Гидравлическая система это что такое
Устройство гидросистемы — принцип работы и конструкция. Плюсы применения оборудования гидравлических систем
Устройство гидравлической системы — представляет собой машину или оборудование, которое при использовании мощности жидкостной среды может справиться с поставленными задачами, за счет преобразования незначительного усилия в значительное. Гидравлическую систему в современном мире активно используют в:
С течением времени список отраслей, в которых всё чаще используют гидрооборудование только увеличивается, так как гидравлика это не только выгодно, но и надежно.
Гидросистема, назначение которой заключается в преобразовании энергии гидравлической в механическую, может быть закрытого или открытого типа. Открытый тип системы чаще всего имею устройства небольшой или средней мощности, закрытый тип предназначен для более сложных систем, где вместо гидравлического цилиндра задействован гидравлический двигатель.
Принцип гидросистемы и особенности её конструкции
Принцип гидравлической системы такой же, как и у жидкостного рычага, где используя гидростатическое давление можно преобразовать малое усилие на относительно небольшой площади в достаточно большое.
Для того, чтобы понять принцип работы гидравлической системы, необходимо изначально разобраться с её конструкцией и основными комплектующими. Рассмотрим конструкцию гидросистемы специализированной техники, которая включает в себя:
Несмотря на то, что конструкция установленной гидравлики может быть разной в зависимости от сферы использования, принцип работы гидросистемы остается неизменным.
Например, рассмотрим принцип гидросистемы сложного промышленного оборудования, где под воздействием силы тяжести рабочая жидкость попадает в устройство гидронасоса, а после к гидравлическому распределителю, который перенаправляет рабочую жидкость к поршню гидроцилиндра, тем самым создавая давление.
Оборудование гидравлических систем — преимущества применения и недостатки
Устройство гидросистемы достаточно широко применяется практически во всех отраслях, так как обладает рядом преимуществ, среди которых выделяют:
К недостаткам использования оборудований гидросистем относят:
Если следовать рекомендациям по обслуживанию и уходу за устройствами гидравлической системы, следить за чистотой рабочего масла, то тогда недостатки гидросистемы теряют свою значимость.
Виды гидравлики: общие классификации
Гидравлические системы используются в разнообразном оборудовании, но работа каждой из них основана на схожем принципе. В его основе лежит классический закон Паскаля, открытый еще в XVII веке. Согласно ему, давление, которое приложено к объему жидкости, создает силу. Она равномерно передается во всех направлениях и создает одинаковое давление в каждой точке.
Основа работы гидравлики любого вида — использование энергии жидкостей и возможность, приложив малое усилие, выдерживать увеличенную нагрузку на значительной площади – так называемый гидравлический мультипликатор. Таким образом, к гидравлике можно отнести все виды устройств, работающих на основе использования гидравлической энергии.
Спецтехника с гидроузлами 
Гидрофицированные роботы на заводе «Камаз»
Виды гидравлики по сферам применения
Несмотря на общий «фундамент», гидросистемы поражают разнообразием. Начиная от базовых гидравлических конструкций, состоящих из нескольких цилиндров и трубок, и заканчивая футуристичными продуктами, в которых объединены гидроэлементы и электротехнические решения, они демонстрируют широту инженерной мысли и приносят прикладную пользу в самых разных отраслях:
В промышленности (для металлорежущих и других станков) современную производительную гидравлику используют благодаря ее способности обеспечить оптимальный режим работы с помощью бесступенчатого регулирования, получать плавные и точные движения оборудования и простоты его автоматизации.
На производственных станках широко применяют системы с автоматическим управлением, а в строительстве, благоустройстве, дорожных и других работах — экскаваторы и другую гусеничную или колесную с гидрофицированными узлами. Гидросистема работает от мотора техники (ДВС или электрического) и обеспечивает функционирование навесных элементов — ковшей, стрел, вил и так далее.
