Stosowanie hydrauliki siłowej w różnych gałęziach przemysłu stało się standardem. Aktualnie wykorzystywana jest w górnictwie, kolejnictwie, przemyśle zbrojeniowym i lotnictwie. Czym dokładnie jest układ hydrauliczny?
Układ hydrauliczny to zestaw części wzajemnie ze sobą połączonych, które przekazują energię za pomocą oleju hydraulicznego pod ciśnieniem. Droga cieczy zaczyna się na pompie wyporowej, która jest napędzana dzięki silnikowi spalinowemu lub elektrycznemu, a kończy się na silniku hydraulicznym, który połączony z mechanizmami podnoszenia unosi ładunek.
Z fizycznego punku widzenia wysuw tłoczyska powodujący wykonanie zadania układu hydraulicznego jest osiągany poprzez zamianę energii mechanicznej na potencjalną. Olej pobiera tzw. energię ciśnienia dzięki sprzężeniu przez pompę i przekazuje ją do siłownika. Paskal opisywał to jako rozchodzące się we wszystkich kierunkach jednakowo parcie cieczy. Potocznie zjawisko to nazywamy hydrostatyką, inaczej mówiąc energią potencjalną pochodzącą od ciśnienia.
W hydraulice siłowej wyróżnić można dwa rodzaje układów:
- otwarty – wykorzystywany w wózkach jezdniowych podnośnikowych niezależnie od napędu (spalinowy lub elektryczny), wykorzystujący olej do obiegu od zbiornika, przez pompę i siłownik do powrotu do zbiornika,
- zamknięty – w odróżnieniu od układu otwartego olej nie wraca do zbiornika, a pompa jest zespolona z odbiornikiem.
Układy hydrauliczne dzielą się na trzy grupy:
- napęd – zbiór składający się ze zbiornika na olej z filtrem wlewowym i powrotnym oraz samego oleju hydraulicznego,
- sterowanie – zestaw złożony z rozdzielacza ręcznego lub wielosekcyjnego, zaworów maksymalnych oraz zwrotno-dławiących,
- blok wykonawczy – w ich skład wchodzą wszystkie siłowniki, takie jak siłownik pochylania masztem, czy podnoszenia.
Działanie układu hydraulicznego
Działanie układu hydraulicznego polega na zassaniu oleju ze zbiornika przez pompę zębatą pod ciśnieniem 250 barów, przetłoczeniu go do zaworu maksymalnego, następnie przez rozdzielacz i w zależności od pozycji dźwigni rozdzielacza – przykładowo w krótkim obiegu oleju – z powrotem do zbiornika. W przypadku przesterowanej dźwigni na podnoszenie olej będzie płynął do siłownika podnoszenia w zależności od ciężaru podnoszonego przedmiotu. Im mniejszy ciężar, tym mniejsze ciśnienie. Opuszczanie powoduje wypływ oleju z powrotem do zbiornika.
Zabezpieczenie układów hydraulicznych przed przeciążeniem
Powyższy układ zabezpieczony jest najczęściej maksymalnie dwoma zaworami, jeden przed a drugi z boku rozdzielacza. Zawory te nie biorą udziału w pracy, dopóki podnoszony ciężar nie przekroczy limitu układu hydraulicznego. W takich przypadkach zabezpieczenie unosi kulkę lub grzybek (zależnie od konstrukcji), pozwalając olejowi dostać się z powrotem do zbiornika. Kolejnym przypadkiem uruchamiającym system zabezpieczenia jest, gdy siłowniki pochylenia masztu są w skrajnych położeniach, generując najwyższe dopuszczalne ciśnienie. Trzecim momentem otwarcia zaworów jest wysunięcie siłownika podnoszenia do momentu, w którym tłok oprze się o dławicę, co uruchomi zawór maksymalnego ciśnienia.
Po co w takim razie aż dwa zawory, które sumarycznie mają to samo zadanie do wykonania? Przede wszystkim dla wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Zadaniem zaworów jest właśnie zabezpieczenie układu hydraulicznego przed wzrostem ciśnienia ponad określoną wartość, powodującą przeciążenie. Podwojenie ilości zaworów jest stosowane na wypadek uszkodzenia się jednego z nich.
Jak działa układ hydrauliczny w maszynach, dowiesz się więcej podczas kursów ze Specjalistkami, kursy operatorów maszyn z egzaminem UDT: kursy na wózki widłowe, kursy na podesty ruchome, kursy na ładowarki teleskopowe prowadzimy w całej Polsce.
