מערכות הידראוליות יום רביעי, 30 אפריל 2014

 

מערכות הידראוליות – גל תעשיות
1

סימונים של רכיבים

  • מנוע חשמלי

2.0

  • מנוע דיזל/בנזין

2.1

  • מיכל שמן (Tank)

3

תפקידי המכל:

  1. הבטחת נפח שמן הנחוץ למערכת
  2. פיזור החום והבטחת טמפרטורת עבודה ( 50-70 מעלות )
  3. סינון השמן
  4. ניקוז בועות אוויר מהשמן
  5. אפשרות להחלפת השמן
  • מסנן שמן (Filter)

4

תפקידי המסנן:

  1. עצירת חלקיקים (עד גודל מסוים)
  2. פעולה ממושכת ללא החלפה
  • משאבות הדחק קבוע

5

מעבירות כמות קבועה של שמן בכל סיבוב ומסוגלות ליצור לחץ )תאורתי(אין סופי.
יציאת הנוזל מן המשאבה מתבצעת במנות.
לחץ מרבי מעשי מוגבל על-ידי: עוצמת כוח ההינע המניע את המשאבה, חוזק המשאבה והצנרת.

  • משאבות הדחק משתנה (רוטודינמיות)

6

  1. מפתחות לחץ באמצעות תאוצה וכוחות דינמיים.
  2. יציאת הנוזל רציפה.
  3. יש למלאן בנוזל טרם הפעלתן.
  • שסתום פריקה

14

שסתום זה נמצא בכל מערכת הידרולית ותפקידו הגבלת ערך הלחץ המרבי האפשרי במערכת.

  • שסתום חד-כיווני (Check Valve)

15

מאפשר מעבר הספק הידרולי בכיוון אחד בלבד.

  • שסתום אל-חוזר עם פיקוד (Pilot-Operated Check Valve)

18

בקרה רב כיוונית

  • מספר מצבי הפעלה

16

17

שליטה

19

  • שסתום 3/2שלושה פתחים, שני מצבים

20

  • שסתום 4/2 – ארבעה פתחים, שני מצבים

21

  • שסתום 4/3 – ארבעה פתחים, שלושה מצבים, מצב אמצעי חצי פתוח

22

P – חיבור לקו לחץ

T – חיבור לקו מחזיר

A, B – חיבור לרכיבי תפוקה

מצב מרכזי: שסתום במצב אמצעי (קפיצים). הפסקת פעולת רכיב התפוקה מבלי שיהיה צורך בהפסקת המשאבה.

פיקוד שמאל: פתח P מחובר לפתח A (אספקת לחץ מהמשאבה). פתח T מחובר לפתח B (החזרת שמן למכל).

פיקוד ימין: פתח P מחובר לפתח B (אספקת לחץ מהמשאבה). פתח T מחובר לפתח A (החזרת השמן למכל).

סוגי מצבים מרכזיים והשפעתם:

מרכז פתוחמאפשר תנועה חופשית של הצרכן בכיוון כלשהו. במצב זה אין בניית לחץ והעומס על המפעיל גורם לניקוז השמן דרך הקו המחזיר.

28

מרכז סגורבמצב זה כל פתחי השסתום סגורים. המפעיל נשאר נעול תחת לחץ. השמן המסופק מהמשאבה גורם לבניית לחץ בקו, ושסתום פורק לחץ מופעל במצב המרכזי.

24

מרכז חצי פתוח ("טנדם")במצב זה המפעיל נעול תחת עומס מבלי שתיווצר בניית לחץ בקו עקב פעולת סניקת המשאבה. השמן המסופק מן המשאבה מנוקז דרך השסתום וחוזר למאגר.

25

פתח P סגורבמצב זה מנוטרלת המשאבה, והמפעיל יכול לנוע בחופשיות.

26

פתח T סגורבמצב זה פתח הניקוז סגור, והמשאבה מספקת ספיקת שמן לשני צדי המפעיל. אם המפעיל הוא צילינדר הידרולי בעל מוט שקטריו שווים יאפשר השסתום תנועה חופשית של המפעיל. אם המפעיל הוא צילינדר דו-כיווני רגיל, יגרום החיבור למוט הבוכנה לצאת החוצה בשל הפרש כוחות.

27

בקרת ספיקה

  • וסת ספיקה דו-כיווני

29

מאפשר ויסות דו-כיווני של כמות השמן על-ידי שינוי גובה המחט. שינוי ערך הספיקה גורם למפלי לחץ הגורמים לירידת הספק.

  • וסת ספיקה חד-כיווני

30

וסת ספיקה, אליו מחובר במקביל שסתום חד-כיווני. השסתום מאפשר בקרה על מהירות התנועה של המפעיל בכיוון אחד וזרימה חופשית בכיוון הנגדי.

B <– A: דחיפת הכדורית כנגד הקפיץ, מעבר ספיקת נוזל (כמעט) חופשית לפתח B.

A <– B: סגירת הכדורית כנגד התושבת, מתאפשרת מעבר ספיקה מבוקרת.

  • וסת ספיקה מקוזז לחץ

31

ויסות ספיקה ללא השפעת שינויי לחץ

כאשר הלחץ עולה או יורד בכניסה גורם הדבר לשינוי מצב השסתום ולסגירה או פתיחה חלקית של פתח היציאה, על-ידי כך הספיקה העוברת דרך השסתום נשארת קבועה גם כאשר הלחץ משתנה.

  • מחלק זרימה

32

שסתום הכולל שני וסתי ספיקה. הערך הרצוי הוא יחס ספיקות . כאשר היחס בין הספיקות שונה מהנדרש סוגר השסתום את וסת הספיקה שדרכו זורמת ספיקה גבוהה ופותח את הוסת שדרכו זורמת הספיקה הנמוכה.

בקרת לחץ

מטרות:

  1. שמירה על ערך לחץ רצוי.
  2. הקטנת לחץ מקומי לצרכנים הדורשים פעולה בלחץ נמוך יותר מלחץ המערכת.
  3. הגנה על המערכת מפני לחצים גבוהים מהמותר, העלולים לגרום נזק למערכת או אביזריה.

מרכיב נכבד בשסתומים לבקרת לחץ הוא הקפיץ, המכווץ מראש לכוח נתון מסוים. כאשר כוח הלחץ גדול מהתנגדות הקפיץ, נגרמת התכווצות הקפיץ ונפתח מעבר זרימת נוזל. כאשר כוח הלחץ קטן חוזר הקפיץ למקומו וסוגר בחזרה את מעבר הנוזל.

  • שסתום השהייה (עוקב לחץ – Sequence Valve)

33

שסתום מסוג 'רגיל סגור', המשמש להפעלת צרכנים עוקבת תלוית לחץ.

לחץ נמוך מהרצוי אין זרימת שמן במוצא השסתום.

לחץ גבוה מהרצוי מתאפשרת מעבר נוזל למוצא השסתום.

  • שסתום משקל נגד (שסתום מנתק – Counterbalance Valve)

34

שסתום מסוג 'רגיל סגור' מבטיח יצירת לחץ נגדי הדרוש למניעת נפילתו של עומס מסוים. עליית לחץ בפתח הפיקוד )קו מרוסק(מתגברת על כוח הקפיץ ומאפשרת מעבר נוזל דרך השסתום. בחזרה למכל המערכת. ירידת לחץ גורמת לשחרור הקפיץ ולסגירת מעבר השמן.

  • ווסת לחץ (שסתום אי העמסה – Pressure Regulator)

35

שסתום מסוג 'רגיל פתוח', מאפשר קבלת לחץ יציאה קבוע. כאשר הלחץ במוצא השסתום גדל, גדלה עוצמת הכוח המופעל על חלקה העליון של הדיאפרגמה, זו יורדת ומכווצת את הקפיץ. ירידת הדיאפרגמה מקטינה את פתח מעבר השמן וכך נוצר מפל לחץ המקטין את לחץ המוצא.

מנוע הידראולי

  1. המנועים ההידרוליים דומים מאוד למשאבות מבחינת סיווג ומבנה, אם כי קיים שינוי בצורת האטימה בין המנועים והמשאבות וזאת מכיוון שמנוע הוא דו-כיווני ואילו המשאבה אינה כזו.
  2. המנוע ממיר הספק הידרולי להספק מכני סיבובי חיצוני כנגד התנגדות עומס חיצוני לתנועה.
  3. הספיקה הנכנסת למנוע הידראולי קובעת את מהירות סיבוב של גל המנוע.

*הדחק מנוענפח הנוזל המועבר דרך המנוע בסיבוב אחד שלם.

סוגי מנועים הידראוליים

36

בוכנה הידראולית (Hydraulic Cylinder)

  • צילינדר חד-פעולתי (Single Acting Cylinder)

37

תנועת מוט בוכנה לצד אחד נוצרת בעקבות פעולת אנרגיה הידרולית ואילו תנועתו לצד הנגדי נובעת מאנרגיה מכנית (קפיץ או גורם מכני אחר).

*מוט הבוכנה יסורטט תמיד במצבו האחרון (המצב בו הוא נמצא בסיום מחזור פעולות).

  • צילינדר דו-פעולתי (Double Acting Cylinder)

38

תנועת מוט בוכנה לשני הצדדים נובעת בעקבות פעולת אנרגיה הידרולית.

  • צילינדר מוט עובר

39

מאפשר ביצוע בו זמנית של שתי פעולות על-ידי תזוזת מוטות הבוכנה.

  • צילינדר טלסקופי

40

במערכות הידרוליות מקובל להשתמש בצילינדר טלסקופי. בצילינדר זה מוט הבוכנה מחולק למוטות המצויים זה בתוך זה. אספקת זורם ויצירת לחץ כנגד עומס חיצוני תגרום ליציאה הדרגתית של המוטות זה מתוך זה.