TEKUTINOVÉ MECHANISMY

Tekutinové mechanismy přenášejí pohyb a silové zatížení prostřednictvím kapalin nebo plynů. V těchto mechanismech dochází k přeměně mechanické energie motoru na tlakovou nebo pohybovou energii kapaliny nebo plynu a zpětně na mechanickou energii hnaného členu.

Podle druhu pracovního media dělíme tekutinové mechanismy na hydraulické a pneumatické.

Stále častější použití hydraulických a pneumatických mechanismů je dáno jejich výhodami, mezi něž patří:- snadný rozvod kapaliny nebo plynu i na větší vzdálenosti,- snadná změna směru pohybu,- snadná změna rychlosti pohybu,- snadné pojištění mechanismu proti přetížení,- možnost automatické regulace činnosti mechanismu.

Hydraulické mechanismy

Hydraulické mechanismy přenášejí pohyb a silové zatížení od motoru k pracovnímu stroji prostřednictvím kapaliny, nejčastěji oleje, který současně zajišťuje mazání jednotlivých částí hydraulického mechanismu.

Výše uvedené výhody přispěly k rychlému rozšíření hydraulických mechanismů. Jako příklady použití lze uvést: hydraulický zvedák, hydraulické sklápěcí zařízení automobilů, hydraulické ovládání pracovních pohybů strojů zemních, transportních, zvedacích, zemědělských aj., hydraulický posuv pracovních stolů a nástrojů u obráběcích strojů, hydraulické upínání součástí, hydraulické spojky a hydraulické měniče apod.

Určitou nevýhodou hydraulických mechanismů je velká náročnost na přesnost výroby jednotlivých hydraulických prvků, která přímo podmiňuje správnou funkci těchto mechanismů.

Základní hydraulické prvky

Každý hydraulický obvod je sestaven z hydraulických prvků, které se v různém zapojení používají u všech hydraulických mechanismů. Mezi nejdůležitější hydraulické prvky patří:- čerpadlo, které dodává tlakovou kapalinu do hydraulického obvodu.Nejčastěji se používají čerpadla pístová, zubová a lamelová,- pojistný přepouštěcí ventil, který přepouští přebytečné množství tlakové kapaliny zpět do nádrže a tím chrání hydraulický obvod před přetížením,- rozvaděč, který řídí rozvod tlakové kapaliny v hydraulickém obvodu. Ovládání rozvaděče se provádí ručně, mechanicky (pomocí narážek a dorazů) nebo elektromagneticky (automaticky na dálku),- hydromotor, který pohání pracovní stroj či zařízení. Existují hydromotory přímočaré (hydraulické válce) a rotační (zubové, lamelové).

Poznámka: Čerpadla (hydrogenerátory) a hydromotory jsou konstrukčně shodná zařízení. Pokud je poháníme vnějším zdrojem, pak pracují jako čerpadla, tzn. že vyrábí a dodávají tlakovou kapalinu. Pokud jim dodáváme tlakovou kapalinu, pak pracují jako hydromotory, tzn. že pohání pracovní stroje a zařízení.

Podle podstaty funkce přenosu pohybu a silového zatížení rozeznáváme hydraulické mechanismy hydrostatické a hydrodynamické.

Hydrodynamické mechanismy

U hydrodynamických mechanismů dochází k přenosu pohybu a silového zatížení pomocí pohybové energie kapaliny.

Nejznámější hydrodynamické mechanismy jsou hydrodynamická spojka a hydrodynamický měnič.

Hydrodynamická spojka se používá k přenosu rotačního pohybu a točivého momentu. Skládá se ze dvou lopatkových kol, z nichž jedno

(hnací) pracuje jako čerpadlo (1) a druhé (hnané) jako hydromotor (2). Vnitřní prostor spojky je uzavřen a vyplněn kapalinou. V levé části spojky, která pracuje jako odstředivé čerpadlo, proudí kapalina z vnitřní části lopatkového kola k jeho obvodu, kde dosáhne maximální rychlosti a tím i maximální pohybové energie. Jelikož vnitřní prostor spojky je uzavřen, je kapalina nucena proudit lopatkami druhého oběžného kola ve směru šipky z obvodu k jeho vnitřní části. Průchodem mezi lopatkami nutí kapalina k rotaci i druhé oběžné kolo.

