Hydraulsystem är system som använder tryckförändringar för att kontrollera hur vätskor rör sig i drivande maskiner som verktyg eller rörliga mekaniska komponenter som växlar. Det finns många olika sätt att klassificera hydraulsystem genom olika sätt att använda vätskekraft under högt tryck för att lyfta eller stödja en last.
Varje hydraulsystem, oavsett dess design eller syfte, tar vätska från en behållare genom en pump till en väljarkontrollventil. Detta omvandlar den mekaniska energin till hydraulisk energi.
TL;DR (För lång; läste inte )
Hydraulsystem kan klassificeras efter deras syfte och funktion i klasser av industriell hydraulik, mobil hydraulik och flygplanshydraulik samt i system med fast deplacement och system med variabelt deplacement. Typerna av pumpar är interna kugghjulspumpar, externa kugghjulspumpar och skruvpumpar (som är pumpar med fast deplacement) och hydrauliska pumpar med böjda axlar, axialkolvpumpar, radialkolvpumpar och roterande skovelpumpar (som är pumpar med variabelt deplacement.
Olika typer av hydraulsystem
De allmänna hydraulsystemkomponenterna involverar vätska som strömmar från ventilen till ett manöverdon i ett hydraulsystem. I den övre änden av manövercylindern finns en kolv. Högt tryck driver ner kolven och tvingar ut vätska ur kolvens nedre del. sidan innan den återförs genom väljarventilen tillbaka till behållaren, där cykeln fortsätter efter behov.
Fast deplacement
typer av hydrauliska system är system där mängden deplacement som pumpen producerar kan inte ändras. Istället kan du ändra drivhastigheten som pumpen använder. Kugghjulspumpar är bland de enklaste och vanligaste pumparna som används idag, och de faller under denna kategori. Skruvpumpar faller också under denna kategori.
Hydraulsystem kan också kategoriseras som
öppen slinga eller sluten slinga. När hydraulvätskor strömmar kontinuerligt mellan pumpen och motorn utan att komma in i en behållare, kan du kalla systemet ”stängt”. I andra fall, när vätskan från cylindern först kommer in i en behållare och sedan pumpens inlopp, är systemet ”öppet”. Hydraulsystem med öppen slinga kan vanligtvis prestera bättre genom att producera mindre värme, och hydrauliska system med slutna slinga har mer exakta svar från komponenterna med pumpens behållare.
Interna växelpumpar
Interna kugghjulspumpar eller Gerotorpumpar
använder en växel internt i pumpen och en extern växel som kan passa ett brett användningsområde. De används vanligtvis med tunna vätskor som lösningsmedel och eldningsolja, men de kan också pumpa tjocka vätskor som asfalt. De kan hantera ett brett spektrum av vätsketjocklekar och ett brett spektrum av temperaturer.
Dessa pumpar har bara två rörliga delar (rotorn är den stora yttre växeln och tomgången den mindre) och kan arbeta både framåt och bakåt. Detta gör dem prisvärda och lätta att underhålla. Trots fördelarna arbetar dessa pumpar i allmänhet endast vid måttliga hastigheter med tryckbegränsningar.
- Versionerna med invändig växel och extern växel är exempel på dessa. Interna kugghjulspumpar fungerar med följande steg:
- Suget porten mellan rotorns tänder och mellanhjulet låter vätska strömma in i den. Kugghjulen vrids och vätskan rinner igenom.
Pumpens halvmåneform delar vätskan och tätar området mellan sug- och utloppsportarna.
- När pumpens huvud är nästan helt fyllt med vatten skapar de sammangripande kugghjulen på mellanhjulet och rotorn låsta fickor för vätskan för att hålla dess volym under kontroll.
- Rotorn och tomgångständerna griper ihop för att skapa en tätning mellan utlopps- och sugportarna för att tvinga ut vätska i utloppssteget.