Гидрофицированный экскаватор-погрузчик
Виды гидравлики с разными гидроприводами
В оборудовании для разных сфер используются гидроприводы одного из двух типов — гидродинамические, работающие преимущественно на кинетической энергии, или объемные. Последние используют потенциальную энергию давления жидкостей, обеспечивают большое давление и, благодаря техническому совершенству, широко используются в современных машинах. Системы с компактными и производительными объемными приводами устанавливают на сверхмощных экскаваторах и станках — их рабочее давление достигает 300 МПа и больше.
Пример техники с объемным гидроприводом 
Рабочее колесо гидротурбины для гидроагрегата ГЭС
Объемные гидроприводы используют в большинстве современных гидросистем, устанавливаемых в прессах, экскаваторах и строительной спецтехнике, металлообрабатывающих станках и так далее. Устройства классифицируют по:
Конструкция гидравлики разных видов
В промышленности используют машины и механизмы со сложным устройством, но, как правило, гидравлика в них работает по общей принципиальной схеме. В систему включены:
В зависимости от вида гидросистемы, ее конструкция может отличаться — это влияет на сферу применения устройства, его рабочие параметры.
Стандартный рабочий гидроцилиндр тормоза для комбайна «Нива СК-5»
Виды конструктивных элементов гидросистемы
Прежде всего, важен тип привода — части гидравлики, преобразующей энергию. Цилиндры относятся к роторному типу, и могут направлять жидкости только в один конец или в оба (однократное или двойное действие соответственно). Усилие их направлено прямолинейно. Гидравлика открытого типа с цилиндрами, которые сообщают выходным звеньям возвратно-поступательное движение, используется в мало- и среднемощном оборудовании.
Спецтехника с гидродвигателем
В сложных промышленных системах вместо рабочих цилиндров устанавливают гидродвигатели, в которые из насоса поступает жидкость, а затем возвращается в магистраль. Гидрофицированные моторы сообщают выходным звеньям вращательное движение с неограниченным углом поворота. Их приводит в действие рабочая гидравлическая жидкость, поступающая от насоса, что, в свою очередь, заставляет вращаться механические элементы. В оборудовании для разных сфер устанавливают шестеренчатые, лопастные или поршневые гидромоторы.
Радиально-поршневой гидромотор
Потоками в системе управляют гидрораспределители — дросселирующие и направляющие. По особенностям конструкции их делят на три разновидности: золотниковые, крановые и клапанные. Наиболее востребованы в промышленности, инженерных системах и коммуникациях гидрораспределители первого типа. Золотниковые модели просты в эксплуатации, компактны и надежны.
Гидронасос — еще один принципиально важный элемент гидравлики. Оборудование, преобразующее механическую энергию в энергию давления, используют в закрытых и открытых гидросистемах. Для техники, работающей в «жестких» условиях (бурильной, горнодобывающей и так далее) устанавливают модели динамического типа — они менее чувствительны к загрязнениям и примесям.
Гидравлический насос 
Гидронасос в разрезе 
Пара гидронасос-гидромотор
Также насосы классифицируют по действию — принудительному или непринудительному. В большинстве современных гидросистем, использующих повышенное давление, устанавливают насосы первого типа. По конструкции выделяют модели:
Существует огромное количество видов использования законов гидравлики — изготовители придумывают новые модели техники и оборудования. Среди наиболее интересных — гидросистемы, устанавливаемые в манипуляторах для 3D-печати, коллаборативных роботах, медицинских микрофлюидных устройствах, авиационном и другом оборудовании. Поэтому любая классификация не может считаться полной — научный прогресс дополняет ее чуть ли не каждый день.
pi4 workerbot — ультрасовременный индустриальный робот, воспроизводящий мимику
Гидравлический манипулятор, распечатанный на 3D-принтере
Гидрооборудование на линиях авиационного завода
Принцип работы гидравлики
Гидравлическая система: расчет, схема, устройство. Типы гидравлических систем
Гидравлическая система представляет собой устройство, предназначенное для преобразования небольшого усилия в значительное с использованием для передачи энергии какой-либо жидкости.
