กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

เครื่องจักรไฮดรอลิก

เครื่องจักรไฮดรอ ลิก ใช้ พลังงาน จากของเหลว ในการทำงาน ยาน พาหนะก่อสร้างขนาดใหญ่ เป็นตัวอย่างที่พบได้ทั่วไป ในเครื่องจักรประเภทนี้ ของเหลวไฮดรอลิก จะถูกปั๊มไปยัง มอเตอร์ไฮดรอลิก...

เครื่องจักรไฮดรอลิก

วงจรไฮดรอลิกแบบเปิดศูนย์กลางอย่างง่าย
รถขุด ; ระบบไฮดรอลิกหลัก: กระบอกไฮดรอลิกบูม, ระบบขับเคลื่อนการหมุน, พัดลมระบายความร้อน และระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบ
ลักษณะพื้นฐานของการใช้ระบบไฮดรอลิกส์เปรียบเทียบกับระบบกลศาสตร์ในการเพิ่ม/ลดแรงและแรงบิดในระบบส่งกำลัง

เครื่องจักรไฮดรอ ลิก ใช้พลังงานจากของเหลว ในการทำงาน ยานพาหนะก่อสร้างขนาดใหญ่เป็นตัวอย่างที่พบได้ทั่วไป ในเครื่องจักรประเภทนี้ของเหลวไฮดรอลิก จะถูกปั๊มไปยัง มอเตอร์ไฮดรอลิกและกระบอกไฮดรอลิกต่างๆทั่วทั้งเครื่องจักร และจะถูกเพิ่มแรงดันตามแรงต้านทานที่มีอยู่ ของเหลวจะถูกควบคุมโดยตรงหรือโดยอัตโนมัติด้วยวาล์วควบคุมและกระจายผ่านท่ออ่อน ท่อ หรือท่อส่งต่างๆ

ระบบไฮดรอลิก เช่นเดียวกับระบบนิวแมติกส์อาศัยหลักการของกฎของปาสคาลซึ่งกล่าวว่า แรงดันใดๆ ที่กระทำต่อของเหลวภายในระบบปิด จะส่งผ่านแรงดันนั้นอย่างเท่าเทียมกันทุกที่และในทุกทิศทาง ระบบไฮดรอลิกใช้ของเหลว ที่ไม่สามารถบีอัดได้ เป็นของเหลวในระบบ แทนที่จะใช้ก๊าซที่สามารถบีอัดได้

ความนิยมของเครื่องจักรไฮดรอลิกเกิดจากกำลังมหาศาลที่สามารถส่งผ่านท่อขนาดเล็กและสายยางที่ยืดหยุ่นได้ ความหนาแน่นของกำลังสูง และมีตัวขับเคลื่อน หลากหลายประเภท ที่สามารถใช้ประโยชน์จากกำลังนี้ได้ รวมถึงการเพิ่มแรงมหาศาลที่สามารถทำได้โดยการใช้แรงดันในพื้นที่ค่อนข้างกว้าง ข้อเสียอย่างหนึ่งเมื่อเทียบกับเครื่องจักรที่ใช้เฟืองและเพลาคือ การส่งกำลังใดๆ ก็ตามจะทำให้เกิดการสูญเสียบางส่วนเนื่องจากความต้านทานการไหลของของเหลวผ่านท่อ

ประวัติศาสตร์

โจเซฟ บรามาห์ จด สิทธิบัตรเครื่องอัดไฮดรอลิกในปี 1795 [ 1 ]ขณะทำงานที่ร้านของบรามาห์เฮนรี มอดสเลย์แนะนำให้ใช้การบรรจุด้วยหนังถ้วย[ 2 ]เนื่องจากให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า เครื่องอัดไฮดรอลิกจึงเข้ามาแทนที่ค้อนไอน้ำในการตีขึ้นรูปโลหะ ในที่สุด [ 3 ]

เพื่อจัดหาพลังงานขนาดใหญ่ซึ่งเป็นไปไม่ได้สำหรับเครื่องยนต์ไอน้ำแต่ละเครื่อง จึงได้มีการพัฒนาระบบไฮดรอลิกแบบสถานีกลาง พลังงานไฮดรอลิกถูกนำมาใช้ในการใช้งานเครนและเครื่องจักรอื่นๆ ในท่าเรือของอังกฤษและที่อื่นๆ ในยุโรป ระบบไฮดรอลิกที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในลอนดอน พลังงานไฮดรอลิกถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางใน การผลิตเหล็ก เบสเซเมอร์พลังงานไฮดรอลิกยังถูกใช้สำหรับลิฟต์และในการใช้งานประตูน้ำคลองและส่วนหมุนของสะพาน[ 1 ] [ 3 ]ระบบเหล่านี้บางส่วนยังคงใช้งานได้ดีจนถึงศตวรรษที่ 20

แฮร์รี แฟรงคลิน วิคเกอร์สได้ รับการยกย่องจาก ASMEว่าเป็น "บิดาแห่งระบบไฮดรอลิกอุตสาหกรรม"

การคูณแรงและแรงบิด

คุณสมบัติพื้นฐานของระบบไฮดรอลิกคือความสามารถในการเพิ่มแรงหรือแรงบิดได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างจุดป้อนเข้าและจุดส่งออก และไม่จำเป็นต้องใช้เกียร์หรือคันโยกเชิงกล โดยการปรับเปลี่ยนพื้นที่ใช้งานในกระบอกสูบสองตัวที่เชื่อมต่อกัน หรือปริมาตรการแทนที่ใช้งาน (ซีซี/รอบ) ระหว่างปั๊มและมอเตอร์ ในกรณีปกติ อัตราส่วนไฮดรอลิกจะถูกรวมเข้ากับอัตราส่วนแรงหรือแรงบิดเชิงกลเพื่อการออกแบบเครื่องจักรที่เหมาะสมที่สุด เช่น การเคลื่อนที่ของบูมและการขับเคลื่อนตีนตะขาบสำหรับรถขุด

ตัวอย่าง

กระบอกไฮดรอลิกสองตัวที่เชื่อมต่อกัน

กระบอกสูบ C1 มีรัศมี 1 นิ้ว และกระบอกสูบ C2 มีรัศมี 10 นิ้ว ถ้าแรงที่กระทำต่อ C1 คือ 10 ปอนด์แรงที่กระทำต่อ C2 จะเท่ากับ 1000 ปอนด์ เพราะ C2 มีพื้นที่หน้าตัด ( S = π   ) มากกว่า C1 ถึง 100 เท่าข้อเสียคือ คุณต้องเคลื่อนที่ C1 เป็นระยะทาง 100 นิ้ว เพื่อให้ C2 เคลื่อนที่ได้เพียง 1 นิ้ว การใช้งานที่พบได้บ่อยที่สุดคือในแม่แรงไฮดรอลิก แบบคลาสสิก ซึ่งกระบอกสูบสูบน้ำที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าจะเชื่อมต่อกับกระบอกสูบยกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 