Invändiga kugghjulspumpar används i en mängd olika ändamål för smörjolja och eldningsoljor. De används för att producera hartser, polymerer, alkoholer, lösningsmedel, asfalt, tjära och polyuretanskum.
Externa kugghjulspumpar
Externa kugghjulspumpar, å andra sidan, använder två externa växlar och används vanligtvis för smörjning i verktygsmaskiner, i vätskekraftöverföringsenheter och som oljepumpar i motorer. De kan använda antingen en uppsättning växlar eller två, och kan hittas i cylindriska, spiralformade och fiskbensväxlar. De spiralformade och fiskbensarrangemangen möjliggör mjukare vätskeflöde än cylindriska kugghjul.
Externa kugghjulspumpar kan köras med höga tryck eftersom de har snäva toleranser och axelstöd på båda sidor om kugghjulen. Detta arrangemang av den externa växeln låter pumpen skapa sug vid inloppet för att skydda vätska från att läcka tillbaka från sidan som släpper ut vätska. Dessa egenskaper gör också externa kugghjulspumpar till ett utmärkt val för exakt överföring av vätskor och för att skapa polymerer, bränslen och kemiska tillsatser.
Externa kugghjulspumpar fungerar med följande steg:
- Pumpens volym expanderar in i pumpen när de två kugghjulen eller två par växlar kommer fram från ena sidan av pumpen.
- Vätska rinner igenom in i pumpens behållare. Kugghjulens tänder fångar upp vätskan medan kugghjulen roterar mot pumpens hölje.
- Vätskan rör sig från inloppet till utgången som en del av utloppssteget.
- Kugghjulens tänder låser sig med varandra för att minska volymen och driva ut vätskan inifrån.
Externa kugghjulspumpar kan arbeta med höga hastigheter, höga tryck och använda många olika material samtidigt som de arbetar tyst jämfört med andra pumpkonstruktioner. De är användbara för att pumpa bränslevatten, alkohol, lösningsmedel, oljor, smörjoljor, kemiska tillsatser och syror. Ingenjörer använder dem också för industriella och mobila hydrauliska applikationer.
Skruvpumpar
Skruvpumpar är en annan typ av pump med fast deplacement. De använder två spiralformade skruvar som skapar axlar som låser ihop med varandra inuti en behållare, med en axel som driver pumpen. När vätska passerar genom pumpen i en enda riktning, förskjuts utgången.
De två primära skruvpumpsdesignerna är två-/dubbelskruvpumpen (eller dubbelskruvspump) som använder två sammankopplade skruvar enligt beskrivningen och de tre skruvarna pump (eller trippelskruvpump) som använder en enda skruv som låser ihop med två andra skruvar för att flytta vätska. I båda dessa konstruktioner driver tryckskillnaden genom skruvens rörelse vattnet att röra sig.
I enkelskruvspumpar kommer skruvarna i kontakt med varandra, vilket ofta begränsar pumpen till att endast hantera rena vätskor. Dessa pumpar producerar inte mycket buller eftersom kontakten mellan kugghjulen är kontinuerlig, och de är mycket pålitliga när det gäller att överföra bränsle, flytta hissar mellan våningar och andra applikationer inom industrin. Med vätskor med högre viskositet kan skruvpumpar vara mindre effektiva.
Ingenjörer använder enskruvspumpar, även kända som arkimediska skruvpumpar, för att flytta vatten i system för avlopp, dagvatten, dränering och industriavloppsvatten.
Hydraulpumpar med böjd axel
Hydraulpumpar med böjda axlar kan vara antingen en fast deplacementtyp eller en variationstyp. Pumpens kropp innehåller en roterande cylinderkammare med kolvar som verkar utanför den. Dessa kolvar tillför kraft till en platta på axeländen så att, när axeln roterar, även kolvarna rör sig. Denna kraft styr vätskans rörelse genom pumpen.
Du kan ändra kolvens slaglängd genom att variera pumpens slagvinkel vilket gör dessa typer av pumpar mycket tillförlitliga och effektiva för användning, särskilt i mobila maskiner.