Pokud není hnaný hřídel zatížen, jsou jeho otáčky prakticky shodné s otáčkami hnacího hřídele. Při zatížení hnaného hřídele dojde k určitému poklesu jeho otáček, který je tím větší, čím větší je přenášený točivý moment. Hydrodynamická spojka pracuje vždy s určitým skluzem.

Hydrodynamická spojka umožňuje plynulý rozběh hnaného hřídele, tlumí rázy a tím chrání celé zařízení před přetížením a případným poškozením. Používá se u motorových vozidel vybavených automatickou převodovkou.

b) Hydrodynamický měničHydrodynamický měnič pracuje obdobně jako hydrodynamická spojka.Umožňuje však navíc plynulou změnu otáček hnaného hřídele pomocí třetího lopatkového kola, tzv. reaktoru, který je uložen na společném hřídeli s hnaným lopatkovým kolem a usměrňuje proudící kapalinu vstupující do lopatek hnaného kola. Tím mění její dynamický účinek, což se projevuje změnou otáček a tím i změnou převodového poměru.

Hydrostatické mechanismy

U hydrostatických mechanismů dochází k přenosu pohybu a silového zatížení prostřednictvím tlakové energie kapaliny. Tlaková kapalina dodávaná čerpadlem působí na píst hydraulického válce, který bývá obvykle zároveň i vlastním pracovním členem, popř. je s tímto členem spojen.

Hydraulický zvedák je nejznámější hydrostatický mechanismus. Ručně ovládané pístové čerpadlo dodává tlakový olej přes zpětný ventil pod pracovní píst hydraulického zvedáku. Jelikož plocha pracovního pístu je větší než plocha pístu čerpadla, je síla působící na pracovní píst několikanásobně větší než síla působící na píst čerpadla. Zvedací sílu lze ještě zvětšit vhodnou volbou rozměrů ovládací páky čerpadla.

Hlavní části hydrostatického mechanismu:zdroj tlakové kapaliny (generátor),spotřebič tlakové kapaliny (motor),řídicí prvky k řízení tlaku a průtoku kapaliny a zařízení pro úpravu, shromažďování a kontrolu kapaliny.

Spojením těchto částí potrubím tak, aby mechanismus vykonával určitou funkci, vzniká hydrostatický mechanismus.

Značky, které umožňují jednoznačné, názorné a přehledné znázornění schémat hydrostatických mechanismů, stanoví ČSN 01 3722.

Jednotlivé prvky hydrostatických mechanismů jsou konstrukčně i výrobně náročné, a proto je třeba v největší míře využít prvků vyráběných specializovanými výrobci, kteří je vyrábějí v typizovaných řadách a zaručují udané vlastnosti.

K výhodám hydrostatických mechanismů patří i snadné řízení některých parametrů obvodu. Nejdůležitější z nich jsou:

řízení smyslu pohybu hydromotoru.řízení rychlosti (otáček) hydro motoru.

Řízení smyslu výstupního pohybu je možnézměnou smyslu toku kapaliny přestavením rozváděče,změnou smyslu toku kapaliny přestavením hydrogenerátoru s reverzací průtoku.

Hydraulický obvod se šoupátkovým rozvaděčem ovládaným elektromagneticky

Nejčastěji se používá šoupátkový rozváděč, který umožňuje jednoduché ovládání. Na obr. je schéma obvodu s elektromagneticky přestavovaným rozváděčem. Je-li šoupátko rozváděče v levé krajní poloze. přitéká kapalina od hydrogenerátoru do levého poloprostoru přímočarého hydromotoru a píst se pohybuje vpravo. Z pravého poloprostoru vytlačuje píst kapalinu do nádrže. Přestavením šoupátka rozváděče do pravé krajní polohy přitéká kapalina od hydrogenerátoru do pravého poloprostoru hydromotoru a píst se pohybuje vlevo. Šoupátko rozváděče lze přestavovat ručně, mechanicky, hydraulicky, elektromagneticky, elektrohydraulicky.Při elektromagnetickém přestavování je šoupátko ovládáno jedním nebo dvěma elektromagnety, jejichž obvody jsou uzavírány kontakty řízenými narážkovým systémem.

