
В отличие от чисто механического движения традиционных жестких тяг (например, шатуна двигателя), сердцевина гидравлической тяги заключается в несжимаемости и текучести гидравлической жидкости.
В отличие от чисто механического движения традиционных жестких тяг (например, шатуна двигателя), сердцевина гидравлической тяги заключается в несжимаемости и текучести гидравлической жидкости.
Основные компоненты:
Типичная система гидравлической тяги обычно включает:
1. Гидравлический цилиндр: Фактически является «телом» тяги.
2. Поршень: Перемещается внутри цилиндра.
3. Шток поршня: Выходит из цилиндра, соединяется с нагрузкой, является «рабочим концом» тяги.
4. Гидравлическая жидкость: Среда, передающая усилие.
5. Управляющий клапан: Контролирует направление потока, давление и расход гидравлической жидкости.
6. Гидравлический насос: Обеспечивает источник энергии.
Принцип работы:
Основан на законе Паскаля. Когда гидравлический насос нагнетает жидкость под высоким давлением в одну из полостей цилиндра, давление жидкости толкает поршень, который, в свою очередь, приводит шток поршня в прямолинейное движение или создает усилие. Изменяя направление потока жидкости с помощью управляющего клапана, можно контролировать выдвижение и втягивание штока поршня.
По сравнению с традиционными жесткими тягами, система гидравлической тяги обладает следующими заметными особенностями:
1. Усиление силы: Приложение небольшого усилия к поршню малого диаметра может создавать огромное выходное усилие на поршне большого диаметра. Это и есть эффект «рычага» («малой силой двигать большую тяжесть»).
2. Беcступенчатое регулирование скорости: Путем регулирования расхода гидравлической жидкости можно точно и плавно контролировать скорость движения штока поршня.
3. Защита от перегрузки: В системе может быть установлен предохранительный клапан, который открывается для сброса давления при чрезмерной нагрузке, защищая всю систему от повреждений. Этого не может обеспечить жесткая тяга.
4. Изменяемый ход и гибкая компоновка: Гидравлические цилиндры могут быть изготовлены большой длины, а с помощью гибких рукавов исполнительный механизм (цилиндр) можно размещать удаленно от источника энергии, что обеспечивает более гибкое проектирование. Длина и форма же жесткой тяги фиксированы.
5. Демпфирование и поглощение вибраций: Сама гидравлическая жидкость способна поглощать удары и вибрации, делая движение более плавным. Некоторые цилиндры также имеют встроенные буферные устройства на концах.
Концепция гидравлической тяги широко применяется в ситуациях, требующих большого усилия и управляемого прямолинейного движения:
1. Дорожно-строительная техника (наиболее типичное применение):
- Экскаватор: Движение стрелы, рукояти и ковша полностью приводятся в действие несколькими системами «гидравлических тяг» (т.е. гидроцилиндрами). Это самый наглядный пример «гидравлической тяги».
- Автомобильный кран: Выдвижение и изменение вылета стрелы, уборка и выпуск опор.
- Погрузчик: Подъем и опрокидывание ковша.
2. Промышленное оборудование:
- Гидравлический пресс: Для штамповки и формовки металла.
- Литьевая машина: Привод смыкания/размыкания пресс-формы и впрыска.
- Станочное оборудование: Механизмы подачи некоторых тяжелых станков.
3. Аэрокосмическая отрасль:
- Уборка и выпуск шасси самолета, управление рулевыми поверхностями.
4. Специальный транспорт:
- Подъем кузова самосвала.