ปั๊มและมอเตอร์

ถ้าต่อปั๊มไฮดรอลิกแบบหมุนที่มีปริมาตรการแทนที่ 10 ซีซี/รอบ เข้ากับมอเตอร์ไฮดรอลิกแบบหมุนที่มีปริมาตรการแทนที่ 100 ซีซี/รอบ แรงบิดที่จำเป็นในการขับเคลื่อนปั๊มจะมีค่าเป็นหนึ่งในสิบของแรงบิดที่มีอยู่ที่เพลาของมอเตอร์ แต่ความเร็วรอบ (รอบ/นาที) ของมอเตอร์ก็จะมีค่าเพียงหนึ่งในสิบของความเร็วรอบของเพลาปั๊มเช่นกัน การรวมกันนี้เป็นการเพิ่มแรงในลักษณะเดียวกับตัวอย่างกระบอกสูบ เพียงแต่ในกรณีนี้ แรงเชิงเส้นเป็นแรงหมุน ซึ่งนิยามว่าแรงบิด

ตัวอย่างทั้งสองนี้โดยทั่วไปเรียกว่าระบบส่งกำลังแบบไฮดรอลิกหรือระบบส่งกำลังแบบไฮโดรสแตติก ซึ่งเกี่ยวข้องกับ "อัตราทดเกียร์" แบบไฮดรอลิกที่กำหนดไว้

วงจรไฮดรอลิก

วงจรไฮดรอลิกเป็นระบบที่ประกอบด้วยส่วนประกอบแยกชิ้นที่เชื่อมต่อกันซึ่งทำหน้าที่ลำเลียงของเหลวจุดประสงค์ของระบบนี้อาจเป็นการควบคุมทิศทางการไหลของของเหลว (เช่น ในเครือข่ายท่อของสารหล่อเย็นในระบบเทอร์โมไดนามิก ) หรือการควบคุมความดัน ของของเหลว (เช่น ในเครื่องขยายกำลังไฮดรอลิก) ตัวอย่างเช่น เครื่องจักรไฮดรอลิกใช้วงจรไฮดรอลิก (ซึ่งของเหลวไฮดรอลิกถูกผลักภายใต้ความดันผ่านปั๊มไฮดรอลิก ท่อ สายยางมอเตอร์ไฮดรอลิก กระบอกไฮดรอลิกและอื่นๆ) เพื่อเคลื่อนย้ายของหนัก แนวคิดในการอธิบายระบบของเหลวในแง่ของส่วนประกอบแยกชิ้นได้รับแรงบันดาลใจจากความสำเร็จของทฤษฎีวงจร ไฟฟ้า เช่นเดียวกับที่ทฤษฎีวงจรไฟฟ้าทำงานได้ดีเมื่อองค์ประกอบแยกชิ้นและเป็นเชิงเส้น ทฤษฎีวงจรไฮดรอลิกจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อองค์ประกอบ (ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ เช่น ท่อหรือสายส่ง หรือส่วนประกอบแบบแอคทีฟ เช่น ชุดกำลังหรือปั๊ม ) แยกชิ้นและเป็นเชิงเส้น ซึ่งโดยทั่วไปหมายความว่าการวิเคราะห์วงจรไฮดรอลิกจะทำงานได้ดีที่สุดสำหรับท่อที่ยาวและบางที่มีปั๊มแยกชิ้น เช่นที่พบในระบบการไหลของกระบวนการทางเคมีหรืออุปกรณ์ขนาดเล็ก[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

วงจรประกอบด้วยส่วนประกอบดังต่อไปนี้:

เพื่อให้ของเหลวไฮดรอลิกทำงานได้ ของเหลวจะต้องไหลไปยังตัวกระตุ้นและ/หรือมอเตอร์ จากนั้นจึงไหลกลับไปยังถังเก็บ หลังจากนั้นของเหลวจะถูกกรองและสูบกลับเข้าไปใหม่ เส้นทางที่ของเหลวไฮดรอลิกไหลผ่านเรียกว่าวงจรไฮดรอลิกซึ่งมีหลายประเภท

  • วงจรแบบเปิดศูนย์กลางใช้ปั๊มที่จ่ายของเหลวอย่างต่อเนื่อง ของเหลวจะไหลกลับไปยังถังผ่านศูนย์กลางที่เปิดอยู่ ของวาล์วควบคุม กล่าวคือ เมื่อวาล์วควบคุมอยู่ตรงกลาง จะเป็นทางไหลกลับไปยังถังที่เปิดอยู่ และของเหลวจะไม่ถูกสูบด้วยแรงดันสูง ในทางกลับกัน หากวาล์วควบคุมถูกกดใช้งาน มันจะส่งของเหลวไปยังและจากตัวกระตุ้นและถัง แรงดันของของเหลวจะเพิ่มขึ้นเพื่อต้านทานแรงใดๆ เนื่องจากปั๊มมีกำลังส่งคงที่ หากแรงดันสูงเกินไป ของเหลวจะไหลกลับไปยังถังผ่านวาล์วระบายแรงดันอาจมีการต่อวาล์วควบคุมหลายตัวแบบอนุกรมวงจรประเภทนี้สามารถใช้ปั๊มแบบปริมาตรคงที่ราคาไม่แพงได้
  • วงจรแบบปิดจะจ่ายแรงดันเต็มที่ให้กับวาล์วควบคุม ไม่ว่าจะมีวาล์วใดถูกใช้งานหรือไม่ก็ตาม ปั๊มจะปรับอัตราการไหล โดยสูบของเหลวไฮดรอลิกเพียงเล็กน้อยจนกว่าผู้ใช้งานจะใช้งานวาล์ว ดังนั้นแกนวาล์วจึงไม่จำเป็นต้องมีทางส่งกลับไปยังถังแบบเปิด สามารถเชื่อมต่อวาล์วหลายตัวแบบขนานได้ และแรงดันในระบบจะเท่ากันสำหรับวาล์วทุกตัว
วงจรเปิดและวงจรปิด

วงจรเปิด

วงจรเปิด:ทางเข้าของปั๊มและทางกลับของมอเตอร์ (ผ่านวาล์วควบคุมทิศทาง) เชื่อมต่อกับถังไฮดรอลิก คำว่า "วงจร" ในที่นี้ใช้กับระบบป้อนกลับ แต่คำที่ถูกต้องกว่าคือ "วงจร" เปิด เทียบกับ "วงจร" ปิด วงจรแบบศูนย์กลางเปิดใช้ปั๊มที่จ่ายการไหลอย่างต่อเนื่อง การไหลจะกลับไปยังถังผ่านศูนย์กลางเปิดของวาล์วควบคุม นั่นคือ เมื่อวาล์วควบคุมอยู่ตรงกลาง มันจะให้เส้นทางการไหลกลับไปยังถังแบบเปิด และของเหลวจะไม่ถูกสูบด้วยแรงดันสูง ในทางกลับกัน หากวาล์วควบคุมถูกใช้งาน มันจะส่งของเหลวไปยังและจากตัวกระตุ้นและถัง แรงดันของของเหลวจะเพิ่มขึ้นเพื่อเอาชนะแรงต้านทานใดๆ เนื่องจากปั๊มมีเอาต์พุตคงที่ หากแรงดันสูงเกินไป ของเหลวจะกลับไปยังถังผ่านวาล์วระบายแรงดัน สามารถต่อวาล์วควบคุมหลายตัวแบบอนุกรมได้ วงจรประเภทนี้สามารถใช้ปั๊มแบบปริมาตรคงที่ราคาไม่แพงได้

