ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ Εργασία χειμερινού εξαμήνου 2014-2015 Θέμα : Τρόποι έλεγχου ταχύτητας σε υδραυλικό κινητήρα. Μπελεγίνη Σοφία 6260
Τα κύρια χαρακτηριστικά ενός υδραυλικού κινητήρα είναι η ροπή, η πίεση και το εκτόπισμα. Η ροπή και η πίεση δείχνουν πόσο φορτίο μπορεί να χειριστεί ένας κινητήρας ενώ το εκτόπισμα δείχνει πόση ροή υγρού απαιτείται για μια συγκεκριμένη ταχύτητα του άξονα. Το εκτόπισμα είναι η ποσότητα του λαδιού που πρέπει να δοθεί στον κινητήρα για να κάνει μια πλήρη περιστροφή αφού ο υδραυλικός κινητήρας χρησιμοποιείται όταν η επιθυμητή κίνηση είναι περιστροφική.
Τα υδραυλικά συστήματα λειτουργούν σε πολύ υψηλές πιέσεις. Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργούν οι υδραυλικοί κινητήρες είναι μετατρέποντας την υδραυλική ενέργεια που παίρνουν από μια υδροστατική αντλία σε μηχανική ενέργεια πάνω σε μια άτρακτο. Παίρνουν μια παροχή υγρού ορισμένης πίεσης και δίνουν περιστροφική κίνηση στην άτρακτό τους, αναπτύσσοντας ορισμένη ροπή στρέψης. Ακόμη στους υδραυλικούς κινητήρες, όπως και στους υδραυλικούς κυλίνδρους, η ισχύς προέρχεται από τη δύναμη που ενεργεί επάνω σε μια μεγάλη επιφάνεια δημιουργώντας μια μεγάλη δύναμη. Συνδυασμός υδραυλικής αντλίας και υδραυλικού κινητήρα σε ένα υδραυλικό σύστημα μετάδοσης.
Υδραυλικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται γενικά σε περιπτώσεις όπου απαιτείται να εξασκηθεί υψηλή ροπή σε χαμηλές στροφές. Λόγω των υψηλών πιέσεων των υδραυλικών συστημάτων, οι αντίστοιχοι κινητήρες είναι στιβαρές κατασκευές, μάλλον ακριβοί, με πολύ καλό βαθμό απόδοσης (80..90%). Μπορούν να υπερφορτισθούν και να εξασκήσουν υψηλή ροπή ακόμη και σε στάση, πράγμα χρήσιμο σε πολλές εφαρμογές. Αυτό όμως που χρειάζονται οι υδραυλικοί κινητήρες για να μπορέσουμε να ελέγξουμε την ταχύτητα περιστροφής τους είναι μία βαλβίδα ελέγχου. Οι βαλβίδες αυτές χωρίζονται σε 3 κατηγορίες προκειμένου να : 1. Ρυθμισθεί η κατεύθυνση της ροής και συνεπώς η φορά κίνησης του επενεργητή οπότε έχομε της βαλβίδες ελέγχου κατεύθυνσης ροής. 2. Ρυθμισθεί η ταχύτητα λειτουργίας του επενεργητή μέσω του ελέγχου της παροχής του ρευστού οπότε έχομε τις βαλβίδες ελέγχου ροής (παροχής). 3. Ρυθμισθεί η δύναμη ή η ροπή επενέργειας μέσω του ελέγχου της πίεσης του ρευστού οπότε έχομε τις βαλβίδες ρύθμισης πίεσης. Η 3 η κατηγορία βαλβίδων έλεγχου η οποία ρυθμίζει την δύναμη ή την ροπή επενέργειας, μέσω της πίεσης του ρευστού, είναι και αυτή που μας βοηθά στον έλεγχο της ταχύτητας περιστροφής του υδραυλικού κινητήρα. Προκειμένου δηλαδή να ελέγξομε την ταχύτητα λειτουργίας ενός υδραυλικού επενεργητή (κυλίνδρου ή κινητήρα), ελέγχομε την παροχή του ρευστού προς τον επενεργητή. Ο έλεγχος (περιορισμός) της παροχής γίνεται σχεδόν πάντα με την χρήση αντίστοιχων βαλβίδων που
δημιουργούν κάποιου είδους μεταβλητό στένεμα μέσα από το οποίο αναγκάζεται να περάσει η ροή. Κατά την διεύθυνση των βελών, η ροή αναγκάζεται να περάσει μέσα από το ρυθμιζόμενο στένεμα, άρα έχομε ρύθμιση της παροχής. Όταν έχομε ροή προς την αντίθετη κατεύθυνση, τότε δεν έχομε στραγγαλισμό της ροής αφού ο ρυθμιστικός δακτύλιος - που συγκρατείται στη θέση ρύθμισης με μαλακό ελατήριο - ανεβαίνει και η ροή περνά ανεμπόδιστα. Το τελευταίο αυτό χαρακτηριστικό, η ρύθμιση δηλαδή της ροής μόνο κατά την μία κατεύθυνση, υπάρχει στις περισσότερες των περιπτώσεων, έτσι επιτρέπει να ρυθμίζομε την ταχύτητα επενέργειας των κυλίνδρων διαφορετικά κατά τις δύο φορές λειτουργίας τους (έξοδος - εισαγωγή).
Ακόμη στα υδραυλικά συστήματα που χρησιμοποιούν αντλία σταθερής παροχής, όταν η ροή περιορίζεται από κάποια βαλβίδα, τότε αυξάνει η πίεση στα ανάντη της ροής μέχρι που να ανοίξει η ανακουφιστική βαλβίδα του κυκλώματος και να παροχετεύσει μία ποσότητα ρευστού πίσω στο δοχείο. Αυτό βέβαια σημαίνει απώλεια ενεργείας και αύξηση της θερμοκρασίας του λαδιού.