Хидравлични станции
Начало > Хидравлика > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 3, 2011
Понякога сложността и важността на дадена инженерна задача са причината отделни хидравлични компоненти трудно да бъдат пуснати в съвместна работа. Хидравличните станции, агрегати или възли (hydraulic power units) са модули или самостоятелни устройства, които подават флуид под налягане към хидравлични мотори, цилиндри и други хидравлични компоненти. Стандартни, компактни и съобразени с конкретните нужди на приложението, те носят редица предимства на клиентите - главно по отношение на качеството и гарантираната сигурност и надеждност. Фактор за това са фабричните тестове, на които продуктите се подлагат преди доставка. Производителите предлагат готови хидравлични станции като стандартни продукти, което пести доста време на потребителите. Другият вид са произведените по задание и спецификация на клиента, което е важно за нуждите от по-специални модели със специфично приложение. Хидравличните агрегати се използват в множество промишлени сектори и в различни приложения - в подемно-транспортната техника, в индустриални системи, машиностроенето, автомобилостроенето, авиационната техника и т.н.
Същност на хидравличните агрегати
Основните компоненти на хидравличните станции са резервоар за работна течност, помпа (една или няколко), задвижващ агрегат (двигател), филтър, някои хидравлични елементи - клапани, разпределители и др., охладител, благодарение на който се поддържа подходяща работна температура на работната течност. Помпата, ако е регулируема, е снабдена с управление, възможно е и да има допълнителна помпа за осигуряване на свръхвисоко налягане, както и предпазни клапани. В резервоара са налични смукателен филтър, необходимите тръбни връзки, уплътнения, уреди за измерване нивото на работната течност и на температурата, отвори за ревизия и почистване.
Сърцето на системата, разбира се, са една или повече помпи. За прости възвратно-постъпателни приложения или постоянни задвижвания, помпа с постоянен дебит може да бъде добър избор. Но в приложения, изискващи по-сложна функционалност, се налага използването на помпа с променлив дебит.
Единствените функции, които повечето управления на помпи изпълняват, се свеждат до осигуряването на изходящия дебит. Затова за по-сложни приложения, от управленията на помпите се изисква по-богата функционалност - например, контрол на реверсирането на потока течност, ускорение, забавяне на потока, нулев дебит, ограничение на налягането, постоянна мощност и т.н.
Могат да бъдат реализирани различни режими на управление. Вариантите включват механично, хидравлично, пневматично, електрическо и електрохидравлично управление. Най-простият директен контрол е чрез ръчно управление. Чрез механични системи или електромотори с редуктори, спирачки и крайни изключватели може да се осигури функциониране от разстояние. Хидравлични управляващи системи с ниско налягане или маломощни електрически вериги позволяват дистанционен избор на различни дебити. Също така за осигуряване на автоматично управление с високо ниво на точност могат да бъдат използвани хидравлични сервомотори.
В хидравличните станции може да бъде реализирано задвижване от различен тип: електромотор, двигател с вътрешно горене, газова турбина, чрез допълнителен вал от централен двигател и др. Най-широко се използва задвижване с електромотор, директно свързан към помпата чрез еластичен съединител.
Компактни и мобилни хидравлични станции
Компактните хидравлични станции или т.нар. миниагрегати са разновидност на стандартните хидравлични станции и съдържат почти същите компоненти, но изпълнени в компактна конструкция. Използват се за захранване на хидравлични мотори и цилиндри, за осигуряване на управляващ поток към сервоклапани, системи за смазване под налягане, както и за захранване на многофункционални системи с външни вентили. Накратко, за системи, в които пространството е минимално и при които се изискват малки габарити. Особеност на приложенията, в които се използват, е цикличността, тъй като могат да се използват за по-малко време преди престой за охлаждане.