วงจรวงปิด

ระบบวงปิด:ท่อส่งน้ำมันกลับจากมอเตอร์เชื่อมต่อโดยตรงกับท่อทางเข้าของปั๊ม เพื่อรักษาระดับความดันด้านความดันต่ำ วงจรจะมีปั๊มจ่าย (ปั๊มเกียร์ขนาดเล็ก) ที่จ่ายน้ำมันที่เย็นและกรองแล้วไปยังด้านความดันต่ำ วงจรวงปิดโดยทั่วไปใช้สำหรับระบบส่งกำลังแบบไฮโดรสแตติกในงานเคลื่อนที่ข้อดี:ไม่มีวาล์วควบคุมทิศทางและตอบสนองได้ดีกว่า วงจรสามารถทำงานที่ความดันสูงกว่าได้ มุมหมุนของปั๊มครอบคลุมทั้งทิศทางการไหลบวกและลบข้อเสีย:ปั๊มไม่สามารถนำไปใช้กับฟังก์ชันไฮดรอลิกอื่นๆ ได้ง่าย และการระบายความร้อนอาจเป็นปัญหาเนื่องจากการแลกเปลี่ยนการไหลของน้ำมันมีจำกัด ระบบวงปิดกำลังสูงโดยทั่วไปต้องมี 'วาล์วล้าง' ประกอบอยู่ในวงจรเพื่อแลกเปลี่ยนการไหลมากกว่าการไหลรั่วพื้นฐานจากปั๊มและมอเตอร์ เพื่อเพิ่มการระบายความร้อนและการกรอง วาล์วล้างมักจะรวมอยู่ในตัวเรือนมอเตอร์เพื่อให้เกิดผลการระบายความร้อนสำหรับน้ำมันที่หมุนอยู่ในตัวเรือนมอเตอร์เอง การสูญเสียในตัวเรือนมอเตอร์จากผลของการหมุนและการสูญเสียในตลับลูกปืนอาจมีมาก เนื่องจากความเร็วของมอเตอร์จะสูงถึง 4000-5000 รอบต่อนาที หรือมากกว่านั้นที่ความเร็วสูงสุดของรถ การไหลรั่วและการไหลล้างเพิ่มเติมจะต้องถูกจ่ายโดยปั๊มชาร์จ ดังนั้นปั๊มชาร์จขนาดใหญ่จึงมีความสำคัญมากหากระบบส่งกำลังได้รับการออกแบบมาสำหรับแรงดันสูงและความเร็วของมอเตอร์สูง อุณหภูมิน้ำมันสูงมักเป็นปัญหาหลักเมื่อใช้ระบบส่งกำลังแบบไฮโดรสแตติกที่ความเร็วของรถสูงเป็นเวลานาน เช่น เมื่อขนส่งเครื่องจักรจากที่ทำงานหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง อุณหภูมิน้ำมันสูงเป็นเวลานานจะลดอายุการใช้งานของระบบส่งกำลังลงอย่างมาก เพื่อรักษาอุณหภูมิน้ำมันให้ต่ำลง แรงดันในระบบระหว่างการขนส่งจะต้องลดลง ซึ่งหมายความว่าปริมาตรกระบอกสูบขั้นต่ำของมอเตอร์จะต้องถูกจำกัดไว้ที่ค่าที่เหมาะสม แรงดันในวงจรระหว่างการขนส่งที่ประมาณ 200-250 บาร์เป็นค่าที่แนะนำ

ระบบวงปิดในอุปกรณ์เคลื่อนที่โดยทั่วไปใช้สำหรับการส่งกำลังเป็นทางเลือกแทนการส่งกำลังแบบกลไกและแบบไฮโดรไดนามิก (ตัวแปลงแรงบิด) ข้อดีคืออัตราทดเกียร์แบบต่อเนื่อง (ความเร็ว/แรงบิดแปรผันได้อย่างต่อเนื่อง) และการควบคุมอัตราทดเกียร์ที่ยืดหยุ่นกว่าขึ้นอยู่กับภาระและสภาวะการทำงาน การส่งกำลังแบบไฮโดรสแตติกโดยทั่วไปมี กำลังสูงสุดจำกัดอยู่ที่ประมาณ 200 กิโลวัตต์ เนื่องจากต้นทุนรวมจะสูงเกินไปเมื่อใช้กำลังที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับการส่งกำลังแบบไฮโดรไดนามิก ดังนั้น รถตักล้อขนาดใหญ่และเครื่องจักรหนักจึงมักติดตั้งระบบส่งกำลังแบบตัวแปลงแรงบิด ความก้าวหน้าทางเทคนิคในปัจจุบันสำหรับระบบส่งกำลังแบบตัวแปลงแรงบิดได้ปรับปรุงประสิทธิภาพ และการพัฒนาซอฟต์แวร์ยังช่วยปรับปรุงคุณลักษณะต่างๆ เช่น โปรแกรมการเปลี่ยนเกียร์ที่เลือกได้ระหว่างการทำงาน และจำนวนขั้นเกียร์ที่มากขึ้น ทำให้มีคุณลักษณะใกล้เคียงกับการส่งกำลังแบบไฮโดรสแตติก

ระบบแรงดันคงที่และการตรวจจับภาระ

ระบบส่งกำลังแบบไฮโดรสแตติกสำหรับเครื่องจักรกลหนัก เช่น รถตักตีนตะขาบ มักติดตั้ง " แป้นเหยียบเพิ่มรอบ " แยกต่างหาก ซึ่งใช้สำหรับเพิ่มรอบเครื่องยนต์ดีเซลชั่วคราวในขณะที่ลดความเร็วของรถ เพื่อเพิ่มกำลังไฮดรอลิกที่ใช้ได้สำหรับระบบไฮดรอลิกทำงานที่ความเร็วต่ำ และเพิ่มแรงฉุดลาก การทำงานคล้ายกับการหยุดเกียร์ทดกำลังที่รอบเครื่องยนต์สูง ฟังก์ชัน "เพิ่มรอบ" นี้ส่งผลต่อคุณลักษณะที่ตั้งไว้ล่วงหน้าสำหรับอัตราทดเกียร์ "ไฮโดรสแตติก" เทียบกับรอบเครื่องยนต์ดีเซล

ระบบแรงดันคงที่

วงจรศูนย์กลางแบบปิดมีอยู่สองรูปแบบพื้นฐาน โดยปกติจะเกี่ยวข้องกับตัวควบคุมสำหรับปั๊มแปรผันที่จ่ายน้ำมัน:

  • ระบบแรงดันคงที่ (CP) แบบมาตรฐานแรงดันของปั๊มจะเท่ากับค่าที่ตั้งไว้ในตัวควบคุมแรงดันของปั๊มเสมอ ค่าที่ตั้งไว้นี้ต้องครอบคลุมแรงดันโหลดสูงสุดที่ต้องการ ปั๊มจะส่งปริมาณการไหลตามผลรวมของการไหลที่ต้องการไปยังอุปกรณ์ต่างๆ ระบบ CP จะสูญเสียพลังงานมากหากเครื่องจักรทำงานภายใต้แรงดันโหลดที่ผันผวนมาก และแรงดันเฉลี่ยของระบบต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ในตัวควบคุมแรงดันของปั๊มมาก ระบบ CP มีการออกแบบที่เรียบง่ายและทำงานคล้ายกับระบบนิวแมติก สามารถเพิ่มฟังก์ชันไฮดรอลิกใหม่ได้ง่ายและระบบตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว
  • ระบบแรงดันคงที่แบบไม่มีโหลดมีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนกับระบบ CP มาตรฐาน แต่ปั๊มจะไม่มีโหลดและมีแรงดันสแตนด์บายต่ำเมื่อวาล์วทั้งหมดอยู่ในตำแหน่งกลาง การตอบสนองอาจไม่เร็วเท่าระบบ CP มาตรฐาน แต่จะช่วยยืดอายุการใช้งานของปั๊มได้

