Hydraulický pohon je jeden druh mechanického zariadenia používaného na zmenu energie na lineárny pohyb pomocou hydrauliky. Všeobecne platí, že fungovanie ťažkých zariadení závisí hlavne od rôznych hydraulických pohonov. Napríklad; buldozér je schopný zdvihnúť tony sutiny pomocou ovládačov, ktoré sa nachádzajú v jeho zdvíhacom ramene. Tieto sa vo veľkej miere používajú vždy, keď sú potrebné operácie s vysokou rýchlosťou a veľkou silou, ako napríklad v riadiacich systémoch s uzavretou slučkou. Hydraulické pohony sú rozdelené do troch typov lineárne, rotačné a polorotačné. Tento článok pojednáva o jednom type hydraulický pohon menovite; rotačný pohon - práca s aplikáciami.
Čo je to rotačný pohon?
Rotačný pohon je elektrické, kvapalinou poháňané alebo manuálne zariadenie používané na premenu elektrickej energie na rotačný alebo oscilačný pohyb. Tieto pohony sa používajú hlavne pri manuálnej alebo automatickej prevádzke ventilov, kde dostupnosť zariadení ako stlačený vzduch alebo elektrická energia zohráva významnú úlohu pri výbere pohonu.
Tento typ pohonu sa líši od lineárneho pohonu, pretože lineárny pohon využíva lineárny pohyb na prenos energie, keď je proti rotácii; avšak rotačný pohon je pripojený k zariadeniam na vytvorenie lineárnych pohonov. Tieto pohony sa používajú na mobilných hydraulických zariadeniach, na palubách lietadiel a v systémoch riadenia pohybu.
Ako funguje rotačný pohon?
Pre fluidný energetický systém funguje rotačný pohon ako o/p zariadenie, ktoré prenáša oscilačný pohyb nad obmedzený rozsah v jednej úplnej otáčke kruhu. Takže pravý rotačný pohon vytvára prácu prostredníctvom priameho pôsobenia tlaku kvapaliny na vnútorné lopatky. Tu možno prácu definovať ako energiu aplikovanú na určitú vzdialenosť. Rotačný pohon sa používa hlavne na poskytovanie rotačného alebo uhlového pohybu jednoduchým umožnením zdvihu v rámci oscilačného pohybu o definovaný uhol. Tieto pohony vytvárajú špeciálny druh rotačnej práce známy ako krútiaci moment.
Vo vyššie uvedenom jednoduchom schéme zapojenia rotačného ovládača môžeme pozorovať, že akonáhle je na krútiaci moment aplikovaná sila, vznikajú krútiace momenty. Keď tieto ovládače pracujú pri nižšej rýchlosti pri vysokom krútiacom momente, potom sa na účely identifikácie a hodnotenia namiesto výkonu použije výstupný krútiaci moment. Pri výbere rotačného pohonu je rýchlosť sekundárnym faktorom pre konkrétnu aplikáciu.
Na meranie krútiaceho momentu sú typickými jednotkami stopy v librách (lb.ft). Napríklad, ak sa na zdvihnutie závažia s hmotnosťou 200 libier použije rotačný pohon s polomerom dvoch nôh, potom požadovaný výsledný krútiaci moment na dosiahnutie práce bude 400 lb•ft.
Pochopenie hlavného vzťahu medzi fyzickým systémom a potrebným o/p krútiacim momentom umožní konštruktérom rozhodnúť sa o vhodnom rotačnom pohone pre každú jedinečnú aplikáciu.
Typy rotačných pohonov
Rotačné pohony sú dostupné v rôznych typoch, ktoré sú popísané nižšie.
Ručné rotačné pohony
Ručné rotačné pohony často používajú šnekový pohon na zvýšenie krútiaceho momentu, ktorý môže operátor manuálne použiť na zatvorenie ventilu. Tieto typy pohonov sú bežné na guľových ventiloch a štvrťotáčkových klapkách všade tam, kde samosvorné kapacity niekoľkých šnekových pohonov pomáhajú udržiavať ventil zatvorený. Tieto pohony často používajú veľké ručné kolesá na zvýšenie dostupného krútiaceho momentu pracovníkov. Niekedy sa tieto zariadenia v priemysle ventilov nazývajú manuálne ovládania alebo ovládače prevodov.
