Hydraulické mechanismy Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

Transkript

1 Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje Modul 03-TP ing.jan Šritr ing.jan Šritr 2 1

2 ing.jan Šritr 3 Úkolem generátorů (čerpadel) v hydraulických mechanismech je udílet kapalině tlakovou energii a také část energie kinetické, potřebné pro překonávání průtočných odporů při průtoku kapaliny obvodem. Požadavky kladené na generátor Co nejrovnoměrnější průtok kapaliny Co nejmenší ztráty netěsností Co nejnižší hydraulické odpory Co nejmenší ztráty třením součástí Klidný a tichý chod Dostupnost a cenová přijatelnost Tyto požadavky vedou k použití rychloběžných čerpadel, která jsou malá a levná ing.jan Šritr 4 2

3 Generátory rozdělujeme podle toho, kterými částmi nasávají a vytlačují kapalinu, tj. vytvářejí geometrický objem Téměř všechny mohou s konstantním nebo proměnlivým průtokem Pro volbu typu generátoru je rozhodující průtok a provozní tlak Zubové generátory Jsou nejrozšířenější pro svou konstrukční i výrobní jednoduchost Používají se běžně pro tlaky 3 až 5 MPa, spec. Konstrukce umožní použití až do tlaku MPa. Objemový průtok bývá od 0,04 do 1,5 dm 3 /s pro jednostupňový generátor Tyto generátory pro svoji malou nasávací schopnost musí být umístěny blízko u hladiny, popř. pod hladinou ing.jan Šritr 5 ing.jan Šritr 6 3

4 Klasické zubové čerpadlo pro hydraulické systémy. Excentrické zubové čerpadlo pro kapaliny vysoké viskozity. ing.jan Šritr 7 Klasické zubové čerpadlo Excentrické zubové čerpadlo ing.jan Šritr 8 4

5 ing.jan Šritr 9 Šroubové generátory Vyznačují se velkou rovnoměrností dodávky, pracují stejnně jako zubová čerpadla bez ventilů Jsou poměrně tichá a mají klidný chod Používají se běžně pro tlaky až 25 MPa. Mají malé rozměry na jednotku výkonu Nevýhodou je obtížná výroba rotorů (šroubů) v potřebné přesnosti a kvalitě povrchu, což zvyšuje výrobní náklady a tím i cenu. ing.jan Šritr 10 5

6 Lamelové generátory Při otáčení rotoru dochází ke změně objemu prostoru uzavřeného lamelami, statorem a rotorem. V části generátoru, kde tento objem roste, nastává sání, tam kde se zmenšuje, nastává výtlak kapaliny. Jsou vhodné pro větší tlaky a otáčky Účinnost bývá 0,85 až 0,92. ing.jan Šritr 11 ing.jan Šritr 12 6

7 ing.jan Šritr 13 Pístové generátory U pístových generátorů je kapalina dopravována do výstupu přímočarým pohybem pístu Vyznačují se velmi dobrou objemovou účinností a jsou určeny pro velmi vysoké tlaky Axiální pístové generátory mají válce v bloku, který se otáčí, a šoupátkový rozvod, nebo je blok pevný a rozvod ventilový Radiální pístové generátory jsou větší a těžší a mají i menší měrný výkon. Písty mohou mít vedené ve statoru nebo v rotoru Řadové pístové generátory jsou příliš složité a drahé, používají se jen pro tlaky 60 MPa a výše ing.jan Šritr 14 7

8 ing.jan Šritr 15 ing.jan Šritr 16 8

9 ing.jan Šritr 17 ing.jan Šritr 18 9

10 ing.jan Šritr 19 Hydromotory (i hydrogenerátory) jsou podle normy zařazeny do skupiny převodníků. Hydrostatický převodník je definován jako prvek určený k přenosu energie z pevných částí na sloupec kapaliny nebo naopak Proto je provedení motorů a generátorů velmi podobné, v některých případech dokonce stejné Liší se pouze tím, že do motoru je kapalina přiváděna pod tlakem, a je tedy schopna zaplňovat pracovní prostor při vyšší pohybové frekvenci ing.jan Šritr 20 10