ระบบตรวจจับภาระ

ระบบตรวจจับภาระ (LS) สร้างการสูญเสียพลังงานน้อยกว่า เนื่องจากปั๊มสามารถลดทั้งอัตราการไหลและความดันให้ตรงกับความต้องการของภาระได้ แต่ต้องมีการปรับแต่งมากกว่าระบบ CP ในแง่ของความเสถียรของระบบ ระบบ LS ยังต้องการวาล์วควบคุมตรรกะและวาล์วชดเชยเพิ่มเติมในวาล์วควบคุมทิศทาง ดังนั้นจึงมีความซับซ้อนทางเทคนิคและมีราคาแพงกว่าระบบ CP ระบบ LS สร้างการสูญเสียพลังงานคงที่ที่เกี่ยวข้องกับการลดลงของความดันในการควบคุมสำหรับตัวควบคุมปั๊ม :

ไฟฟ้าดับ=Δพีแอลเอสคิวท็อต{\displaystyle {\text{การสูญเสียพลังงาน}}=\Delta p_{\text{LS}}\cdot Q_{\text{tot}}}

ค่าเฉลี่ยΔพีแอลเอส{\displaystyle \Delta p_{LS}}อยู่ที่ประมาณ 2 MPa (290 psi) หากอัตราการไหลของปั๊มสูง การสูญเสียเพิ่มเติมอาจมีมาก การสูญเสียพลังงานก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันหากแรงดันโหลดเปลี่ยนแปลงมาก พื้นที่กระบอกสูบ ปริมาตรของมอเตอร์ และแขนแรงบิดเชิงกลต้องได้รับการออกแบบให้ตรงกับแรงดันโหลดเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน แรงดันของปั๊มจะเท่ากับแรงดันโหลดสูงสุดเสมอเมื่อมีการทำงานหลายฟังก์ชันพร้อมกัน และกำลังไฟฟ้าที่ป้อนเข้าปั๊มจะเท่ากับ (แรงดันโหลดสูงสุด + Δ p ) x ผลรวมของอัตราการไหล

ระบบตรวจจับภาระพื้นฐานห้าประเภท

  1. ระบบตรวจจับภาระโดยไม่มีตัวชดเชยในวาล์วควบคุมทิศทาง ปั๊ม LS ควบคุมด้วยระบบไฮดรอลิก
  2. ระบบตรวจจับแรงดันพร้อมตัวชดเชยต้นทางสำหรับวาล์วควบคุมทิศทางแต่ละตัวที่เชื่อมต่อ ปั๊ม LS ควบคุมด้วยระบบไฮดรอลิก
  3. ระบบตรวจจับแรงดันพร้อมตัวชดเชยแรงดันปลายทางสำหรับวาล์วควบคุมทิศทางแต่ละตัวที่เชื่อมต่อ ปั๊ม LS ควบคุมด้วยระบบไฮดรอลิก
  4. ระบบตรวจจับภาระโดยใช้ตัวชดเชยต้นน้ำและปลายน้ำร่วมกันปั๊ม LS ควบคุมด้วยระบบไฮดรอลิก
  5. ระบบตรวจจับภาระ (Load Sensing) ที่ซิงโครไนซ์กันทั้งการเคลื่อนที่ของปั๊มที่ควบคุมด้วยไฟฟ้าและพื้นที่การไหลของวาล์วที่ควบคุมด้วยไฟฟ้า เพื่อการตอบสนองที่รวดเร็วขึ้น เสถียรภาพที่เพิ่มขึ้น และการสูญเสียในระบบที่น้อยลง นี่คือระบบ LS ชนิดใหม่ที่ยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างสมบูรณ์

ในทางเทคนิคแล้ว ตัวชดเชยที่ติดตั้งอยู่ด้านล่างของชุดวาล์ว สามารถติดตั้งในตำแหน่ง "ด้านบน" ได้ แต่จะทำงานเหมือนตัวชดเชยที่อยู่ด้านล่าง

ระบบประเภท (3) มีข้อดีคือฟังก์ชันที่เปิดใช้งานจะซิงโครไนซ์กันโดยไม่ขึ้นอยู่กับกำลังการไหลของปั๊ม ความสัมพันธ์การไหลระหว่างฟังก์ชันที่เปิดใช้งานสองฟังก์ชันขึ้นไปยังคงเป็นอิสระจากแรงดันโหลด แม้ว่าปั๊มจะถึงมุมหมุนสูงสุดก็ตาม คุณสมบัตินี้มีความสำคัญสำหรับเครื่องจักรที่มักทำงานโดยที่ปั๊มอยู่ที่มุมหมุนสูงสุดและมีฟังก์ชันที่เปิดใช้งานหลายฟังก์ชันที่ต้องซิงโครไนซ์ความเร็ว เช่น รถขุด ในระบบประเภท (4) ฟังก์ชันที่มีตัวชดเชยต้นน้ำจะมีลำดับความสำคัญ เช่น ฟังก์ชันการบังคับเลี้ยวสำหรับรถตักล้อ ระบบประเภทที่มีตัวชดเชยปลายน้ำมักจะมีเครื่องหมายการค้าเฉพาะขึ้นอยู่กับผู้ผลิตวาล์ว เช่น "LSC" (Linde Hydraulics), "LUDV" ( Bosch Rexroth Hydraulics) และ "Flowsharing" (Parker Hydraulics) เป็นต้น ยังไม่มีการกำหนดชื่อมาตรฐานอย่างเป็นทางการสำหรับระบบประเภทนี้ แต่ flowsharing เป็นชื่อที่ใช้กันทั่วไป

ส่วนประกอบ

ปั๊มไฮดรอลิก

ภาพแสดงชิ้นส่วนแยกส่วนของปั๊มเฟืองภายนอก

ปั๊มไฮดรอลิกทำหน้าที่ส่งของเหลวไปยังส่วนประกอบต่างๆ ในระบบ ความดันในระบบจะเกิดขึ้นตามภาระ ดังนั้น ปั๊มที่มีพิกัดความดัน 5,000 psi จึงสามารถรักษาอัตราการไหลไว้ได้แม้จะมีภาระที่ 5,000 psi ก็ตาม

ปั๊มมีกำลังความหนาแน่นมากกว่ามอเตอร์ไฟฟ้า ประมาณสิบเท่า (เมื่อเทียบตามปริมาตร) โดยใช้พลังงานจากมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์ที่เชื่อมต่อผ่านเฟือง สายพาน หรือ ข้อต่อ ยาง ยืด เพื่อลดการสั่นสะเทือน

ประเภทของปั๊มไฮดรอลิกที่ใช้ในเครื่องจักรไฮดรอลิกทั่วไป ได้แก่:

  • ปั๊มเฟือง : ราคาถูก ทนทาน (โดยเฉพาะแบบโรเตอร์รูปตัว G) เรียบง่าย ประสิทธิภาพต่ำกว่า เนื่องจากมีปริมาตรคงที่ และเหมาะสำหรับแรงดันต่ำกว่า 20 MPa (3000 psi) เป็นหลัก
  • ปั๊มใบพัด : ราคาถูก เรียบง่าย เชื่อถือได้ เหมาะสำหรับงานที่ต้องการอัตราการไหลสูง แรงดันต่ำ
  • ปั๊มลูกสูบตามแนวแกน : หลายรุ่นได้รับการออกแบบด้วยกลไกการแทนที่แบบแปรผัน เพื่อปรับอัตราการไหลออกสำหรับการควบคุมแรงดันโดยอัตโนมัติ ปั๊มลูกสูบตามแนวแกนมีหลายแบบ รวมถึงแบบแผ่นปรับมุม (บางครั้งเรียกว่าปั๊มแผ่นวาล์ว) และแบบลูกบอลตรวจสอบ (บางครั้งเรียกว่าปั๊มแผ่นโยก) แบบที่พบได้บ่อยที่สุดคือ ปั๊มแผ่น ปรับมุมแผ่นปรับมุมจะทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ไปมาในระยะทางที่มากหรือน้อยกว่าต่อการหมุนหนึ่งรอบ ทำให้สามารถปรับอัตราการไหลออกและแรงดันได้ (มุมการแทนที่ที่มากขึ้นจะทำให้อัตราการไหลสูงขึ้น แรงดันต่ำลง และในทางกลับกัน)
  • ปั๊มลูกสูบแบบรัศมี : โดยปกติใช้สำหรับแรงดันสูงมากที่อัตราการไหลต่ำ

ปั๊มลูกสูบมีราคาแพงกว่าปั๊มเฟืองหรือปั๊มใบพัด แต่มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า สามารถทำงานที่แรงดันสูงกว่า สูบของเหลวที่ยากต่อการทำงาน และมีรอบการทำงานต่อเนื่องที่ยาวนานกว่า ปั๊มลูกสูบเป็นส่วนประกอบครึ่งหนึ่งของระบบส่งกำลังแบบไฮโดรสแตติก

วาล์วควบคุม

วาล์วควบคุมบนลิฟต์กรรไกร

วาล์วควบคุมทิศทางทำหน้าที่ส่งของเหลวไปยังตัวกระตุ้นที่ต้องการ โดยปกติแล้วจะประกอบด้วยแกนหมุนอยู่ภายใน ตัวเรือน เหล็กหล่อหรือเหล็กกล้าแกนหมุนจะเลื่อนไปยังตำแหน่งต่างๆ ในตัวเรือน และร่องและช่องที่ตัดกันจะส่งของเหลวตามตำแหน่งของแกนหมุน

แกนหมุนมีตำแหน่งตรงกลาง (ตำแหน่งเป็นกลาง) ซึ่งยึดไว้ด้วยสปริง ในตำแหน่งนี้ของเหลวที่จ่ายจะถูกปิดกั้น หรือไหลกลับไปยังถัง การเลื่อนแกนหมุนไปด้านใดด้านหนึ่งจะส่งของเหลวไฮดรอลิกไปยังตัวกระตุ้น และสร้างเส้นทางไหลกลับจากตัวกระตุ้นไปยังถัง เมื่อแกนหมุนถูกเลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้าม เส้นทางการจ่ายและการไหลกลับจะสลับกัน เมื่อปล่อยให้แกนหมุนกลับไปยังตำแหน่งเป็นกลาง (ตรงกลาง) เส้นทางของเหลวของตัวกระตุ้นจะถูกปิดกั้น ทำให้ตัวกระตุ้นถูกล็อคอยู่ในตำแหน่งนั้น

โดยทั่วไป วาล์วควบคุมทิศทางจะถูกออกแบบมาให้สามารถวางซ้อนกันได้ โดยมีวาล์วหนึ่งตัวสำหรับกระบอกไฮดรอลิกแต่ละตัว และมีท่อส่งของเหลวเพียงท่อเดียวที่จ่ายของเหลวให้กับวาล์วทั้งหมดในชุดที่วางซ้อนกัน

เพื่อรองรับแรงดันสูงและป้องกันการรั่วซึม ค่าความคลาดเคลื่อนนั้นแคบมาก โดยทั่วไปแล้วแกนวาล์วจะมีระยะห่างจากตัวเรือนน้อยกว่าหนึ่งในพันนิ้ว (25  ไมโครเมตร) ชุดวาล์วจะถูกติดตั้งเข้ากับโครงเครื่องด้วย จุดยึด สามจุดเพื่อป้องกันการบิดเบี้ยวของชุดวาล์วและการติดขัดของชิ้นส่วนที่บอบบางของวาล์ว

ตำแหน่งของแกนหมุนอาจถูกควบคุมโดยคันโยกเชิงกล แรงดันนำร่องไฮ ดรอ ลิก หรือโซลินอยด์ที่ดันแกนหมุนไปทางซ้ายหรือขวาซีลช่วยให้ส่วนหนึ่งของแกนหมุนยื่นออกมานอกตัวเรือน ซึ่งสามารถเข้าถึงได้โดยตัวกระตุ้น

ชุดวาล์วหลักมักประกอบด้วย วาล์วควบคุมทิศทาง สำเร็จรูปที่เลือกใช้ตามความสามารถในการไหลและประสิทธิภาพ วาล์วบางตัวได้รับการออกแบบให้เป็นแบบแปรผันตามสัดส่วน (อัตราการไหลแปรผันตามตำแหน่งของวาล์ว) ในขณะที่บางตัวอาจเป็นแบบเปิด-ปิดธรรมดา วาล์วควบคุมเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนที่มีราคาแพงที่สุดและมีความสำคัญมากที่สุดในวงจรไฮดรอลิก

