных и дорожных и вплоть до переработки мусора, сноса старых строений. И это относится к разным видам спецтехники. Гидравлическое навесное оборудование устанавливается на тягачи, мини-погрузчики, трактора и пр.
Как работает эта система? Какие ключевые узлы обеспечивают ее функционирование? В чем основные преимущества и есть ли недостатки у гидрооборудования?
Конструктивно гидравлическая система состоит из таких ключевых узлов:
коробки отбора мощности (КОМ);
В комплект поставки также входят соединительные шланги, фитинги, переходники.
Если говорить научными терминами, то задача гидравлической системы состоит в преобразовании механической энергии двигателя авто в гидравлическую. А происходит все это следующим образом.
Гидравлическая система приводится в действие двигателем автомобиля. Его крутящий момент изначально передается на коробку переключения передач, а далее – на КОМ, которая и приводит в действие гидронасос. Он работает преимущественно на масле и создает необходимое давление в системе. Сжатая рабочая жидкость по трубопроводам поступает в гидравлические механизмы, приводя их действие. Управление системой осуществляется или кнопками, или джойстиком, установленным в кабине водителя. После совершенного действия масло снова возвращается в бак и цикл повторяется заново.
Если хотите, чтобы ваша гидросистема работала стабильно, без сбоев и проблем, особое внимание обратите на насос, который по праву можно назвать «сердцем» узла.
Гидравлический насос – ключевой узел, обеспечивающий движение жидкости и работу всей системы в целом. От качества его работы зависит стабильность и надежность функционирования узла. Поэтому в процессе работы гидравлического оборудования специалисты оценивают такой критерий, как эффективность насоса. По этому показателю определяется то, насколько хорошо агрегат справляется со своими обязанностями.
Под данным параметром понимают отношение реальной подачи насоса к теоретической. Выражается данный параметр в процентах. При работе оборудования действительные показатели всегда будут ниже теоретических. Это связано с внутренним перетеканием масла сквозь рабочие элементы. В их конструкции предусмотрены дополнительные отверстия для смазки, через которые жидкость и просачивается.
Но здесь надо знать допустимые параметры. В норме, эффективность подачи шестеренчатого насоса составляет в среднем 75-85%, поршневого – выше, 85-95%. Эти коэффициенты обязательно следует учитывать при выборе гидравлического насоса. Только так вы сможете приобрести оборудование, которое обеспечит стабильную и эффективную работу узла. Так, если для вашего навесного оборудования необходим насос мощностью 100 л.с., то с учетом коэффициента эффективности 90%, требуемый показатель будет уже 110 л.с. Такой запас гарантирует стабильность работы гидрооборудования.
Если показатели вашего насоса окажутся ниже 75-95%, говорится, что эффективность насоса снизилась. Это может быть связано с повышенным износом механизма. Особенно актуально для агрегатов, изготовленных с минимальным допуском.
Определяется как эффективность крутящего момента. Это соотношение выходящего крутящего момента к входящему. В процессе работы оборудования он снижается. И связано это с трением подвижных элементов. На них крутящий момент и теряется. В среднем такая эффективность составляет около 90%.
Так как задача гидронасоса состоит в преобразовании механической мощности в гидравлическую, то и его полная эффективность будет рассчитываться как отношение этих параметров. Разделите входящую мощность на выходящую, и получите коэффициент. Чем ближе он окажется к 1, тем более эффективным является ваш насос.
В то же время полная эффективность складывается из эффективности подачи и эффективности крутящего момента. Выходящие показатели всегда будут ниже входящих, что связано с потерями в наносе ввиду внутреннего перетекания и трения вращающихся элементов.
В цифрах эти выглядит так: полная эффективность насоса мощностью 100 л.с. с эффективностью подачи 85% и эффективностью крутящего момента 90% составит 76,5% или 76,5 л.с.
Снижение эффективности гидронасоса негативным образом сказывается на результативности работ исполнительного механизма.