11 ing.jan Šritr 21 ing.jan Šritr 22 11

12 ing.jan Šritr 23 ing.jan Šritr 24 12

13 ing.jan Šritr 25 ing.jan Šritr 26 13

14 ing.jan Šritr 27 ing.jan Šritr 28 14

15 Axiální pístové hydromotory Pístové hydromotory slouží pro náročnější aplikace, oproti orbitálním hydromotorům snesou několikanásobně větší tlak, průtok a otáčky z čehož vyplývá i větší kroutící moment ing.jan Šritr 29 ing.jan Šritr 30 15

16 ing.jan Šritr 31 Technická specifikace pomaluběžného orbitálního hydromotoru CP 50A: - Geometrický objem 50 cm 3 /otáčku - Tlak. max. 17,5 MPa - Max. průtok 50 lit./min. - Otáčky maximální: 1000 ot./min., minimální: 12 ot/min. - Kroutící moment maximální 112 Nm ing.jan Šritr 32 16

17 Grafické značky ČSN ISO Prvky pro řízení tlaku: 1) Pojistné ventily jsou do obvodu vestavěny jako ochrana proti přetížení. Řídící částí ventilu bývá kulička, kuželka nebo šoupátko. Ventil je v činnosti jen tehdy, dojde-li k poruše některého z hydraulických prvků nebo při přetížení hydromotoru. 2) Přepouštěcí ventily jsou nastaveny na provozní tlak a v celém obvodu mechanismu udržují jeho konstantní úroveň. Proto trvale propouštějí jistý průtok zpět do nádrže. Kromě toho jistí celý obvod před přetížením. Konstrukčně se podobají pojistným ventilům. 3) Redukční ventily slouží v tekutinových mechanismech ke snižování pracovního tlaku. Používají se dva typy: pro udržení konstantního tlaku na Hydraulické výstupu mechanismy a pro udržení konstantního rozdílu tlaků mezi vstupem a výstupem. ing.jan Šritr 33 Redukční ventily ing.jan Šritr 34 17

18 Prvky pro řízení průtoku: Na průtoku tekutiny k motorům závisí jednak jejich rychlost (přímočaré hydromotory), jednak jejich otáčky (rotační hydromotory) 1) Škrtící ventily průtok se řídí změnou průřezu. Každý ventil, u něhož lze měnit hydraulický odpor, může sloužit jako škrtící ventil, ale musí vyhovovat z hlediska citlivosti a spolehlivosti při malých průtokových průřezech. škrtící ventil může mít konstantní nebo proměnlivý hydraulický odpor, který lze vytvořit jehlou, šoupátkem nebo soustavou štěrbin 2) Brzdící ventily slouží k regulaci průtoku tekutiny odtékající z hydraulického válce v jeho úvratích. Jsou to v podstatě škrtící ventily s přímočarým pohybem šoupátka 3) Regulátory průtoku používají se při značném kolísání tlaku nebo průtoku tekutiny k zajištění konstantní rychlosti hydromotoru 4) Děliče průtoku v některých mechanismech jsou na jeden generátor připojeny dva nebo více hydromotorů, u nichž je požadována synchronizace pohybu nezávisle na jejich zatížení ing.jan Šritr 35 ing.jan Šritr 36 18

19 Prvky pro hrazení průtoku - rozváděče: Tlaková tekutina se rozvádí nejčastěji šoupátkovými nebo také ventilovými rozváděči Šoupátkové rozváděče Mohou být s přímočarým, rotačním nebo kombinovaným pohybem šoupátka Podle počtu poloh jsou šoupátka dvoupolohová, třípolohová a vícepolohová Podle počtu přívodů jsou rozváděče dvoucestné, třícestné, čtyřcestné i vícecestné Ovládání rozváděčů může být mechanické, elektrické, pneumatické i hydraulické, popřípadě kombinované Vyrábějí se pro jmenovité průměry mm a jmenovité tlaky 2,5 až 32 MPa Při jejich konstrukci je třeba vycházet z požadavku minimální rychlosti kapaliny (ztráty), což je však v rozporu s požadavkem na velikost a hmotnost ing.jan Šritr 37 Ventilové rozváděče Skládají se z několika řízených jednosměrných ventilů Velmi dobře těsní, používají se pro vysoké tlaky s velkým průtokem Jsou složitější a větší než šoupátkové rozváděče Pro podřadnější účely může být ventilový rozváděč sestaven z kuličkových zpětných ventilů Zpětné (jednosměrné) ventily Propouštějí kapalinu pouze v jednom směru, v opačném směru jsou uzavřeny provedení: Kuličkové Talířové Kuželkové Šoupátkové Otevřený ventil. Tekutina proudí zezdola nahoru a odtlačuje kuličku od otvoru. Zavřený ventil. Větší tlak nahoře a pružina působí na kuličku, která ing.jan Šritr 38 zavírá otvor. 19

