Blok I Lekcja 9 Zasada działania układów hydraulicznych

1. Blok I: PODSTAWY TECHNIKI
Lekcja 9: Zasada działania, budowa
i obsługa podstawowych
układów hydraulicznych
oraz pneumatycznych (1 godz.)
1. Urządzenia do regulacji przepływu i
ciśnienia.
2. Układy hydrauliczne i pneumatyczne
3. Symbole graficzne elementów układów
hydraulicznych i pneumatycznych
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2. Urządzenia do regulacji
przepływu i ciśnienia

3. 1.Urządzeniadoregulacjiprzepływui
ciśnienia
Do urządzeń do regulacji przepływu i ciśnienia cieczy, które
znalazły zastosowanie w maszynach i urządzeniach rolniczych,
zaliczyć można:
− zawory sterujące ciśnieniem, które dzielą się na:
• zawory bezpieczeństwa,
• zawory przelewowe,
• zawory redukcyjne;
− zawory sterujące natężeniem lub kierunkiem przepływu, do
których należą:
• zawory odciążające,
• zawory zwrotne,
• zawory dławiące,
• zawory rozdzielające
• regulatory przepływu.

4. 1.Urządzeniadoregulacjiprzepływui
ciśnienia
Zawory sterujące ciśnieniem:
a) bezpieczeństwa,
b) przelewowy redukcyjny

5. 1.Urządzeniadoregulacjiprzepływui
ciśnienia
Zawory sterujące natężeniem przepływu:
a) odcinające,
b) zwrotne,
c) dławiące.

6. 1.Urządzeniadoregulacjiprzepływui
ciśnienia
Zawór bezpieczeństwa ma za zadanie upuścić olej bezpośrednio
do zbiornika w razie powstania nadmiernego ciśnienia w układzie.
Zawór bezpieczeństwa w czasie normalnej pracy układu
pozostaje zamknięty, a otwiera się tylko przy nadmiernym
zwiększeniu ciśnienia w instalacji.
Zawór przelewowy w trakcie normalnej pracy umożliwia ciągłe
odprowadzanie części strumienia oleju do zbiornika, zależnie od
jego nastawienia.
Każdy zawór przelewowy może być użyty jako zawór
bezpieczeństwa, natomiast nie każdy zawór bezpieczeństwa
będzie dobrze pracował jako zawór przelewowy.
Do utrzymania stałego ciśnienia za zaworem, niezależnie od
wartości ciśnienia panującego przed nim, służą zawory
redukcyjne. Ciśnienie za zaworem redukcyjnym może być
mniejsze, a co najwyżej równe ciśnieniu przed zaworem.

7. 1.Urządzeniadoregulacjiprzepływui
ciśnienia
Zawory rozdzielające służą do kierowania przepływu cieczy do
odpowiednich odbiorników instalacji hydraulicznej.
Zawory rozdzielające można sklasyfikować w zależności od
liczby dróg sterowniczych i od liczby położeń elementu
sterującego.
Na podstawie liczby dróg sterowniczych, czyli liczby
przewodów doprowadzonych do zaworu, rozróżnia się
rozdzielacze dwudrogowe, trzy drogowe itp.
Ze względu na liczbę położeń elementu sterującego dzieli się
rozdzielacze na dwupołożeniowe, trój położeniowe itp. Liczbę
dróg sterowniczych i liczbę położeń elementu sterowniczego
podaje się cyframi, np. 4/3 oznacza zawór czterodrogowy
trójpołożeniowy.
Najszersze zastosowanie w układach hydraulicznych maszyn
rolniczych znalazły suwakowe zawory rozdzielające, ze względu
na możliwość uzyskania dużej liczby różnych kombinacji
połączeń wielodrogowych.

8. 1.Urządzeniadoregulacjiprzepływui
ciśnienia
Prosty rozdzielacz suwakowy składa się z cylindrycznego suwaka i korpusu
zaopatrzonego w otwory doprowadzające i odprowadzające ciecz.
Rozdzielacz ten jest rozdzielaczem trójpołożeniowym z zamkniętym przepływem
w położeniu naturalnym, umożliwiającym ustawienie sterowanego odbiornika w
położeniu nieruchomym (stop, położenie neutralne) lub też uzyskanie jego ruchu
w jednym lub drugim kierunku.
W położeniu neutralnym suwak zasłania kanały doprowadzające ciecz do
odbiornika. Po przesunięciu suwaka w prawo kanał prawy, łączący rozdzielacz z
odbiornikiem, otrzyma połączenie z kanałem doprowadzającym ciecz roboczą
pod ciśnieniem, a kanał lewy zostanie połączony z kanałem odprowadzającym
ciecz do zbiornika. Po przesunięciu suwaka w lewo kanał prawy, łączący
rozdzielacz z odbiornikiem, zostanie połączony z kanałem odprowadzającym
ciecz do zbiornika, natomiast kanał lewy uzyska połączenie z kanałem
doprowadzającym ciecz pod ciśnieniem. Działanie rozdzielacza jest
przedstawione przez układ strzałek na jego schemacie.