  • วาล์วระบายแรงดันใช้ในหลายจุดของเครื่องจักรไฮดรอลิก เช่น ในวงจรส่งกลับเพื่อรักษาระดับแรงดันเล็กน้อยสำหรับเบรก สายส่งควบคุม ฯลฯ ในกระบอกไฮดรอลิกเพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลดและการแตกของท่อไฮดรอลิก/ซีล ในถังเก็บไฮดรอลิกเพื่อรักษาระดับแรงดันบวกเล็กน้อยซึ่งป้องกันความชื้นและการปนเปื้อน
  • ตัวควบคุมแรงดัน จะลดแรงดันจ่ายของของเหลวไฮดรอลิกตามความต้องการสำหรับวงจรต่างๆ
  • วาล์วลำดับจะควบคุมลำดับของวงจรไฮดรอลิก เพื่อให้แน่ใจว่ากระบอกไฮดรอลิกตัวหนึ่งยืดออกจนสุดก่อนที่อีกตัวจะเริ่มการเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น วงจรไฮดรอลิกสามารถดำเนินการตามลำดับการทำงานโดยอัตโนมัติ เช่น การตัดและปิดซ้ำสามครั้ง จากนั้นล็อกเอาต์ของรีโคลเซอร์ที่ ตัดน้ำมัน [ 7 ]
  • วาล์วชัตเติลให้การทำงานเชิงตรรกะหรือเชิงฟังก์ชัน
  • วาล์วกันกลับเป็นวาล์วทางเดียว ซึ่งช่วยให้ถังสะสมแรงดันสามารถเติมแรงดันและรักษาแรงดันไว้ได้แม้หลังจากปิดเครื่องแล้ว เป็นต้น
  • วาล์วกันกลับแบบควบคุมด้วยแรงดันนำร่องเป็นวาล์วทางเดียวที่สามารถเปิดได้ (ทั้งสองทิศทาง) ด้วยสัญญาณแรงดันภายนอก ตัวอย่างเช่น เมื่อไม่ควรยึดโหลดไว้ด้วยวาล์วกันกลับอีกต่อไป โดยทั่วไปแรงดันภายนอกมักมาจากท่ออีกด้านที่เชื่อมต่อกับมอเตอร์หรือกระบอกสูบ
  • วาล์วปรับสมดุล (Counterbalance valve)แท้จริงแล้วเป็นวาล์วกันกลับแบบควบคุมด้วยแรงดันนำร่องชนิดพิเศษ ในขณะที่วาล์วกันกลับทั่วไปจะเปิดหรือปิดเท่านั้น วาล์วปรับสมดุลจะทำงานคล้ายกับการควบคุมการไหลด้วยแรงดันนำร่อง
  • วาล์วแบบตลับ (Cartridge valve)แท้จริงแล้วคือส่วนประกอบภายในของวาล์วกันกลับ (check valve) เป็น ชิ้น ส่วนสำเร็จรูปที่มีขนาดและรูปทรงมาตรฐาน ทำให้ติดตั้งในบล็อกวาล์วเฉพาะรุ่นได้ง่าย มีให้เลือกหลายแบบ เช่น เปิด/ปิด แบบแปรผันตามสัดส่วน แบบระบายแรงดัน เป็นต้น โดยทั่วไปจะขันเข้ากับบล็อกวาล์วและควบคุมด้วยไฟฟ้าเพื่อให้การทำงานเป็นไปตามตรรกะและเป็นระบบอัตโนมัติ
  • ฟิวส์ไฮดรอลิกเป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยแบบติดตั้งในท่อ ซึ่งออกแบบมาเพื่อปิดผนึกท่อไฮดรอลิกโดยอัตโนมัติหากแรงดันต่ำเกินไป หรือระบายของเหลวออกอย่างปลอดภัยหากแรงดันสูงเกินไป
  • วาล์วเสริมในระบบไฮดรอลิกที่ซับซ้อนอาจมีบล็อกวาล์วเสริมเพื่อจัดการหน้าที่ต่างๆ ที่ผู้ปฏิบัติงานมองไม่เห็น เช่น การชาร์จตัวสะสมแรงดัน การทำงานของพัดลมระบายความร้อน การจ่ายไฟให้กับเครื่องปรับอากาศ เป็นต้น โดยปกติแล้วจะเป็นวาล์วที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับเครื่องจักรนั้นๆ และอาจประกอบด้วยบล็อกโลหะที่มีช่องและรูเจาะ วาล์วแบบตลับจะถูกขันเข้ากับช่องเหล่านั้น และอาจควบคุมด้วยไฟฟ้าโดยใช้สวิตช์หรือไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อส่งกำลังของของเหลวตามต้องการ

แอคทูเอเตอร์

อ่างเก็บน้ำ

ถังพักน้ำมันไฮดรอลิกทำหน้าที่เก็บน้ำมันไฮดรอลิกส่วนเกินเพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่เกิดจาก: การยืดและหดตัวของกระบอกสูบ การขยายตัวและการหดตัวที่เกิดจากอุณหภูมิ และการรั่วไหล นอกจากนี้ ถังพักยังถูกออกแบบมาเพื่อช่วยแยกอากาศออกจากน้ำมัน และยังทำหน้าที่เป็นตัวสะสมความร้อนเพื่อชดเชยการสูญเสียในระบบเมื่อใช้กำลังสูงสุด ถังพักยังช่วยแยกสิ่งสกปรกและอนุภาคอื่นๆ ออกจากน้ำมันได้ เนื่องจากอนุภาคเหล่านี้มักจะตกตะกอนอยู่ที่ก้นถัง

การออกแบบบางแบบมีการรวมช่องทางการไหลแบบไดนามิกไว้ในเส้นทางการไหลกลับของของเหลว ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ถังเก็บของเหลวที่มีขนาดเล็กกว่าได้

ตัวสะสม

ตัวสะสมแรงดันเป็นส่วนประกอบทั่วไปของเครื่องจักรไฮดรอลิก หน้าที่ของมันคือการเก็บพลังงานโดยใช้ก๊าซที่มีแรงดัน แบบหนึ่งคือท่อที่มีลูกสูบลอย ด้านหนึ่งของลูกสูบจะมีก๊าซที่มีแรงดัน และอีกด้านหนึ่งเป็นของเหลว ในแบบอื่นๆ อาจใช้ถุงเก็บของเหลว อ่างเก็บน้ำทำหน้าที่เก็บของเหลวของระบบ

ตัวอย่างการใช้งานของอุปกรณ์สะสมแรงดัน ได้แก่ การใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองสำหรับพวงมาลัยหรือเบรก หรือใช้เป็นโช้คอัพสำหรับวงจรไฮดรอลิก

น้ำมันไฮดรอลิก

น้ำมันไฮดรอลิก หรือที่รู้จักกันในชื่อ น้ำมัน สำหรับรถแทรกเตอร์เป็นหัวใจสำคัญของวงจรไฮดรอลิก โดยทั่วไปแล้วจะเป็นน้ำมันปิโตรเลียมผสมสารเติมแต่งต่างๆ เครื่องจักรไฮดรอลิกบางชนิดต้องการน้ำมันที่ทนไฟ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ในโรงงานบางแห่งที่ผลิตอาหาร อาจใช้น้ำมันพืชหรือน้ำเป็นของเหลวในการทำงานเพื่อความปลอดภัยและถูกสุขอนามัย

นอกจากการถ่ายโอนพลังงานแล้ว น้ำมันไฮดรอลิกยังต้องหล่อลื่นชิ้นส่วนต่างๆ แขวนลอยสิ่งปนเปื้อนและเศษโลหะเพื่อลำเลียงไปยังตัวกรอง และต้องทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิหลายร้อยองศาฟาเรนไฮต์หรือเซลเซียส

ตัวกรอง

ตัวกรองเป็นส่วนสำคัญของระบบไฮดรอลิกซึ่งกำจัดอนุภาคที่ไม่ต้องการออกจากของเหลว อนุภาคโลหะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจากส่วนประกอบเชิงกลและจำเป็นต้องกำจัดออกไปพร้อมกับสารปนเปื้อนอื่นๆ[ 8 ]

ตัวกรองอาจติดตั้งได้หลายตำแหน่ง ตัวกรองอาจอยู่ระหว่างถังเก็บน้ำมันและทางเข้าของปั๊ม การอุดตันของตัวกรองจะทำให้เกิดการเกิดโพรงอากาศและอาจทำให้ปั๊มเสียหายได้ บางครั้งตัวกรองจะอยู่ระหว่างปั๊มและวาล์วควบคุม การจัดวางแบบนี้มีราคาแพงกว่า เนื่องจากตัวเรือนตัวกรองมีแรงดัน แต่จะช่วยขจัดปัญหาการเกิดโพรงอากาศและป้องกันวาล์วควบคุมจากความเสียหายของปั๊ม ตำแหน่งตัวกรองที่พบได้ทั่วไปอีกตำแหน่งหนึ่งคือ ก่อนที่ท่อส่งกลับจะเข้าสู่ถังเก็บน้ำมัน ตำแหน่งนี้ค่อนข้างไม่ไวต่อการอุดตันและไม่จำเป็นต้องมีตัวเรือนที่มีแรงดัน แต่สิ่งปนเปื้อนที่เข้าสู่ถังเก็บน้ำมันจากแหล่งภายนอกจะไม่ถูกกรองจนกว่าจะผ่านระบบอย่างน้อยหนึ่งครั้ง ตัวกรองที่ใช้มีขนาดตั้งแต่ 7 ไมครอนถึง 15 ไมครอน ขึ้นอยู่กับระดับความหนืดของน้ำมันไฮดรอลิก