20 Nádrže na kapalinu Představují zásobník kapaliny, který je pod atmosférickým tlakem Nádrže slouží také k ochlazování a odplynování kapaliny, k usazování nečistot, popř. k umístění dalších hydraulických prvků (například generátoru, filtru apod.) Vzduch v nádrži je spojen s vnější atmosférou tzv. dýchacím otvorem, jenž je opatřen čističem vzduchu Každá nádrž má mít olejoznak nebo alespoň měrku na zjištění množství oleje Kapalina se z nádrže vypouští otvorem v nejnižší části nádrže, který je opatřen zátkou s magnetem, jenž ing.jan Šritr 39 zachycuje kovové nečistoty ing.jan Šritr 40 20

21 Čističe Zajišťují správnou a spolehlivou funkci hydraulického mechanismu dokonalým čištěním kapaliny a to během celého provozu mezi výměnou náplně Nečistoty se zachycují různými čističi, nejčastěji průtokovými a to buď sítem, pórovitou látkou nebo štěrbinami Akumulátory Jsou to zásobníky tekutiny pod tlakem vyšším, než atmosférickým Slouží k akumulaci tlakové energie a vyrovnávají rozdíly mezi okamžitou spotřebou a dodávkou od čerpadla ing.jan Šritr 41 Multiplikátory Jedná se o hydraulické zařízení určené pro změnu parametrů tlakové kapaliny při stálém výkonu Předává se v něm tlaková energie vstupní energie tekutině výstupní pomineme-li účinnost, pak platí p 1 *V 1 = p 2 *V 2 Multiplikátory rozdělujeme na přímočaré (jednočinné, dvojčinné) rotační (složené z hydromotoru a generátoru s různým geometrickým objemem s pevně spojenými hřídeli) ing.jan Šritr 42 21

22 ing.jan Šritr 43 ing.jan Šritr 44 22

23 Skládá se z: čerpadla(1), válců (hydromotorů)(2), hadic a potrubí (3), ventilů (rozváděče)(4), akumulátoru (5), nádrže (6) a řízení (ovládání)(7). ing.jan Šritr 45 ing.jan Šritr 46 23

24 ing.jan Šritr 47 ing.jan Šritr 48 24

25 ing.jan Šritr 49 ing.jan Šritr 50 25

26 ing.jan Šritr 51 Škrtící ventil Jednosměrný ventil Pětisekční rozváděč Propojovací díl Filtr Pojistný ventil ing.jan Šritr 52 26

27 ing.jan Šritr 53 Čerpadlo (generátor) Generátor s pohonem Jednočinný píst Dvojčinný píst Teleskopický píst Multiplikátor (zesilovač) Nádrž odvětraná ventil 2/2 2 vývody, 2 polohy ventil 3/2 3 vývody, 2 polohy ventil 4/2 4 vývody, 2 polohy ventil 5/3 5 vývodů, 3 polohy ventil škrtící ventil zpětný ventil redukční rozdělovač tlaku spojka - spojená ing.jan Šritr 54 27

28 ing.jan Šritr 55 Principiální schéma hydraulického ovládání sekvenční převodovky. 1-spínače "pádel" pod volantem, 2-hydraulické čerpadlo, 3-tlakové relé, 4-jednosměrný ventil, 5-akumulátor tlaku, 6-hydraulický rozvaděč, 7-zásobník kapaliny, 8-odlehčovací ventil. ing.jan Šritr 56 28

29 ing.jan Šritr 57 ing.jan Šritr 58 29

30 Vodní trkač: 1. Přívod - přívodní potrubí 2. Výtokový otvor 3. Odtok - výtlačné potrubí 4. Trkací ventil 5. Výtlačný ventil (zpětná klapka) 6. Tlaková nádoba ing.jan Šritr 59 ing.jan Šritr 60 30