Гидравлическая система представляет собой совокупность устройств, предназначенных для передачи механической энергии и ее преобразования посредством рабочей жидкости под давлением. Принцип действия основан на практической несжимаемости жидкой среды, что дает возможность передавать значительные усилия на большие расстояния с минимальными потерями. Понимая структуру и функции отдельных элементов, можно получить полное представление о работе всего механизма.
Основа гидравлической системы
Функционирование любого гидравлического контура начинается с создания потока и подготовки среды для передачи энергии. Эти этапы лежат в основе всей последующей работы привода. Без источника энергии и ее носителя система остается неработоспособной.
Насос
Насос является первоисточником движения в системе. Его основная задача – не создание давления, а формирование непрерывного потока гидравлической жидкости. Он преобразует механическую энергию, получаемую от двигателя (электрического или внутреннего сгорания), в гидравлическую энергию потока.
Давление в контуре возникает только тогда, когда на пути этого потока появляется сопротивление, например, в виде нагрузки на исполнительном механизме. В конструкции оборудования применяются различные типы нагнетающих агрегатов: шестеренные, пластинчатые, поршневые.
Гидравлическая жидкость
Рабочая среда, чаще всего специальное гидравлическое масло, выступает в качестве носителя энергии. Ее основное свойство – низкая сжимаемость. Помимо базовой функции передачи усилия, жидкость выполняет и другие задачи:
- смазывает движущиеся части компонентов, что снижает их износ;
- отводит тепло от нагревающихся узлов к стенкам бака или радиатору;
- защищает металлические детали от коррозии;
- переносит продукты износа к фильтрам для последующего удаления.
Вязкость и чистота гидравлической жидкости напрямую влияют на производительность и долговечность всего гидропривода.
Управление и передача усилия
После того как поток рабочей среды создан, возникает необходимость в его точном контроле и направлении к узлам, выполняющим полезную работу. За эти процессы отвечают распределительные и исполнительные устройства.
Распределительные устройства
Гидрораспределители – это управляющие элементы. Их функция состоит в том, чтобы направлять поток жидкости к различным частям гидравлической системы, а также запускать, останавливать или изменять направление движения исполнительных механизмов. Управление распределителем может быть ручным, механическим, электромагнитным или гидравлическим. Конструктивно они изменяют путь потока, соединяя или разъединяя нужные каналы внутри корпуса. Помимо распределителей, в контуре присутствуют и другие клапаны, например, предохранительные, которые защищают систему от избыточного давления, или дроссели, регулирующие скорость потока.
Исполнительные механизмы
Исполнительные устройства, или актуаторы, являются конечным звеном в цепи передачи энергии. Именно они преобразуют гидравлическую энергию потока жидкости обратно в механическую силу или движение для выполнения полезной работы. Их можно разделить на две основные группы:
- Гидравлические цилиндры. Создают прямолинейное (поступательное) движение штока. Применяются для подъема, опускания, толкания, сжатия или фиксации грузов.
- Гидравлические моторы. Генерируют непрерывное вращательное движение выходного вала. Используются для привода колес, лебедок, конвейерных лент, буровых установок.
Конкретный тип исполнительного механизма подбирают, отталкиваясь от характера задачи, которую должна решать машина.
Вспомогательные, но необходимые элементы
Для стабильной и долговечной работы гидравлического привода недостаточно только основных узлов. Выделяют ряд вспомогательных компонентов, которые поддерживают работоспособность системы, чистоту рабочей среды и целостность всего контура.
Резервуар и система фильтрации
Гидравлический бак – это не просто емкость для хранения запаса рабочей жидкости. Он также выполняет функцию теплообменника, рассеивая тепло через стенки. Кроме того, в баке происходит отстаивание жидкости, что способствует отделению воздуха и оседанию тяжелых загрязняющих частиц на дно.
Фильтры очищают масло от продуктов износа, пыли и других примесей. Их устанавливают на разных участках контура:
- на линии всасывания;
- в напорной магистрали;
- на сливе.
За счет качественного очищения гидравлической жидкости обеспечивается безаварийная эксплуатация всех остальных компонентов.
Соединительные линии
Все узлы гидравлической системы соединены между собой в единый герметичный контур при помощи трубопроводов. Для неподвижных частей конструкции применяют жесткие металлические трубы, а для соединения с подвижными узлами – гибкие армированные шланги (рукава высокого давления). От качества и надежности соединительных фитингов и магистралей зависит герметичность и безопасность всей гидроустановки.