ท่อ สายยาง และท่ออ่อน

ท่อไฮดรอลิกเป็นท่อเหล็กไร้รอยต่อที่มีความแม่นยำสูง ผลิตขึ้นเป็นพิเศษสำหรับงานไฮดรอลิก ท่อมีขนาดมาตรฐานสำหรับช่วงแรงดันต่างๆ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางมาตรฐานสูงสุดถึง 100  มม. ผู้ผลิตจะจัดส่งท่อเป็นความยาว 6 เมตร โดยผ่านการทำความสะอาด การหล่อลื่น และการอุดรูแล้ว ท่อจะเชื่อมต่อกันด้วยหน้าแปลนชนิดต่างๆ (โดยเฉพาะสำหรับขนาดและแรงดันที่สูงขึ้น) กรวย/หัวต่อเชื่อม (พร้อมซีลโอริง) การเชื่อมต่อแบบแฟลร์หลายประเภท และแหวนตัด สำหรับขนาดที่ใหญ่ขึ้น จะใช้ท่อไฮดรอลิก การเชื่อมต่อท่อโดยตรงด้วยการเชื่อมไม่เป็นที่ยอมรับ เนื่องจากไม่สามารถตรวจสอบภายในได้

ท่อไฮดรอลิกใช้ในกรณีที่ไม่มีท่อไฮดรอลิกมาตรฐาน โดยทั่วไปแล้วจะใช้สำหรับแรงดันต่ำ สามารถเชื่อมต่อได้ด้วยการขันเกลียว แต่โดยปกติจะใช้การเชื่อม เนื่องจากมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่า ท่อจึงสามารถตรวจสอบภายในได้หลังจากการเชื่อม ท่อ เหล็กสีดำ เป็นท่อที่ไม่ผ่านการชุบสังกะสีและเหมาะสำหรับการเชื่อม

สายไฮดรอลิกแบ่งเกรดตามแรงดัน อุณหภูมิ และความเข้ากันได้กับของเหลว สายไฮดรอลิกใช้ในกรณีที่ไม่สามารถใช้ท่อหรือหลอดได้ โดยปกติเพื่อให้มีความยืดหยุ่นในการใช้งานหรือการบำรุงรักษาเครื่องจักร สายไฮดรอลิกประกอบด้วยชั้นยางและเหล็ก ชั้นในเป็นยางหุ้มด้วยชั้นลวดถักและยางหลายชั้น ชั้นนอกออกแบบมาเพื่อทนต่อการเสียดสี รัศมีโค้งของสายไฮดรอลิกได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังในเครื่องจักร เนื่องจากความเสียหายของสายไฮดรอลิกอาจเป็นอันตรายถึงชีวิต และการฝ่าฝืนรัศมีโค้งขั้นต่ำของสายไฮดรอลิกจะทำให้เกิดความเสียหาย สายไฮดรอลิกโดยทั่วไปจะมีข้อต่อเหล็กที่ปลายทั้งสองข้าง ส่วนที่อ่อนแอที่สุดของสายไฮดรอลิกแรงดันสูงคือจุดเชื่อมต่อของสายกับข้อต่อ ข้อเสียอีกประการหนึ่งของสายไฮดรอลิกคืออายุการใช้งานของยางที่สั้นกว่า ซึ่งต้องเปลี่ยนเป็นระยะ โดยปกติทุกๆ ห้าถึงเจ็ดปี

ท่อและข้อต่อสำหรับงานไฮดรอลิกจะถูกหล่อลื่นภายในก่อนเริ่มใช้งานระบบ โดยปกติแล้วท่อเหล็กจะถูกทาสีภายนอก แต่ในบริเวณที่มีการใช้ข้อต่อแบบบานปลายหรือข้อต่อชนิดอื่นๆ สีจะถูกลอกออกใต้ตัวน็อต ซึ่งเป็นบริเวณที่อาจเกิดการกัดกร่อนได้ ด้วยเหตุนี้ ในงานทางทะเล ท่อส่วนใหญ่จึงทำจากสแตนเลส

ซีล ข้อต่อ และการเชื่อมต่อ

ส่วนประกอบของระบบไฮดรอลิก [แหล่งจ่าย (เช่น ปั๊ม), ตัวควบคุม (เช่น วาล์ว) และตัวกระตุ้น (เช่น กระบอกสูบ)] จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อที่สามารถกักเก็บและนำส่งของเหลวไฮดรอลิกโดยไม่รั่วซึมหรือสูญเสียแรงดันที่ทำให้ระบบทำงานได้ ในบางกรณี ส่วนประกอบต่างๆ สามารถประกอบเข้าด้วยกันได้โดยการขันน็อตโดยมีทางเดินของของเหลวอยู่ภายใน แต่ในกรณีส่วนใหญ่ จะใช้ท่อแข็งหรือท่ออ่อนเพื่อนำส่งของเหลวจากส่วนประกอบหนึ่งไปยังอีกส่วนประกอบหนึ่ง ส่วนประกอบแต่ละชิ้นจะมีจุดเข้าและจุดออกสำหรับของเหลวที่เกี่ยวข้อง (เรียกว่าพอร์ต) ซึ่งมีขนาดตามปริมาณของเหลวที่คาดว่าจะไหลผ่าน

มีวิธีการมาตรฐานหลายวิธีที่ใช้ในการต่อสายยางหรือท่อเข้ากับชิ้นส่วน บางวิธีมีจุดประสงค์เพื่อให้ใช้งานและบำรุงรักษาได้ง่าย ในขณะที่บางวิธีเหมาะสำหรับระบบที่มีแรงดันสูงหรือเพื่อควบคุมการรั่วไหล วิธีที่พบได้บ่อยที่สุดโดยทั่วไปคือ การจัดให้มีพอร์ตเกลียวตัวเมียในแต่ละชิ้นส่วน และในแต่ละสายยางหรือท่อจะมีน็อตเกลียวตัวเมียแบบยึดติด จากนั้นใช้ข้อต่ออะแดปเตอร์แยกต่างหากที่มีเกลียวตัวผู้ที่เข้ากันได้เพื่อเชื่อมต่อทั้งสองส่วนเข้าด้วยกัน วิธีนี้ใช้งานได้ดี ประหยัดในการผลิต และง่ายต่อการบำรุงรักษา

อุปกรณ์เชื่อมต่อมีจุดประสงค์หลายประการ;