Сфера использования
Принцип действия
Работает любая гидравлическая система по принципу обычного жидкостного рычага. Подаваемая внутрь такого узла рабочая среда (в большинстве случаев масло) создает одинаковое давление во всех его точках. Это означает то, что, приложив малое усилие на маленькой площади, можно выдержать значительную нагрузку на большой.
Далее рассмотрим принцип действия подобного устройства на примере такого узла, как гидравлическая тормозная система автомобиля. Конструкция последней довольно-таки проста. Схема ее включает в себя несколько цилиндров (главный тормозной, заполненный жидкостью, и вспомогательные). Все эти элементы соединены друг с другом трубками. При нажатии водителем на педаль поршень в главном цилиндре приходит в движение. В результате жидкость начинает перемещаться по трубкам и попадает в расположенные рядом с колесами вспомогательные цилиндры. После этого и срабатывает торможение.
Устройство промышленных систем
Гидравлический тормоз автомобиля — конструкция, как видите, довольно-таки простая. В промышленных машинах и механизмах используются жидкостные устройства посложнее. Конструкция у них может быть разной (в зависимости от сферы применения). Однако принципиальная схема гидравлической системы промышленного образца всегда одинакова. Обычно в нее включаются следующие элементы:
Преимущества и недостатки гидравлических систем
К достоинствам узлов, работающих по этому принципу, можно отнести:
Помимо достоинств, имеются у гидравлических промышленных систем, конечно же, и определенные недостатки. К таковым относят:
Расчет гидравлической системы
При проектировании подобных устройств принимается во внимание множество самых разных факторов. К таковым можно отнести, к примеру, кинематический коэффициент вязкости жидкости, ее плотность, длину трубопроводов, диаметры штоков и т. д.
Основными целями выполнения расчетов такого устройства, как гидравлическая система, чаще всего является определение:
Производится расчет гидравлической системы с использованием разного рода арифметических формул.
Типы гидравлических систем
Подразделяются все такие устройства на две основные группы: открытого и закрытого типа.
Открытую конструкцию имеют обычно устройства малой и средней мощности. В более сложных системах закрытого типа вместо цилиндра используется гидродвигатель. Жидкость поступает в него из насоса, а затем снова возвращается в магистраль.
Классификация гидравлических машин
Гидравлические машины классифицируют по принципу действия и внутреннему строению.
Главное разделение – насосы и гидравлические двигатели.
К насосам относятся такие группы:
Гидравлические двигатели разделяются на:
Однако у гидравлических двигателей, большинство моделей можно использовать как насос. Следовательно, они могут разделяться на объёмные и динамические.
Принцип работы и устройство гидромашин
С развитием технологий, появляется все больше новых машин, используемых в различных отраслях промышленности.
Лопастные насосы
Этот тип гидромашин, получил огромное распространение в обеспечение населения водой. Эти насосы можно разделить на осевые и центробежные.
Если говорить о принципе действия центробежного насоса, то в этом случае жидкость будет двигаться от центра колеса к периферии под воздействием центробежных сил.
Из каких элементов состоит: основное колесо (рабочее) на котором располагаются лопасти, подвод воды и отвод, а также двигатель. Колесо состоит из двух круглых пластин, между которыми располагаются изогнутые лопасти и подвижная ось двигателя. Колесо вращается в противоположную сторону изгиба лопаток. Тем самым, двигатель с помощью него передаёт потоку механическую энергию.
Осевой насос подразумевает движение жидкости только вдоль подвижной оси, на которой могут располагаться несколько рабочих колёс с лопастями. Они расположены так, чтобы вода поднималась вокруг оси до нужно отметки. В некоторых моделях таких насосов, можно регулировать положение лопастей.
Поршневой насос
Принцип работы заключается в вытеснение жидкости находящийся в рабочей камере, с помощью подвижных элементов насоса. Рабочая камера представляет собой емкость, в которой есть вход и выход для жидкости. Подвижные элементы бывают трёх видов: диафрагма, плунжер и поршень.
Устройство поршневого насоса: шатун, кривошип, поршень, цилиндр (корпус в котором двигается вытесняющая поверхность), пружинные клапаны (впускной и выпускной), ёмкость для жидкости.