Наиболее часто проблемы с этим агрегатом случаются ввиду чрезмерной загрязненности масла. Рабочая жидкость быстро накапливает разные загрязнения, разнося их по всему контуру. Это и твердые частички грязи, и песчинки, и мельчайшие металлические элементы. Все это абразивные вещества, которые приводят к чрезмерному износу внутренних деталей, увеличивая перетекания, снижая механическую, а вслед за ней и полную эффективность насоса.
Еще одна причина проблем в работе оборудования – кавитация. Это когда масло не полностью заполняет предназначенное для него пространство. В результате в нем появляются пузырьки воздуха. Они образуются в области низкого давления и вместе с рабочей средой сжимаются, переходя в зону высокого давления, где и начинают разрываться, сопровождаясь сильной вибрацией насоса и повышенной шумностью его работы. Долго работать в режиме кавитации оборудование не сможет. Взрывы пузырьков воздуха будут повреждать мелкие металлические элементы, унося их частички вместе с рабочим потоком. А это уже грозит оборудованию серьезными механическими повреждениями.
Гидравлические системы нашли широкое применение практически по всех промышленных отраслях. Они применяются в прессах, литьевых машинах, станках, больших манипуляторах, формовочных машинах, используемых при производстве пластмасс, роботах. Гидравлика задействована в горно- и нефтедобывающей промышленности, обеспечивает работу раздвижных мостов и шлюзовых ворот, спасательного оборудования.
Не менее широко она применяется и в узкоспециализированных отраслях, в частности в оборудовании технологического контроля, пилотажных и других видах тренажеров, ветровых турбинах электростанций, разнообразных испытательных центрах. Невозможно без гидравлического оборудования представить функционирования суден воздушного и морского флота. Но все же наиболее широкое применение он и нашли именно в спецтехнике: погрузчики, экскаваторы, подъемные краны, автовышки, трактора и другие виды транспорта, в которых необходимо получить максимальное усилие при минимальном приложенной мощности.
Такому широкому распространению гидравлических систем поспособствовали следующие весомые преимущества:
Жидкость способна хорошо передавать энергию, а использование гибких соединительных шлангов вместо механических элементов повышает надежность системы.
Минимально приложенное усилие трансформируется в высокую мощность.
Высокая плавность работы. Даже тяжелые грузы можно перемещать с точной регулировкой, плавно и тихо, без вибраций.
Простота конструктивного решения. Гидравлическая система – это всего несколько подвижных деталей и минимальное число соединений, самостоятельная смазка.
Компактность. Размеры блоков гидрооборудования достаточно небольшие. Они не занимают много места и не требуют сложного монтажа.
Высокая экономичность работы оборудования. Ни одна другая система не способна дать подобные результаты.
Безопасность. Оборудование комплектуется предохранительным клапаном, защищающим весь узел от перегрузки.
Но наряду с высоким количеством преимуществ есть и аспекты, о которых следует знать заблаговременно, до покупки гидравлического оборудования. Речь идет прежде всего о необходимости прохождения регулярного технического обслуживания. Только оно способно защитить узел от повышенного износа, загрязнения рабочего тела, появления ржавчины. Обязательное условие – регулярная замена масла.
Что такое гидравлика в машине? Или что такое гидравлика простыми словами?
Зачастую, о гидравлике и ее механизмах слышат, когда речь идет о сложной специализированной и/или тяжелой технике, используемых в различных промышленных сферах деятельности. Гидравлические системы помогают быстро и без затрат дополнительных усилий справиться с трудоемкой работой. Действительно, на сегодняшний день большинство различных производственных машин и большегрузных автомобилей уже с завода-производителя выпускаются полностью укомплектованными гидравликой. И с каждым днем все большее количество предпринимателей оснащают гидросистемами уже имеющуюся технику, наличие гидравлики в которой не предполагалось при ее производстве.
