Podczas projektowania i konserwacji układu hydraulicznego często pojawiają się dwie grupy elementów, które można jednak łatwo pomylić: po pierwsze, „zawór zwrotny” i „zawór zwrotny sterowany pilotem”; i po drugie, „pompa z zębatką zewnętrzną „w porównaniu z pompą z przekładnią wewnętrzną”. Zrozumienie ich budowy, zasad działania i odpowiednich scenariuszy zastosowań ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa, niezawodności i optymalizacji wydajności systemu.
1. Zawory zwrotne a zawory zwrotne sterowane pilotem: od zapobiegania przepływowi zwrotnemu do kontrolowanego uwalniania
Rola i mechanizm zaworu zwrotnego Zawór zwrotny jest bardzo podstawowym elementem układy hydrauliczne . Jego rolą jest umożliwienie przepływu płynu hydraulicznego tylko w jednym kierunku i automatyczne zamknięcie w przypadku odwrócenia przepływu, zapobiegając w ten sposób cofaniu się płynu lub cofaniu się ciśnienia. Jest ono szeroko opisywane jako umożliwiające swobodny przepływ w jednym kierunku i blokujące w kierunku przeciwnym. Typowe zastosowania obejmują takie lokalizacje, jak wylot pompy, przewody powrotne oleju lub izolacja powrotu oleju. Gdy płyn wpływa z dozwolonej strony, element zaworu zostaje otwarty; w przypadku próby przepływu wstecznego ciśnienie cofania lub siła sprężyny powoduje zamknięcie zaworu, chroniąc w ten sposób system przed problemami, takimi jak przepływ wsteczny, przeciwciśnienie lub powrót pompy. Ponieważ mechanizm jest prosty, konstrukcja prosta i niski koszt, zawór zwrotny od dawna jest ważnym pasywnym elementem ochronnym w układach hydraulicznych.
Rozszerzone funkcje zaworu zwrotnego sterowanego pilotem Zawór zwrotny sterowany pilotem opiera się na podstawowym zaworze zwrotnym i zawiera port pilotowy (sterujący). Jego logika jest następująca: gdy do portu pilota nie jest doprowadzany żaden sygnał, działa on jak standardowy zawór zwrotny — dozwolony jest tylko jeden kierunek. Jeśli jednak do portu pilota zostanie doprowadzone ciśnienie hydrauliczne, siła pilota popycha element zaworu, aby zwolnić stan uszczelnienia, umożliwiając w ten sposób przepływ w wcześniej zablokowanym kierunku lub odblokowanie zablokowanego obiegu oleju. Dlatego sterowany pilotem zawór zwrotny łączy w sobie funkcję „zapobiegania przepływowi zwrotnemu” z funkcją „kontrolowanego zwalniania/trzymania blokady”. Jest często stosowany w systemach wymagających utrzymywania pozycji lub kontroli zwalniania, np siłowniki hydrauliczne są blokowane, zapobiegając ześlizgiwaniu się w dół lub mechanizmom podnoszącym.
Porady dotyczące porównania i wyboru Z punktu widzenia kontroli: zawór zwrotny jest typowym elementem pasywnym – jego reakcja jest w całości zależna od kierunku przepływu płynu oraz wewnętrznych mechanizmów sprężynowych lub elementów zaworowych. Zawór zwrotny sterowany pilotem jest hybrydowym elementem aktywnym/pasywnym — nadal zapewnia pasywne zapobieganie przepływowi zwrotnemu, ale może również aktywnie przełączać przepływ za pomocą zewnętrznego sygnału pilota. Jeśli chodzi o wybór: jeśli system ma jedynie zapobiegać cofaniu się płynu hydraulicznego, należy unikać cofania się ciśnienia lub odwrócenia kierunku pracy pompy hydraulicznej , wówczas zwykle wystarczy standardowy zawór zwrotny. Jeśli jednak system wymaga również „zatrzymania cylindra, a następnie zablokowania pozycji”, „zapewnienia braku poślizgu w dół” lub „zwolnienia obiegu oleju w określonym momencie”, wówczas bardziej odpowiedni jest zawór zwrotny sterowany pilotem. Warto również zauważyć, że chociaż do utrzymywania ładunku można zastosować zawór zwrotny sterowany pilotem, w sytuacjach, gdy ładunek może „przekroczyć prędkość w dół” lub gdy warunki są ekstremalne, poleganie na samym zaworze zwrotnym pilotowym może nie być odpowiednie; często należy zastosować zawór przeciwwagi lub inny element sterujący bezpieczeństwa.
