Основы пневматической и гидравлической трансмиссии | MachineMFG

Основы пневматической и гидравлической трансмиссии

0
(0)

Пневматическая трансмиссия

Пневматическая передача подразумевает передачу энергии под давлением газа или жидкости с помощью сжатого газа в качестве рабочей среды.

Система передачи энергии включает в себя передачу сжатого газа по трубам и регулирующим клапанам к пневматическому приводу, который преобразует давление сжатого газа в механическую энергию.

Система передачи информации предполагает использование пневматических логических элементов или реактивных элементов для выполнения логических операций, также известна как пневматическая система управления.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод (1)

Характеристики пневматической передачи

При низком рабочем давлении (в среднем от 0,3 до 0,8 МПа) пневматические системы имеют низкую вязкость газа и минимальные потери в трубопроводах, что делает их выгодными для подачи и транспортировки газа на небольшие расстояния. Кроме того, такие системы безопасны в использовании, так как не представляют опасности взрыва и удара, а также имеют защиту от перегрузок. Однако следует отметить, что пневматические системы требуют подачи сжатого воздуха.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Состав пневматической трансмиссии

Пневматическая трансмиссия включает в себя источник воздуха, пневматический привод, пневматический управляющий клапан и пневматические аксессуары.

Источником воздуха обычно служат компрессоры.

Пневматический привод преобразует давление сжатого газа в механическую энергию для приведения в движение рабочих частей, таких как цилиндры и пневматические двигатели.

Пневматические клапаны регулируют направление, давление и поток воздуха и подразделяются на клапаны управления направлением, клапаны управления давлением и клапаны управления потоком.

Пневматические аксессуары включают в себя воздухоочистители, воздушные смазки, шумоглушители, трубные соединения и др.

Аэродинамические датчики также используются для определения и передачи информации в системах пневматических трансмиссий.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Преимущества пневматической передачи

Пневматическая передача использует в качестве рабочей среды воздух, который является неисчерпаемым и легкодоступным источником и может быть непосредственно выведен после использования без загрязнения окружающей среды. Кроме того, трубопровод не сложен, так как нет необходимости в обратном трубопроводе.

Воздух обладает низкой вязкостью и низкой рассеиваемой энергией потока, что делает его пригодным для централизованного газоснабжения и транспортировки на большие расстояния.

Пневматическая передача безопасна и надежна, не требует пожаро- и взрывобезопасности, может работать в условиях высоких температур, радиации, влажности, пыли и других условий.

Пневматическая передача осуществляется быстро, а структура пневматических компонентов проста, что делает их простыми в обработке и обслуживании с длительным сроком службы. Трубопровод не подвержен засорению, а среда не имеет проблем с метаморфической заменой.

Недостатки пневматической передачи

Большая сжимаемость воздуха может негативно влиять на динамическую стабильность пневматических систем, что приводит к значительному снижению рабочей скорости при изменении нагрузки.

Низкое давление в пневматических системах затрудняет получение большой мощности и крутящего момента.

Передача сигналов управления по воздуху происходит медленнее, чем в электронных и световых системах, что делает ее непригодной для высокоскоростных и сложных систем передачи.

Пневматические системы создают сильный шум от выхлопных газов.

Гидравлическая трансмиссия

Гидравлическая передача - это передача энергии и управления с помощью жидкости в качестве рабочей среды.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Основной принцип работы гидравлической трансмиссии

Гидравлические насосы преобразуют механическую энергию в энергию давления жидкости, которая затем передается через изменение давления жидкости. Для передачи энергии к гидравлическим приводам используются различные регулирующие клапаны и трубопроводы, такие как гидравлические цилиндры или моторы, которые преобразуют давление жидкости в механическую энергию для приведения в движение рабочего механизма, обеспечивая прямолинейное возвратно-поступательное и вращательное движение.

Используемая жидкость называется рабочей средой, и для этой цели обычно применяется минеральное масло.