Избор на хидравлична станция
За да се направи оптималният избор на търсена от потребителя хидравлична станция, трябва да се вземат предвид редица показатели по отношение на производителност, физически характеристики и функционалност. За да се проектира и произведе една хидравлична станция, инженерният екип трябва да има информация от клиента за необходимото максимално усилие и работно налягане; минималните и максимални работни скорости; големината и теглото на подвижните части в машината; вида и точността на управлението и функциите по управление, типа на сервизния цикъл, вида захранване, с което ще работи хидравличната станция. От значение за правилно проектиране на хидравлична станция са още предвиденото място, изискванията към топлообменника, изискванията към нивото на шум и други, както и всички специфики, свързани с условията на работната среда и на приложението, специалните изисквания и условия на околната среда.
Готовите хидравлични станции, между които потребителят може да избира, се предлагат в неограничен диапазон налягания и дебити, обем на резервоара, материалите и съвместимост с флуиди.
Спецификациите, касаещи производителността, които са важни при избор на хидравлична станция, включват работно налягане, дебит, обща мощност и обем на резервоара. Работното налягане всъщност е това, което хидравличната станция може да осигури като изходно. Хидравличният агрегат може да се проектира с едно постоянно налягане или да работи в диапазон от различни налягания. Важен параметър е пълната мощност на мотора/помпата. Някои хидравлични станции използват множество източници на захранване и тази спецификация е мощността, която е на разположение от всички източници. Мощността се представя в киловати или конски сили. Обемът на резервоара на хидравличната станция се дава в литри или галони. Някои хидравлични станции могат да бъдат със сменяеми или модулни резервоари, които да бъдат с различен обем.
Физическите спецификации, които трябва да се вземат предвид при избор на хидравличен агрегат, включват тип помпа, източник на захранване, метод на охлаждане и маса на станцията. Всички хидравлични станции без изключение съдържат някакъв вид вградена помпа. Някои агрегати са снабдени с многостъпални помпи, които функционират като множество помпи, свързани последователно. Възможните типове помпи, които се използват в хидравличните станции, включват едностъпални, двустъпални, три- или четиристъпални модели, както и устройства с множество помпи. Сред възможните източници на задвижване са електрически мотори, дизелови и бензинови двигатели, както и пневматични компресори. По отношение на метода на охлаждане възможностите също са няколко - топлообменник, въздушно-маслен охладител , а може да не се използва охлаждане изобщо. За някои приложения масата на станцията е от важно значение.
Също така трябва да се вземат предвид възможностите за избор и по отношение контрола на някои параметри чрез подходящи уреди - налягане, температура, ниво на течността в резервоара и т.н.
Обикновено производителят осигурява техническа консултация и ноу-хау при специфицирането на системата съобразно конкретното задание и необходимост на потребителите, независимо дали се отнася до базов хидравличен агрегат или до мащабна проектирана за клиент система. Всички производители доставят хидравличните агрегати с подробно техническо описание и документация.
Предимства на хидравличните агрегати
Хидравличните станции са устройства с множество предимства, сред които следните:
- Стандартни компоненти, асемблирани надеждно и съобразно нуждите;
- Специфични допълнителни компоненти и аксесоари за специфични изисквания;
- Компактност;
- Устойчивост и дълъг експлоатационен живот;
- По-безшумна работа;
- Много лесна инсталация;
- Лесна поддръжка;
- Подобрена системна диагностика;
- Производствена гаранция.
Недостатъци
Хидравличните станции по правило са по-скъпи в сравнение със система, изпълнена от отделно закупени компоненти. Допълнителната цена, която потребителят плаща за готова хидравлична станция, е заради отпадането на необходимостта от избиране на компонентите, проектиране на системата, изграждането й и поддръжката й. Изискващи по-висока инвестиция за закупуването, хидравличните агрегати носят предимството на това, че са произведени от съвместими компоненти, на един и същ производител, избрани точно за специфичната система, и че осигуряват максимална ефективност, контролируемост, устойчивост и сигурност.
Вижте още от Хидравлика
Новият брой 9/2024