9. 1.Urządzeniadoregulacjiprzepływui
ciśnienia
Dławik jest najprostszym urządzeniem ograniczającym
natężenie przepływu oleju w układzie.
Dławik zapobiega zbyt szybkiemu doprowadzeniu oleju pod
ciśnieniem do cylindrów siłowników czy innych odbiorników
hydraulicznych, a tym samym zapobiega ich uszkodzeniu.
Dławiki instaluje się zazwyczaj przy króćcach rozdzielaczy
lub na siłownikach

10. Układy hydrauliczne
i pneumatyczne

11. 2.Układyhydrauliczneipneumatyczne Napęd hydrauliczny lub pneumatyczny jest to zespół elementów
wzajemnie ze sobą połączonych, mających na celu
przetworzenie energii mechanicznej na energię płynu oraz
przeniesienie jej za pośrednictwem czynnika roboczego pod
ciśnieniem do odbiorników. W odbiornikach tych zostaje ona
ponownie zamieniona na energię mechaniczną.
Zasada działania poszczególnych elementów układów
hydraulicznych i pneumatycznych jest taka sama. Różnią się
one między sobą rozwiązaniami konstrukcyjnymi wynikającymi
z odmiennych właściwości fizycznych czynnika roboczego.
W napędach hydraulicznych czynnikiem roboczym jest z reguły
olej mineralny, natomiast w układach pneumatycznych sprężone
powietrze.
W zależności od sposobu przenoszenia ruchu rozróżnia się dwa
rodzaje napędów hydraulicznych: hydrostatyczny
i hydrokinetyczny.
W układach hydrostatycznych, zwanych często układami
hydrauliki siłowej, wykorzystuje się do przeniesienia ruchu
energię ciśnienia cieczy, a w napędach hydrokinetycznych -
energię kinetyczną cieczy

12. 2.Układyhydrauliczneipneumatyczne Do podstawowych zalet układów hydraulicznych należy
zaliczyć.
− możliwość uzyskania na organach wykonawczych bardzo
dużych sił, przy jednoczesnym zachowaniu małych
gabarytów urządzenia i prostoty przeniesienia energii;
− bezstopniową regulację prędkości elementów wykonawczych
z zachowaniem ich płynnego ruchu;
− łatwość zabezpieczenia przed przeciążeniem;
− dużą sprawność całkowitą, uzyskiwaną dzięki możliwości
dostosowania ciśnienia oleju do chwilowego obciążenia.
Do wad układów hydraulicznych zalicza się:
− trudności uzyskania bardzo szybkich ruchów elementów
wykonawczych;
− trudności uszczelnienia elementów ruchowych;
− konieczność wykonania wszystkich elementów z bardzo
dużą dokładnością, co wiąże się z wysoką ich ceną.

13. 2.Układyhydrauliczneipneumatyczne Najważniejszymi zaletami układów pneumatycznych są:
− możliwość uzyskiwania dużych prędkości gazu w przewodach,
a co za tym idzie, wykorzystania go do sterowania
elementów o dużych prędkościach działania;
− mała wrażliwość na działanie temperatur,
− małe wymiary i masa elementów pneumatycznych,
− możliwość stosowania centralnego zasilania dla kilku a nawet
kilkudziesięciu niezależnych układów.
Głównymi wadami układów pneumatycznych są:
− ograniczenie względami technicznymi i ekonomicznymi
wartości ciśnienia w układzie (0,4-0,7 MPa), prowadzące do
niemożliwości uzyskiwania dużych sił na elementach
wykonawczych;
− trudności z uzyskiwaniem płynnego ruchu elementów
roboczych;
− trudności w uzyskiwaniu małych prędkości ruchu elementów
wykonawczych oraz jej płynnej regulacji;
− duże koszty układów pneumatycznych związane z
koniecznością zachowania dużej dokładności podczas
wykonywania elementów wchodzących w jej skład.

14. Symbole graficzne elementów
układów hydraulicznych
i pneumatycznych

15. 3.Symbolegraficzneelementówukładówhydraulicznychipneumatycznych

16. 3.Symbolegraficzneelementówukładówhydraulicznychipneumatycznych

17. 3.Symbolegraficzneelementówukładówhydraulicznychipneumatycznych

18. 3.Symbolegraficzneelementówukładówhydraulicznychipneumatycznych
Symbole graficzne podano za: A. Lisowski: Mechanizacja rolnictwa, Hortpress Sp. z o. o., Warszawa 2008