Elektrické rotačné pohony
Elektrické rotačné pohony sa používajú na rotačný pohon komponentov prostredníctvom elektromagnetickej energie z an elektrický motor . Normálne poskytujú možnosti indexovania a ovládania, ktoré umožňujú zastavenie mnohých pozícií pomocou ťahov. Otočným prvkom tohto pohonu je buď kruhový hriadeľ alebo stôl. Kruhové hriadele často obsahujú drážky pre pero, zatiaľ čo stoly ponúkajú model skrutiek na montáž ďalších komponentov.
Špecifikácie tohto pohonu zahŕňajú napájanie, maximálny krútiaci moment, opakovateľnosť, nosnosť, prevádzkovú teplotu, uhol natočenia a lineárny zdvih. Elektrické rotačné pohony sa používajú v rôznych aplikáciách, ako sú vysokovýkonné spínacie zariadenia, elektroenergetika, automobilový priemysel a obalové aplikácie.
Rotačné pohony poháňané kvapalinou
Kvapalinou poháňané rotačné pohony sú tiež známe ako pneumatické rotačné alebo hydraulické rotačné pohony. V týchto typoch pohonov je kvapalinová sila privádzaná buď do valcov na posúvanie strmeňov a zostáv hrebeňa s pastorkom, alebo do rotorov na ovládanie priameho hriadeľa z hydraulického vzduchu alebo oleja. Vo všeobecnosti sa tieto typy pohonov pohybujú v rozsahu 90° až 360° zarážok na základe požiadaviek na otáčanie špecifikovaného komponentu alebo ventilu.
Otočné pohony hrebeňa a pastorka
Sú to mechanické zariadenia používané hlavne na automatické ovládanie klapiek alebo ventilov v priemyselných aplikáciách. V tomto ovládači je hrebeň a pastorok všeobecný názov používaný pre niekoľko ozubených kolies, ktoré menia pohyb z lineárneho na rotačný. Lineárna ozubená tyč je známa ako ozubená tyč, ktorá spája zuby na okrúhlom ozubenom kolese známom ako pastorok. Pri pôsobení lineárnej sily na hrebeň spôsobí rotačný pohyb pastorka.
Rotačné ovládače Scotch Yoke
Tento typ ovládača obsahuje posuvnú tyč pripojenú k ventilu na jednom konci, zatiaľ čo strmeň je pripojený na druhom konci, ktorý obsahuje štrbinu pre blok, ktorý sa jednoducho posúva dozadu a dopredu. Posuvný blok je jednoducho spojený s piestom, výsledkom čoho je, že keď piest pohne blokom, potom sa strmeň otáča a potom pohybuje tyčou, aby sa otvoril ventil.
Tento pohon sa používa v ropnom a plynárenskom priemysle na aktiváciu ventilov na oddeľovanie prietoku v potrubiach, používa sa v baníctve na aktiváciu ventilov na oddeľovanie trysiek v linkách na umývanie hornín a vody a odpadovej vody na aktiváciu ventilov na oddeľovanie prívodných potrubí, nádrží a filtrov.
Skrutkové pohony
Skrutkový rotačný pohon využíva súpravu špirálových ozubených kolies a valec na premenu lineárneho i/p na oscilačný rotačný výstup. Valec v tomto ovládači bude obsahovať tri otočné čapy a tri špirálové štrbiny, ktoré sú opracované v najkrajnejšej trubici. Takže táto trubica obsahuje aj tri kľúče na svojej menšej časti, aby sa zabránilo tomu, aby sa príliš posunula cez drážky v strednom valci. Akonáhle je valec v pohybe, vzduchová sila tlačí nadol na vonkajší valec, aby sa otvoril ventil a stlačila sa pružina na vonkajšej strane vonkajšej trubice. Keď sa vzduchová sila uvoľní, pružina zatlačí ventil, aby sa opäť zatvoril.
Elektrohydraulické pohony
Elektrohydraulické pohony používajú na ovládanie ventilu hydraulickú kvapalinu pod tlakom, ale ich hlavný zdroj energie je výlučne elektrický. Dodávaná elektrická energia sa využíva na napájanie elektrického motora na ovládanie hydraulického čerpadla a potom dodáva stlačenú kvapalinu na ovládanie hydraulického ovládača na ovládanie ventilu. Celý systém je samostatný, čo eliminuje potrebu samostatnej hydraulickej pohonnej jednotky na zjednodušenie konštrukcie systému a zlepšenie spoľahlivosti a bezpečnosti.