  • เพื่อเชื่อมต่อชิ้นส่วนที่มีพอร์ตขนาดต่างกัน
  • เพื่อเชื่อมต่อมาตรฐานที่แตกต่างกัน เช่นตัวยึดโอริงกับJICหรือเกลียวท่อกับซีลหน้าสัมผัสเป็นต้น
  • เพื่อให้สามารถติดตั้งชิ้นส่วนได้อย่างถูกต้อง จึงเลือกใช้ข้อต่อแบบ 90°, 45°, แบบตรง หรือแบบหมุนได้ตามต้องการ ข้อต่อเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาให้ติดตั้งในตำแหน่งที่ถูกต้องแล้วจึงขันให้แน่น
  • เพื่อติดตั้งอุปกรณ์กั้นเพื่อส่งของเหลวผ่านผนังที่กีดขวาง
  • สามารถติดตั้ง ข้อ ต่อ แบบถอดเร็วเข้ากับเครื่องจักรได้โดยไม่ต้องดัดแปลงท่อหรือวาล์ว

เครื่องจักรหรืออุปกรณ์หนักทั่วไปอาจมีจุดเชื่อมต่อแบบปิดผนึกหลายพันจุดและมีหลายประเภทที่แตกต่างกัน:

  • ข้อต่อท่อข้อต่อจะถูกขันให้แน่น การติดตั้งข้อต่อแบบมีมุมให้ถูกต้องโดยไม่ขันแน่นเกินไปหรือหลวมเกินไปนั้นทำได้ยาก
  • ตัวยึดโอริง: ข้อต่อจะถูกขันเข้ากับตัวยึดและจัดวางในทิศทางที่ต้องการ จากนั้นใช้แหวนรองและโอริงขันให้แน่นเพื่อยึดข้อต่อ แหวนรอง และโอริงให้อยู่กับที่
  • ข้อต่อแบบเฟลร์คือ ข้อต่อโลหะประกบกันด้วยแรงอัดที่ถูกดัดแปลงรูปทรงด้วยน็อตทรงกรวยและกดเข้าไปในข้อต่อแบบเฟลร์
  • ซีลหน้าสัมผัสคือหน้าแปลนโลหะที่มีร่องและซีลโอริงที่ยึดเข้าด้วยกัน
  • ซีลคานเป็นซีลโลหะต่อโลหะที่มีราคาแพง ซึ่งใช้เป็นหลักในเครื่องบิน
  • ซีล แบบอัดขึ้นรูปคือท่อที่เชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อที่อัดขึ้นรูปอย่างถาวร ส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมการบิน

ซีลยางยืด (แบบโอริงและแบบหน้าสัมผัส) เป็นซีลประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดในเครื่องจักรหนัก และสามารถซีลแรงดันของเหลว ได้มากกว่า 6,000 psi (41 MPa ) อย่างน่าเชื่อถือ  

ดูเพิ่มเติม

เอกสารอ้างอิงและหมายเหตุ

  1. 1 2 McNeil , Ian (1990). สารานุกรมประวัติศาสตร์เทคโนโลยี . ลอนดอน: Routledge. หน้า961. ISBN  978-0-415-14792-7.
  2. Hounshell, David A. (1984), จากระบบอเมริกันสู่การผลิตจำนวนมาก, 1800–1932: การพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตในสหรัฐอเมริกา , บัลติมอร์, แมริแลนด์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยจอห์นส์ ฮอปกินส์ , ISBN 978-0-8018-2975-8LCCN 83016269 , OCLC 1104810110  
  3. 1 2 Hunter, Louis C.; Bryant, Lynwood (1991). ประวัติศาสตร์พลังงานอุตสาหกรรมในสหรัฐอเมริกา ค.ศ. 1730-1930 เล่มที่ 3: การส่งกำลังไฟฟ้าเคมบริดจ์ แมสซาชูเซตส์ ลอนดอน: สำนักพิมพ์ MIT ISBN 978-0-262-08198-6.
  4. Bruus, H. (2007). ไมโครฟลูอิดิกส์เชิงทฤษฎี
  5. Kirby, BJ (2010). กลศาสตร์ของไหลระดับจุลภาคและนาโน: การขนส่งในอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก: บทที่ 3: การวิเคราะห์วงจรไฮดรอลิกสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ISBN 978-0-521-11903-0เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2020-11-24 เรียกดูเมื่อ2020-01-04
  6. Froment และ Bischoff (1990). การวิเคราะห์และการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เคมี
  7. "อุปกรณ์ตัดวงจรไฟฟ้าอัตโนมัติ: คำแนะนำในการบำรุงรักษา" เก็บถาวรเมื่อ 2021-10-23 ที่Wayback Machineส่วน "การทำงานของอุปกรณ์ตัดวงจรไฟฟ้าอัตโนมัติ" หน้า 3-4
  8. "ตัวกรองไฮดรอลิกทำหน้าที่อะไร และทำไมจึงสำคัญ?" . www.flowtech.co.uk . สืบค้นเมื่อ2024-06-01 .
  • การวิเคราะห์ระบบกำลังไฮดรอลิก, A. Akers, M. Gassman, & R. Smith, Taylor & Francis, นิวยอร์ก, 2006, ISBN 0-8247-9956-9
  • ข้อมูลน่ารู้เกี่ยวกับระบบไฮดรอลิกส์บริษัท แดนฟอสส์ ไฮดรอลิกส์ (ไฟล์ PDF ที่สามารถเรียกดูได้)
  • เอกสารฉบับพิมพ์ซ้ำออนไลน์ของคู่มือภาคสนามกองทัพบกสหรัฐฯ 5-499
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hydraulic_machinery&oldid=1362368598 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เครื่องจักรไฮดรอลิก

เครื่องจักรไฮดรอ ลิก ใช้ พลังงาน จากของเหลว ในการทำงาน ยาน พาหนะก่อสร้างขนาดใหญ่ เป็นตัวอย่างที่พบได้ทั่วไป ในเครื่องจักรประเภทนี้ ของเหลวไฮดรอลิก จะถูกปั๊มไปยัง มอเตอร์ไฮดรอลิก...

ประวัติศาสตร์

โจเซฟ บรามาห์ จด สิทธิบัตรเครื่อง อัดไฮดรอลิก ในปี 1795 [ 1 ] ขณะทำงานที่ร้านของบรามาห์ เฮนรี มอดสเลย์ แนะนำให้ใช้การบรรจุด้วยหนังถ้วย [ 2 ] เนื่องจากให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า เครื่องอัดไฮดรอลิกจึงเข้ามาแทนที่ ค้อนไอน้ำ ในการตีขึ้นรูปโลหะ ในที่สุด [ 3 ]

การคูณแรงและแรงบิด

คุณสมบัติพื้นฐานของระบบไฮดรอลิกคือความสามารถในการเพิ่มแรงหรือแรงบิดได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างจุดป้อนเข้าและจุดส่งออก และไม่จำเป็นต้องใช้เกียร์หรือคันโยกเชิงกล โดยการปรับเปลี่ยนพื้นที่ใช้งานในกระบอกสูบสองตัวที่เชื่อมต่อกัน...

ตัวอย่าง

กระบอกสูบ C1 มีรัศมี 1 นิ้ว และกระบอกสูบ C2 มีรัศมี 10 นิ้ว ถ้าแรงที่กระทำต่อ C1 คือ 10 ปอนด์ แรงที่กระทำต่อ C2 จะเท่ากับ 1000 ปอนด์ เพราะ C2 มีพื้นที่หน้าตัด ( S = π r² ) มากกว่า C1 ถึง 100 เท่าข้อเสียคือ คุณต้องเคลื่อนที่ C1 เป็นระยะทาง 100 นิ้ว เพื่อให้ C2...