Функции гидравлической передачи схожи с функциями элементов механической передачи, таких как ремни, цепи и шестерни.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Гидравлическая система передачи

Гидравлическая система включает в себя гидравлический насос, гидравлический клапан управления, гидравлические приводы (такие как гидроцилиндры и моторы), а также вспомогательные гидравлические детали (в том числе трубопроводы и аккумуляторы).

Листогибочный пресс Машины являются примером системы, использующей гидравлическую передачу.

Компоненты системы гидравлической трансмиссии

Гидравлическая система состоит из нескольких компонентов, включая силовые компоненты (такие как гидравлический насос), исполнительные механизмы (включая гидроцилиндры и гидромоторы), элементы управления, вспомогательные компоненты (такие как топливные баки, масляные фильтры, трубы и соединения, охладители, манометры) и рабочую среду (т.е. гидравлическое масло).

Силовые компоненты, такие как гидравлический насос, преобразуют механическую энергию в кинетическую энергию жидкости (давление и поток) и подают масло под давлением в гидравлическую систему, выступая в качестве источника энергии системы.

Приводы, такие как гидроцилиндры или гидромоторы, преобразуют гидравлическую энергию в механическую и являются изотермическими. Гидравлические цилиндры приводят в действие механизмы, совершающие линейное возвратно-поступательное движение, а гидромоторы - вращательное движение.

Элементы управления, которые относятся к различным компонентам, используются для контроля и регулировки давления, расхода и направления жидкости в гидравлической системе, обеспечивая работу исполнительных механизмов в соответствии с требуемыми характеристиками.

Вспомогательные компоненты обеспечивают необходимые условия для правильной работы системы, а также облегчают мониторинг и управление.

Рабочей средой является трансмиссионная жидкость, как правило, гидравлическое масло. Гидравлическая система использует эту рабочую среду, которая также смазывает движущиеся части гидравлических компонентов.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Принцип работы гидравлической системы передачи

Вот пример простой кофемолки.

Двигатель приводит в действие гидравлический насос для забора масла из бака, который преобразует механическую энергию двигателя в энергию давления жидкости.

Гидравлическая среда поступает в левую полость гидроцилиндра через дроссельный и реверсивный клапаны, толкает поршень и перемещает правую сторону стола. Затем гидравлическая среда выходит из правой полости гидроцилиндра и стекает обратно в бак.

Пройдя через реверсивный клапан, гидравлическая среда попадает в правую полость гидроцилиндра, заставляя поршень двигаться влево и толкать стол назад.

Скорость движения гидроцилиндра можно регулировать, изменяя открытие дроссельной заслонки.

Давление в гидравлической системе можно регулировать с помощью переливного клапана.

При рисовании схема гидравлической системыДля упрощения представления гидравлических компонентов используются символы. Эти символы называются функциональными.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Основная схема

Типичная система гидравлической трансмиссии включает в себя различные гидравлические компоненты, которые работают вместе для выполнения определенных функций.

Любая гидравлическая система передачи состоит из нескольких основных контуров, каждый из которых выполняет определенные функции управления. Комбинируя эти базовые контуры, можно управлять направлением движения, рабочим давлением и скоростью движения привода.

Исходя из функции управления, базовый контур делится на три типа: контур управления давлением, контур управления скоростью и контур управления направлением.

① Контур управления давлением

Клапан управления давлением используется для управления всей системой или контуром давления локального диапазона.

Исходя из их функций, контур регулирования давления можно разделить на четыре контура: регулировка давления, изменение давления, сброс давления и стабилизация давления.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

② Контур регулирования скорости

Этот контур регулирует скорость движения привода путем регулирования потока гидравлической среды. Функция контура регулирования скорости делится на две части: контур регулирования скорости и контур синхронизации.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

③ Контур управления направлением

Этот контур управляет направлением потока гидравлической среды. Гидрораспределитель управляет направлением движения одного привода, позволяя ему двигаться или останавливаться как в положительном, так и в отрицательном направлении, что известно как коммутационный контур.

Когда исполнительный элемент останавливается, контур, предотвращающий внешнюю утечку из-за нагрузки или других внешних факторов, называется блокировочным контуром.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Гидравлический привод

Гидравлическая трансмиссия предполагает передачу энергии за счет кинетической энергии жидкости, используя жидкость в качестве рабочей среды.