2. Pompy z zębami zewnętrznymi a pompy z zębami wewnętrznymi: różnice strukturalne prowadzą do różnic w wydajności
Budowa i cechy pomp o zębach zewnętrznych An pompa z zębatkami zewnętrznymi składa się z dwóch identycznych, zazębiających się kół zębatych, z których każda jest zamontowana na własnym wale, zamkniętych w sztywnej obudowie pompy. Podczas pracy przekładnie wytwarzają rosnącą objętość po stronie ssącej w celu zasysania płynu, a po stronie tłocznej objętość zmniejsza się, wypychając płyn na zewnątrz, zapewniając w ten sposób transfer płynu. Do jego zalet należą: stosunkowo prosta konstrukcja, niższy koszt, większa tolerancja na zanieczyszczenia (ponieważ luz przekładni jest stosunkowo większy, co czyni ją bardziej tolerancyjną na płyn zawierający zanieczyszczenia). Jednakże ze względu na zewnętrzne zazębienie przekładni i większe luzy, pulsacja jej przepływu może być silniejsza i hałas może być większy; w systemach o wysokich wymaganiach dotyczących precyzji lub niskim poziomie hałasu jego działanie może być nieco gorsze.
Budowa i cechy pomp o zębach wewnętrznych An pompa z zębatką wewnętrzną posiada parę kół zębatych o różnych rozmiarach: większe koło zewnętrzne (napęd), które otacza mniejsze koło wewnętrzne (napędzane), które są zazębione mimośrodowo; pomiędzy nimi znajduje się zazwyczaj przegroda w kształcie półksiężyca oddzielająca obszar ssania od obszaru tłoczenia. Konstrukcja ta zapewnia korzyści w zakresie płynności działania, kontroli hałasu, wydajności ssania i wydajności objętościowej. Jednak złożoność produkcji i koszty są stosunkowo wyższe, a ponadto stawia większe wymagania w zakresie czystości oleju, kontroli zanieczyszczeń i konserwacji.
Scenariusze zastosowań i porady dotyczące wyboru W praktycznym projektowaniu systemu, jeśli sprzęt pracuje w trudnych warunkach, z potencjalnie wysokim poziomem zanieczyszczeń i gdzie odporność na zanieczyszczenia jest głównym problemem, a także gdy wymagania dotyczące pulsacji przepływu lub hałasu nie są bardzo rygorystyczne, wówczas pompa z przekładnią zewnętrzną jest zwykle bardziej niezawodnym wyborem. Z drugiej strony, jeśli system wymaga niskiego poziomu hałasu, wysokiej precyzji i płynnego przepływu, a warunki konserwacji sprzętu są sprzyjające, wówczas bardziej odpowiednia będzie pompa z zębatką wewnętrzną. Jednocześnie przy wyborze należy wziąć pod uwagę lepkość płynu, ciśnienie w układzie, częstotliwość użytkowania, wygodę konserwacji i budżet. Innymi słowy, należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak lepkość, ciśnienie, warunki pracy i wymagania produkcyjne.
Streszczenie
Z powyższej analizy wyraźnie widać kluczowe kontrasty pomiędzy tymi dwiema parami komponent/pompa:
Jeśli chodzi o zawory: zawór zwrotny jest typowym elementem pasywnym zapobiegającym przepływowi wstecznemu, podczas gdy zawór zwrotny sterowany pilotem rozszerza ten zakres o funkcję „aktywnego zwalniania/blokowania”.
Jeśli chodzi o pompy zębate: pompa z zębatką zewnętrzną ucieleśnia zalety „prostej konstrukcji, odporności na zanieczyszczenia, niskiego kosztu”, podczas gdy pompa z zębatką wewnętrzną kładzie nacisk na „niski poziom hałasu, wysoką precyzję i płynny przepływ”. Podczas projektowania układu hydraulicznego, doboru komponentów i konserwacji, zrozumienie tych różnic i odpowiednia ocena ich zalet może skutecznie poprawić wydajność systemu, wydłużyć jego żywotność i ograniczyć występowanie usterek.