Именно поршневые модели являются самыми распространёнными из вытеснителей. В них может присутствовать один, два или несколько поршней.
Плунжерные варианты используются реже вследствие своей дороговизны (это связанно с высокой точностью изготовления движущихся элементов). Однако их преимуществом перед поршневыми, является возможность получения высокого давления.
Состоит плунжерный насос из: ведущий вал, кулачок, плунжер, корпус (цилиндр), пружина (плунжер двигается вперёд с помощью кулачка, а обратно под воздействием пружины).
Самый постой в изготовление, вследствие этого дешёвый вариант – Диафрагменный насос. Из-за простой конструкции, этот вариант не подходит для создания большого давления. Прочность диафрагмы не предназначена для высоких нагрузок. Он состоит из: шток, гибкая диафрагма, корпус, два клапана (впускной и выпускной).
Шестерные насосы
Это машины роторного типа. Они получили большую популярность среди нерегулируемых насосов. Такой агрегат состоит из: две одинаковые шестерни (зацепленные друг за друга), камера п-образной формы (в ней и находятся шестерни), разделитель.
Принцип работы: после запуска двигателя, из всасывающего отверстия, вода попадает в зону между зубьями. Дальнейшее вращение шестерней, приводит к передвижению жидкости в нагнетательную плоскость. В месте зацепления шестерен, жидкость вытесняется и под воздействием давления попадает к дальнейшим рабочим частям насоса.
Преимущества таких гидромашин:
Пластинчатые гидромашины
Это не то же самое, что и лопастные машины (динамический вид). Рабочими поверхностями здесь являются шиберы (пластины). Они относятся к объёмному виду. Подвижным элементом является ротор. Он совершает вращательные движения. А шиберы двигаются по возвратно-поступательной траектории внутри ротора.
Пластинчатые гидромашины подразделяются на две группы: однократные и двукратные. Первый вариант может быть регулируемым, второй нерегулируемый.
Состоят такие агрегаты из: шиберы с пружинами (от двух и более), рабочие камеры (условно разделяются пластинами), ротор.
Рабочий процесс: после запуска двигателя, ротор начинает движение. Шиберы под воздействием пружин, плотно соприкасаются со стенками статора и разделяют общую рабочую емкость на две герметичные камеры (если пластине две). Под воздействием всасывания, емкости заполняются жидкостью и в ходе вращения, передают её в выходное отверстие.
Преимущества пластинчатых гидромашин:
Поворотный гидродвигатель
Особенностью таких агрегатов, является ограничение угла рабочего вала. Они широко применяются в создание рулевого управления сельскохозяйственных машин. Угол оборота, напрямую зависит от количества пластин. Если она одна, он будет составлять примерно 270 градусов, если две – 150, три – 70.
Чтобы регулировать работу вала, потребуется специальный гидрораспределитель. Этот вид агрегатов не подходит для работы с большим давлением жидкости.
Гидротурбины
В этих гидромашинах, механическая энергия протекающей жидкости, передаётся лопастям рабочего колеса. Самый масштабный и яркий пример использования гидротурбин, это гидроэлектростанции. Они разделяются на реактивные и активные.
Состоит такой агрегат из рабочего колеса, подводящего аппарата или сопла (зависит от типа турбины).
По внутреннему строению их можно разделить на ковшовые, диагональные, осевые и радиально-осевые.
Предшественником гидротурбин, можно назвать водяное колесо, которое приводилось в движение с помощью мощного потока воды (их устанавливали на реках или больших ручьях).
Осевые турбины
Самые быстроходные из всех видов турбин. Рабочее колесо по форме напоминает вентилятор с большими лопастями, которые могут быть как фиксированными, так и подвижными. В таких турбинах обязательно устанавливается подающий аппарат. Он отвечает за КПД агрегата, а также в нужным момент полностью перекрывает подступ воды к лопастям. Также обязательным элементом, являются трубы для откачивания воды.
Поворотно-лопастные турбины
Осевой вид турбины, с изменяющими своё положение лопастями. Всего их в такой конструкции может быть 8 штук. Сама конструкция напоминает гребной винт. Изменение положения лопастей, даёт возможность сохранять высокий показатель КПД при уменьшении и незначительном увеличение силы напора. Если лопасти зафиксированы, этот вид будет называться пропеллерным. Он самый дешёвый и самый ограниченный в возможностях (может работать только в одной силе потока).
Самым редким вариантом поворотно-лопастных турбин, являются двухперовые. Их главное отличие от других видов, это разделение лопасти на два пера. Такие модели активно используют за границей.
Радиально-осевые турбины
Его главной особенностью является простота конструкции и невысокая цена. На самых больших гидроэлектростанциях, установлены именно такие гидротурбины. Им принадлежит рекорд по выдаваемой мощности.
В этом виде турбин жидкость поступает на рабочее колесо с наружной стороны. Проходя по радиусу, минуя множество каналов определённой формы, она достигает центра и заставляет ротор раскручиваться. Для того, чтобы жидкость поступала равномерно и правильно, колесо окружается спиральной камерой, за которой находится направляющий аппарат. Его лопасти располагаются под определёнными углами, для увеличения КПД турбины. Когда вода отдала свою механическую энергию рабочему колесу, она откачивается с помощью специальных труб.
Главным минусом этого вида турбин, являются фиксированные лопасти. Тем самым, радиально-осевая турбина может показать высокой значение КПД, только при определённых напорах. Если использовать Радиально-осевую турбину при напоре в 700 м, её размер должен быть огромен, вследствие чего, она сильно проигрывает ковшовым турбинам. Максимально допустимой силой напора, для достижения высокого показателя КПД, будет отметка в 300м.
Диагональные турбины
Этот вид вобрал в себя лучшие качества двух предыдущих. Диагональные турбины, являются новой разработкой, по сравнению с другими. Главной особенностью этого вида, является гол наклона лопастей (30-60 градусов). И в это же время, лопасти можно регулировать. Вследствие этого, диагональные турбины подходят для обширного диапазона мощностей потока, сохраняя высокий показатель КПД.
Однако такая универсальность и производительность дорого обходится. Это связанно со сложностью конструкции.
Есть диагональные турбины с фиксированными лопастями. Они распространены на небольших ГЭС.
Ковшовые гидротурбины
Этот вид предназначен для работы с большими напорами. Ковшовые турбины относятся к активному типу в отличие от остальных. Рабочее колесо приводится в действие отдельными струями воды, попадающими на ковши колеса. Сами струи формируются с помощью направленных отверстий или сопл. Их может быть до шести штук. Рабочее колесо состоит из диска, с закреплёнными на нём ковшами.
Ковшовые гидротурбины разделяются на вертикальные и горизонтальные. Второй вариант используется на средних гидроэлектростанциях.
Инструменты пользователя
Инструменты сайта
Боковая колонна
Группы Юнитех
Присоединяйтесь к Юнитех в социальных сетях: группа Вконтакте и страница в Facebook.
Сортировка по релевантности
Содержание
Система гидравлическая
Определение
Гидравлическая система (гидропривод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии. 1)
Назначение
Назначение гидравлической системы заключается в приведении в движение механизмов посредством рабочей жидкости (гидравлического масла), подаваемой под давлением. Потоком жидкости можно управлять напрямую или автоматически — посредством управляющих клапанов. Распределение потока происходит по специальным гидравлическим шлангам и трубкам.
Конструкция
Основные составляющие гидравлической системы:
Гидравлический двигатель (гидродвигатель) – гидравлическая машина, предназначенная для преобразования гидравлической энергии в механическую. К гидродвигателям относят, в частности, гидромоторы и гидроцилиндры.
Гидромоторы сообщают выходному звену вращательное движение на неограниченный угол поворота.
Гидроцилиндры сообщают выходному звену возвратно-поступательное движение. 4)
Гидроцилиндр одностороннего действия
Гидроцилиндр двустороннего действия
Гидравлический распределитель (гидрораспределитель) — устройство, предназначенное для управления гидравлическими потоками в гидросистеме с помощью внешнего воздействия (сигнала). Гидрораспределитель управляет движением выходного звена гидродвигателя путём перенаправления потоков рабочей жидкости. 5) К гидрораспределителям относятся золотники, клапаны, краны.
Принцип действия
Приводной двигатель передаёт вращающий момент на вал насоса, который сообщает энергию рабочей жидкости. Рабочая жидкость по трубопроводу через регулирующую аппаратуру поступает в гидродвигатель, где гидравлическая энергия преобразуется в механическую. После этого рабочая жидкость по трубопроводу возвращается либо в бак, либо непосредственно к насосу. 7)
Гидравлический трубопровод предназначен для прохождения рабочей жидкости в процессе работы гидравлической системы. В общем случае трубопровод состоит из всасывающей, напорной и сливной линий. Кроме того, в гидравлической системе часто имеются линии управления и дренажная линия. Всасывающая линия служит для подведения рабочей жидкости к насосу из бака, от распределителя или непосредственно от гидродвигателя. По напорной линии жидкость от насоса поступает через регулирующие и управляющие устройства к гидродвигателю. По сливной линии рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается обратно к насосу (замкнутая схема циркуляции) или сливается в гидробак (разомкнутая схема циркуляции). 8)
Описание принципа действия гидравлической системы на английском языке представлено в следующем видео:
Различия гидравлической и пневматической систем
Наглядно различия гидравлической и пневматической систем, а также их сфер применения показаны в следующих англоязычных видеоматериалах:
Применение
Гидравлический домкрат (используется для монтажа/демонтажа в строительстве, машиностроении и т.п.)
Устройство гидросистемы домкрата: 
1. Домкрат или цилиндр — исполнительный механизм, создающий усилие. 2. Быстроразъемное соединение (гнездо) — для быстрого соединения рукава высокого давления с компонентами гидросистемы, устанавливается со стороны цилиндра. 3. Быстроразъемное соединение (штекер) — для быстрого соединения рукава высокого давления с компонентами гидросистемы, устанавливается со стороны маслостанции. 4. Рукав высокого давления — для передачи гидравлической жидкости под давлением между компонентами гидросистемы. 5. Манометр — для контроля давления в гидросистеме. 6. Адаптер — для подключения манометра к гидросистеме. 7. Насос ручной гидравлический — нагнетает в гидросистему жидкость под давлением, приводится в действие мускульной силой. 9)
Экскаватор гидравлический, оборудованный прямой лопатой 10) 
1 – ковш 2 – стрела 3 – гидроцилиндр стрелы 4 – рукоять 5 – гидроцилиндр рукояти 6 – днище ковша 7 – гидроцилиндр открывания ковша
В станкостроении гидравлическая система нашла также широкое применение, однако в этой области она испытывает высокую конкуренцию со стороны других видов привода.
Широкое распространение получил гидропривод в авиации. Насыщенность современных самолётов системами гидропривода такова, что общая длина трубопроводов современного пассажирского авиалайнера может достигать нескольких километров. Например, в системах автоматики на самолетах гидравлические элементы широко используются для уборки и выпуска шасси, закрылков, аэродинамических тормозов, в управлении при рулежке самолета, для торможения колес шасси и других устройствах.
В автомобильной промышленности самое широкое применение нашли гидроусилители руля, существенно повышающие удобство управления автомобилем. Гидроусилители применяют и во многих других областях техники (авиации, тракторостроении, промышленном оборудовании и др.).
Техническое обслуживание
Гидравлическая система требует тщательного ухода. Необходимо контролировать уровень и температуру масла. Замена масла на новом оборудовании осуществляется через один рабочий месяц. Это необходимо для очистки механизмов от результатов притирки. Дальнейшая работа оборудования предусматривает замену масла через четыре-шесть месяцев. Требуется регулярно поддерживать уровень масла и проводить чистку фильтров и трубопроводов. Также следует периодически выполнять промывку гидросистемы.