Крыльчатка преобразует скорость вращения и крутящий момент, поступающие от двигателя (например, двигателя внутреннего сгорания, мотора, турбины и т. д.), и приводит в движение рабочие органы машины через выходной вал.

Жидкость и рабочее колесо взаимодействуют друг с другом на входном валу, выходном валу и в корпусе, создавая изменение момента импульса для передачи энергии.

Гидравлическая трансмиссия значительно отличается по принципу действия, структуре и характеристикам от гидравлической трансмиссии, основанной на давлении жидкости.

Входной и выходной вал гидравлического привода соединены с рабочей средой только через жидкость, и отсутствие прямого контакта между компонентами приводит к нежесткой передаче.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Характеристики гидравлического привода

Автоматическая адаптация

Гидравлический гидротрансформатор может автоматически увеличивать или уменьшать свой выходной крутящий момент при изменении внешних нагрузок, а скорость может соответственно увеличиваться или уменьшаться, обеспечивая плавное регулирование скорости в широком диапазоне.

Вибрационная изоляция

Поскольку рабочей средой между крыльчатками является жидкость, их соединение не является жестким, что позволяет поглощать удары и вибрацию от двигателя и внешней нагрузки. Это обеспечивает стабильный запуск, ускорение и равномерную работу, продлевая срок службы деталей.

Проникающая способность

Если скорость вращения насоса постоянна, а нагрузка меняется, то меняется и входной вал (т.е. колесо насоса или вал двигателя).

Различные типы гидравлических элементов могут быть использованы в соответствии с требованиями двигателя для различных рабочих машин, улучшая механическую мощность и экономические показатели.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Основной принцип работы гидравлического привода

Исходный источник энергии (например, двигатель внутреннего сгорания, мотор и т. д.) приводит во вращение насосное колесо, увеличивая скорость и давление рабочей жидкости и преобразуя механическую энергию в кинетическую энергию жидкости.

Рабочая жидкость, обладающая кинетической энергией, попадает в турбину и отдает энергию турбине, заставляя ее вращаться и приводить в действие выходное устройство, передавая энергию.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Устройство гидравлической передачи

Гидравлическая трансмиссия использует кинетическую энергию жидкости для передачи энергии, и обычно включает в себя гидравлические муфты, гидравлические гидротрансформаторы и гидравлические механические компоненты.

  Гидравлическая муфта

Гидравлическая муфта, также известная как гидромуфта, - это механическое устройство, используемое для подключения источника энергии (обычно двигателя или мотора) к рабочей машине для передачи вращательной силы.

Помимо использования в автоматических трансмиссиях автомобилей, гидравлические муфты широко применяются в судостроении и тяжелой промышленности.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

  Преобразователь крутящего момента

Гидравлический гидротрансформатор - это гидравлический элемент, состоящий из насосного колеса, турбины и направляющего колеса. Он устанавливается между двигателем и трансмиссией и использует гидравлическое масло в качестве рабочей среды для передачи и преобразования крутящего момента, регулировки скорости и обеспечения функции разъединения.

пневматическая трансмиссия, гидравлическая трансмиссия и гидравлический привод

Применение гидравлического привода

Использование гидравлической передачи в современной технике началось в начале XX века, в первую очередь в качестве судового энергетического оборудования и механизмов передачи между гребными винтами для решения проблемы ограниченной скорости из-за большой мощности и высокоскоростных паровых или газовых турбин, страдающих от "кавитации".

Сегодня гидравлическая трансмиссия широко используется в автомобилях, тракторах, строительной технике, железнодорожных локомотивах, танковых бронемашинах, нефтяных бурение машины, подъемно-транспортное оборудование, вентиляторы, насосы и другое оборудование.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

4 комментария к “The Basics of Pneumatic and Hydraulic Transmission”

  1. Джонатан Стокс

    Отличная статья и иллюстрации! Электромагнитные клапаны эффективно используются для контроля выбросов парниковых газов при поставке и транспортировке нефти. Поэтому измерение расхода и утечек важно учитывать при их установке.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх