Silniki hydrauliczne są obecnie szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu, takich jak budownictwo, górnictwo, produkcja i rolnictwo. Odgrywają zastosowania przemysłowe i kluczową rolę w układach hydraulicznych. Stosując silniki hydrauliczne, nie można pominąć dwóch ważnych parametrów: „ momentu obrotowego i prędkości ”. Moment obrotowy określa ciśnienie, jakie może wytrzymać silnik hydrauliczny, natomiast prędkość określa prędkość obrotową silnika. Niektórzy użytkownicy chcą zwiększyć prędkość silnika, utrzymując stały moment obrotowy. Jak zwiększyć prędkość obrotową bez zmiany silnika? Blince Hydraulika ci powie.
Co to jest silnik hydrauliczny?
Najpierw zrozumiemy koncepcję silnika hydraulicznego. Silnik hydrauliczny przekształca energię hydrauliczną (w postaci ciśnienia i przepływu) w obrotową energię mechaniczną. Energia hydrauliczna jest przekazywana do układu za pośrednictwem pompy, która sama wykorzystuje siłę mechaniczną jako źródło energii wejściowej. Pompa tłoczy płyn hydrauliczny, który z kolei popycha koła zębate, łopatki lub tłoki silnika hydraulicznego. Zasada działania silnika hydraulicznego jest bardzo prosta: pompa tłoczy olej, a olej napędza silnik.
Rodzaje silników hydraulicznych
Silniki hydrauliczne są klasyfikowane według dwóch rodzajów reguł: jeden ze względu na ich budowę i drugi ze względu na prędkość obrotową.
Klasyfikacja według konstrukcji: Motoreduktory, Silniki łopatkowe, Silniki tłokowe.
Silnik przekładniowy : Jak sama nazwa wskazuje, motoreduktory przekształcają energię hydrauliczną w energię mechaniczną poprzez zazębiający się ruch kół zębatych. Płyn pod wysokim ciśnieniem wprawia koła zębate w ruch obrotowy, wytwarzając moment obrotowy. Zaletami motoreduktorów są niski koszt początkowy i duża odporność na zanieczyszczenia.
Silnik łopatkowy : Ten typ silnika hydraulicznego ma mimośrodowy otwór w obudowie. Wirnik porusza się w mimośrodowym otworze, a łopatki ślizgają się w nim. Olej hydrauliczny dostaje się do silnika, a następnie przepływa do prostokątnych łopatek. Główny wał wyjściowy jest połączony z centralnym wirnikiem. Olej hydrauliczny działa na łopatki, powodując obrót wału wyjściowego. Dwie główne zalety silników łopatkowych to prosta konstrukcja i niski poziom hałasu.
Silnik tłokowy : ogólnie dzielą się na tłoki promieniowe i osiowe, przekształcają energię hydrauliczną w ruch obrotowy poprzez ruch posuwisto-zwrotny tłoków popychanych przez olej hydrauliczny. Tłoki z kolei przekształcają to za pomocą wału korbowego lub mechanizmu mimośrodowego. Silniki tłokowe oferują zalety wysokiego wyjściowego momentu obrotowego i wysokiej wydajności. Wytrzymują wysokie ciśnienie i duże obciążenia, dzięki czemu nadają się do ciężkich zastosowań.
Dwie ważne cechy silników hydraulicznych: moment obrotowy i prędkość
Dwie cechy silnika hydraulicznego to jego moment obrotowy i prędkość.
Moment obrotowy silnika hydraulicznego : silnik hydrauliczny Moment obrotowy to siła obrotowa wytwarzana przez silnik hydrauliczny i jest ważnym wskaźnikiem zdolności silnika hydraulicznego do wykonania pracy. Wielkość momentu obrotowego zależy od pojemności skokowej silnika hydraulicznego i ciśnienia roboczego. Im większy silnika hydraulicznego moment obrotowy , tym większą siłę obrotową może zapewnić silnik hydrauliczny i tym większe obciążenie może napędzać.
Prędkość silnika hydraulicznego : Prędkość silnika hydraulicznego to prędkość obrotowa wału wyjściowego silnika hydraulicznego i jest ważnym wskaźnikiem szybkości pracy silnika hydraulicznego. Wielkość prędkości zależy od pojemności skokowej i natężenia przepływu silnika hydraulicznego. Im wyższa silnika hydraulicznego prędkość , tym szybciej pracuje silnik hydrauliczny, co pozwala na wyższe prędkości wyjściowe.
Te dwa parametry są zwykle odwrotnie powiązane: wraz ze wzrostem momentu obrotowego prędkość maleje, a wraz ze wzrostem prędkości moment obrotowy maleje. Mają odwrotną zależność.
Jak zwiększyć prędkość obrotową silnika hydraulicznego?
W dzisiejszym świecie, w którym zasada „większy jest lepszy”, możesz najpierw pomyśleć o zastosowaniu większego silnika hydraulicznego, aby przyspieszyć jego pracę, ale w rzeczywistości będzie to miało odwrotny skutek. Zademonstrujmy prosto:
W bardzo prostej konfiguracji pompy i silnika, jeśli masz pompę o pojemności 10 cm3 i silnik hydrauliczny o tej samej pojemności, pompa i silnik będą teraz obracać się z tą samą prędkością. Pompa wykona jeden obrót, powodując jeden obrót silnika.
Teraz, jeśli utrzymamy pojemność pompy 10 cm3, ale zwiększymy pojemność silnika hydraulicznego do 20 cm3, pompa będzie teraz musiała obrócić się dwukrotnie, aby silnik obrócił się raz. Zwiększenie rozmiaru i pojemności silnika w ten sposób spowoduje wytworzenie większego momentu obrotowego, ale zmniejszy prędkość silnika hydraulicznego.
Z powyższego przykładu możemy wywnioskować, że zwiększenie rozmiaru silnika spowoduje jedynie zwiększenie jego momentu obrotowego, a nie prędkości.
Jeśli zmniejszymy pojemność silnika z 10 cm3 do 5 cm3, to przy każdym obrocie pompy silnik hydrauliczny wykona dwa obroty. Dlatego zmniejszenie rozmiaru silnika spowoduje zwiększenie prędkości.
Jeśli użycie mniejszego silnika umożliwi osiągnięcie większej prędkości, dostępny moment obrotowy silnika będzie się zmniejszał.
Jak zwiększyć prędkość silnika hydraulicznego bez zmniejszania momentu obrotowego？
Tak, jest! Ma to na celu zwiększenie natężenia przepływu pompy. Im większy przepływ na wyjściu pompy, tym szybciej będzie się obracał silnik hydrauliczny. Utrzymanie tej samej pojemności skokowej silnika oznacza, że dostępny moment obrotowy również będzie taki sam. Innymi słowy, zwiększenie rozmiaru pompy może zwiększyć prędkość przy jednoczesnym zachowaniu momentu obrotowego.
Wzór obliczania prędkości silnika hydraulicznego
Prędkość obrotową silnika hydraulicznego można obliczyć na podstawie natężenia przepływu oleju i pojemności skokowej silnika. Formuła to:
n = Q/V
, gdzie n to prędkość obrotowa, Q to natężenie przepływu, a V to pojemność silnika.
Ze wzoru wiemy, że wraz ze wzrostem natężenia przepływu wzrasta prędkość obrotowa i odwrotnie.
Inne czynniki wpływające na prędkość obrotową
Utrzymuj dobry stan płynu hydraulicznego: Niewystarczający poziom płynu hydraulicznego lub zanieczyszczony płyn może prowadzić do zmniejszenia wydajności układu i wolniejszej pracy. Regularne sprawdzanie i utrzymywanie jakości i poziomu płynu hydraulicznego ma kluczowe znaczenie.
Zmniejsz tarcie wewnętrzne układu: Wybierając odpowiednie komponenty i zapewniając odpowiednie smarowanie, można skutecznie zmniejszyć wewnętrzne straty energii w układzie, poprawiając w ten sposób prędkość działania.
Rozważ dopasowanie obciążenia i ciśnienia: Odpowiednie obniżenie ciśnienia roboczego układu może czasami poprawić wydajność, ale może to wymagać silnika o większej pojemności skokowej, aby utrzymać pierwotny wyjściowy moment obrotowy.
Usuń powietrze z układu: Obecność powietrza w układzie może poważnie wpłynąć na wydajność hydrauliczną i prędkość silnika. Należy koniecznie upewnić się, że system jest całkowicie odpowietrzony.