Tento pohon používa rotačné alebo lineárne ventily podľa požiadaviek aplikácie. Tieto pohony sú ideálne na ovládanie ventilov, ktoré vyžadujú veľké ťahy alebo krútiace momenty, kde sú potrebné vysoké prevádzkové rýchlosti alebo systémy s ochranou proti poruche.
Lopatkové rotačné pohony
Pneumatické a hydraulické lopatkové pohony jednoducho používajú minimálne jednu alebo dve lopatky, ktoré sú spojené s nábojom v kruhovej komore alebo v klinovom tvare, kdekoľvek sa lopatka môže otáčať o 90 – 280 stupňov. V týchto ovládačoch sa náboj jednoducho otáča medzi zarážkami pomocou oleja alebo vzduchovej sily na generovanie pohybu na výstupnom drieku. Dvojlopatkový pohon obsahuje dve protiľahlé lopatky, ktoré poskytujú väčší krútiaci moment, ale rotácia je veľmi obmedzená v porovnaní s jednolopatkovým pohonom v úplnej kruhovej komore.
Lopatka v tomto ovládači sa otáča po natlakovaní a pokračuje v otáčaní, kým nedosiahne koniec zdvihu. Akonáhle je tlak vzduchu aplikovaný na iný koniec lopatky, môže spôsobiť otočenie hriadeľa v opačnom smere.
Tieto ovládače sa používajú tam, kde je obmedzený priestor kvôli ich masívnej veľkosti; často používané na prenášanie, upínanie alebo umiestňovanie ľahkých bremien v aplikáciách so strednou rýchlosťou.
Výhody a nevýhody
The výhody rotačného pohonu r zahŕňajú nasledujúce.
- Sú odolné a poskytujú relatívne vysoký krútiaci moment vzhľadom na veľkosť.
- Znižuje problémy s údržbou.
- Tieto pohony sa otáčajú, takže môžu ľahko pohybovať rôznymi vecami v akomkoľvek požadovanom uhle
- Tento pohon je veľmi stabilný, keď je spustený a dokonca aj pri nižších rýchlostiach.
- Poskytuje veľmi plynulé zrýchlenie a spomalenie.
- Rotačný pohon s krokovým motorom, nastavenie rýchlosti a polohy je možné jednoducho vykonať.
The nevýhody rotačných pohonov zahŕňajú nasledujúce.
- Lopatkový pohon má obmedzený krútiaci moment a otáčanie v porovnaní s hrebeňovými a pastorkovými pohonmi, zvyčajne až o 280° najviac pre model s jednou lopatkou. Sú teda použiteľné pri nízkej záťaži v rámci stredne rýchlostných aplikácií.
- Tieto ovládače môžu niesť len malé zaťaženie, pretože hriadeľ využíva malé ložiská typu puzdra.
- Minimálna nárazová kapacita.
- Vonkajšie zarážky sú zvyčajne potrebné pre aplikácie s vyššou rýchlosťou.
Aplikácie
Aplikácie rotačných pohonov zahŕňajú nasledujúce.
- Používajú sa v niekoľkých systémoch riadenia pohybu a tiež na ovládanie svoriek alebo manipulátorov typu pick-and-place.
- Rotačné pohony sa často používajú v leteckom priemysle na konverziu vysokorýchlostného rotačného pohybu s nízkym krútiacim momentom atď.
- Ďalšie špecializované rotačné pohony sú tiež navrhnuté na použitie pod vodou.
Používajú sa vo farmárskych aplikáciách pre rotačné ramená, ramená alebo iné zariadenia na konkrétnom zariadení - rozsah.
- Hydraulické otočné pohony sa bežne používajú v aplikáciách, kde sa vyžadujú vysoké krútiace momenty.
- Používajú sa v priemysle na polohovanie, prenášanie a upínanie dielov.
- Jedná sa o pneumatický valec, ktorý sa používa na uhlový alebo rotačný pohyb jednoduchým umožnením zdvihu v rámci oscilačného pohybu s definovaným uhlom.
- Používajú sa v priemyselných aplikáciách, námorníctve, manipulácii s materiálmi, robotike, spracovaní kovov atď.
Ide teda o všetko prehľad otočného pohonu – typy s aplikáciami. Výber tohto pohonu závisí najmä od krútiaceho momentu, rotácie, veľkosti balenia, spôsobu napájania, použitia, mechanických vlastností otáčaného predmetu, existencie nestabilných atmosfér atď. Tieto pohony sa najčastejšie používajú v plynových a ropný priemysel. Tu je otázka pre vás, čo je aktuátor?