Гидравлика и ее востребованность
Гидравлической системой называют комплекс устройств, способствующих передаче энергии от одних механизмов техники к другим посредством гидравлической рабочей жидкости, находящейся в системе под давлением. Гидросистемы имеются в составе автомобильных транспортных средств, водного, подводного и авиатранспорта. На сегодняшний день уже нельзя представить без участия гидравлической силы работу на крупных строительных объектах, прокладку дорожных полос и сложных транспортных развязок, аграрную деятельность, нефтегазовую промышленность и карьерные работы, жилищно-коммунальную работу в урбанизированных населенных пунктах, а также прочую деятельность, требующую регулярных и активных грузоперевозок. Место гидравлике отведено даже в среде медицинского оборудования.
На примере тягача, в его устройстве гидравлика может использоваться не только в качестве облегченного осуществления процесса погрузки и разгрузки, но и для возможности подсоединять различные прицепные транспортные средства и целые их составы, а также рабочего навесного оборудования. Помимо этого, тяговая машина, оборудованная гидравлической системой со специальными приспособлениями, способна буксировать другие машины, в том числе расположенные в труднодоступном месте – подъемная стрела, подобная оснащению крана-подъемника, позволит справиться с такой нелегкой задачей.
Некоторые разновидности специализированных машин и техники нельзя представить без гидравлики. Это:
При необходимости на автомобиль, в устройстве которого по заводскому проекту не предусмотрено наличие гидравлической системы, можно произвести монтаж гидравлической установки, в соответствии со всеми рабочими параметрами. Данный процесс называют гидрофикацией.
Устройство и принцип действия гидравлики
Поскольку сферы использования гидравлики и цели довольно многообразны, то и сами гидравлические системы имеют массу вариантов исполнения. Тем не менее, основные элементы есть в каждой.
Также в любой гидравлической системе имеются различные крепежные элементы, переходники и прочие элементарные составляющие.
По сути, из описания каждой из составляющих частей гидравлической системы уже можно сложить представление о том, в чем же суть действия гидравлики. Осуществляется отбор некой величины энергии от главного двигателя, которая посредством рабочей жидкости поступает к гидроцилиндрам, где преобразуется в механическую энергию рабочего звена.
Чем выше степень воздействия техники на груз, тем сложнее ее гидросистема. Так, в цилиндрах находится два поршневых элемента, и при воздействии (нажатии) поступаемой гидравлической жидкостью на один из них второй поднимается. Если площадь поверхности второго поршня в 3 раза больше размера первого, то при его подъеме сила первого элемента увеличивается втрое. Само же усилие, прилагаемое к одному гидравлическому элементу, гораздо меньше получаемого результата. Это говорит о том, что работа должна производиться с тремя блоками для осуществления перемещения первого поршня вторым. Данное утверждение объясняет то, почему гидравлика так востребована сегодня. Такой тип воздействия на грузы является наиболее эффективным, а также сравнительно недорогим в использовании.
Преимущества установки новой гидравлики
Так как плюсы техники с гидравлической установкой уже нам известны, стоит упомянуть о важности монтажа новой гидравлики, а не поддержанной.
Сегодня существует замечательная возможность установить гидросистему на имеющуюся специализированную машину, без необходимости приобретения новой технической единицы с заводской гидравликой. Данная процедура позволит сэкономить финансовые затраты, а также уберет необходимость выделения дополнительного пространства для размещения техники и позволит сократить затраты на техобслуживание. Однако, все эти выгоды будут иметь место лишь в том случае, если гидравлическое оборудование новое.
С новым оборудованием владелец гидрофицированной техники имеет такие привилегии:
Также крупные дилерские компании, как «Hydrolider», не только реализуют качественный и сертифицированный товар, но и могут предоставлять хорошие скидки. Обращаясь по всем вопросам касательно гидравлики к специалистам, вы можете быть уверены в завтрашнем дне!