Axiella kolvpumpar
I axialkolvpumpar är axeln och kolvarna anordnade i en radiell formation runt området för en cirkel. Detta gör designen tät, effektiv och kostnadseffektiv. Genom att använda olika tryck-, flödes- och styrfunktioner för kraft kan pumpen bli lämpad för olika ändamål inom industrin.
En excentrisk ring, en som flödar från många källor till en enda kanal, omger arrangemanget av kolvar så att, när axeln roterar, ändras avståndet mellan den excentriska ringen och axelns centrum så att kolvarna rör sig genom en cykel som skapar och avleder tryck. Detta driver vätska genom pumpen.
Du kan använda justerskruvar eller en kolv för att ändra mängden förskjutning som uppstår. Detta gör dessa typer av pumpar till starka, pålitliga naturliga kandidater för högtrycksanvändning. De producerar en låg mängd ljud, men kanske inte fungerar bra vid höga tryck.
Radiella kolvpumpar
Vid radiell drift kolvpumpar styr du en roterande axel ungefär på samma sätt som en axialkolvpump fungerar. Men för radiella kolvpumpar roterar axeln så att kolvarna sträcker sig radiellt runt axeln i olika riktningar som om de var kantade på omkretsen av en cirkel. Avståndet mellan den excentriska ringen och axelns centrum orsakar också de tryckskillnader som låter vätskan flöda.
Dessa typer av pumpar har en hög effektivitet , kan arbeta vid höga tryck, har en låg ljudnivå och kan i allmänhet vara mycket pålitlig. De har större dimensioner än axialkolvpumpar, men storleken kan ändras för lämpliga ändamål. De är perfekta kandidater för verktygsmaskiner, högtrycksenheter och fordonsverktyg.
Roterande skovelpumpar
Dessa typer av pumpar använder en roterande deplacementpump som har en behållare, en excentrisk rotor, blad som rör sig radiellt under krafter och ett utlopp för att skingra vätskan. Inloppsventilen förblir öppen medan vätska kommer in i arbetskammaren som statorn, rotorn och skovlarna begränsar. Excentriciteten mellan rotorn och bladen skapar uppdelningar av arbetskammaren som låter olika mängder volymer komma in.
När rotorn vrids strömmar gas in i den förstorande sugkammaren tills den andra vingen tätar den. Pumpen komprimerar sedan gasen inuti, och när utloppsventilen öppnar mot atmosfärstrycket stannar den. När utloppsventilen öppnar kommer olja in i sugkammaren för att smörja och täta vingarna mot statorn.
Vridvingepumpar genererar lite buller och kan vara tillförlitliga. De fungerar dock inte bra med högt tryck. De är vanliga i verktygsmaskiner såväl som applikationer i fordon för servostyrning och som kolsyrare för läskmaskiner.
Typer av hydrauliska system i flygplan
Det finns många olika typer av hydraulsystem i luft hantverk som utför olika funktioner. De är vana att utöva tryck när man aktiverar bromsar på hjulen och kan till och med driva system för noshjulsstyrning, indragning av landningsställ, tryckomkastare och vindrutetorkare. Dessa system tar ibland hänsyn till flera tryckkällor för många pumpar som arbetar tillsammans.
Ingenjörer konstruerar dessa hydrauliska system så att de förhindrar att de överhettas genom att bestämma den maximala temperaturen vid vilken de kan arbeta. De är utformade så att systemet inte tappar nödvändigt tryck genom förlust av vätska eller fel på olika pumpar. De tar också hänsyn till föroreningen av hydraulvätskan från externa kemiska källor.
För flygplan består hydraulsystem av en tryckgenerator (eller hydraulpump), en hydraulmotor som driver komponenten och ett systemrör som leder vätskan genom flygplanet. Dessa pumpar kan ha en rad kraftkällor inklusive manuella pumpar, motorer, elektriska strömmar, tryckluft och andra hydraulsystem.