Velkou oblibu získávají motory s otáčivým pohybem výstupního členu. Tyto rotační hydromotory začínají nahrazovat elektromotory všude tam, kde jde o plynulé řízení otáček se značným regulačním rozsahem a o značné výkony. Směr pohybu se řídí stejným způsobem jako v obvodech s přímočarým hydromotorem.

Řízení rychlosti výstupního pohybu dosahujeme většinou změnou průtoku hydromotoru. Změnu průtoku můžeme dosáhnout paralelním řazením hydrogenerátorů. Plynulá změna rychlosti se dosáhne změnou průtoku hydromotoru, a to řízením průtoku kapaliny přiváděného k hydromotoru škrticím ventilem, regulačním hydrogenerátorem.

Hydraulický obvod se stupňovitým řízením změny rychlosti.

V obvodech s řízením rychlosti škrcením toku kapaliny dodává hydrogenerátor do obvodu konstantní průtok kapaliny. Škrticí ventil je schopen propouštět určitý objem kapaliny v závislosti na velikosti průtočného průřezu a na rozdílu tlaku kapaliny před škrticím ventilem a za ním. Rozdíl mezi objemem kapaliny dodávaným hydrogenerátorem a objemem kapaliny protékajícím škrticím ventilem se odvádí tzv. přepouštěcím ventilem zpět do nádrže. Škrticí ventil lze umístit na vstupu nebo na výstupu z hydromotoru.

Technologické schéma posuvové jednotky lože

Schéma axiálního pístového hydraulického motoru s radiálním rozvodem kapaliny

6

Jednočinné pístové čerpadlo1 - sací hrdlo;2 - výtlačné hrdlo;3 - sací ventil;4 - výtlačný ventil;5 - sací vzdušník6 - výtlačný vzdušník;7 - píst;8 - pracovní prostor

Dvojčinné pístové čerpadlo1- sací hrdlo;2 - výtlačné hrdlo;3 - sací ventil;4 - výtlačný ventil;5 - sací vzdušník;6 - výtlačný vzdušník7 - píst;8 - pracovní prostor

Diferenciální pístové čerpadlo1- sací hrdlo; 2 - výtlačné hrdlo; 3 - sací ventil; 4 - výtlačný ventil; 5 - sací vzdušník; 6 - výtlačný vzdušník; 7 - píst; 8 - pracovní prostor

Lamelová čerpadla:

Schéma regulace rotačních lamelových čerpadel

Membránové čerpadlo1 - membrána; 2 - sací hrdlo;3 - výtlačné hrdlo; 4 - sací ventil; 5 - výtlačný ventil

Rotační zubové čerpadlo.I - těleso čerpadla; 2 - ozubená. kola; 3 - sací otvor; 4 - výtlačný otvor; m - modul

Schéma brzdy1 - brzdový pedál; 2 - hlavní brzdový válec; 3 - vyrovnávací nádržka;4 - potrubí; tj - spojovací hadice; 6 - brzdový váleček; 7 - čelist; 8 - páka ruční brzdy; 9 - táhlo ruční brzdy; 10 -lano ruční brzdy; 11 - dvouramenná páka

Brzdy,a) s nekotvenými čelistmi: 1 - brzdový buben; 2 - čelist; 3 - kotevní vzpěra; 4 - kotevní čep; tj - čep čelisti; 6 - brzdový váleček; 7 - vratná pružina; b) kotoučová: 1 - kotouč; 2 - obložení; 3 - pístek; 4 -" přívod brzdové kapaliny