Ogólne zasady projektowania układów

hydraulicznych

Projektowanie układu hydraulicznego jako zestawienia odpowiednio dobranych elementów
hydraulicznych prowadzić się powinno wychodząc z założonych funkcji jakie ma spełnić organ
wykonawczy (silnik hydrauliczny).

Rodzaj ruchu

Ilość silników

hydraulicznych

Wymagania odnośnie

do prędkości ruchu

Wymagania odnośnie

do kierunku ruchu

liniowy

obrotowy

stała

prędkość

zmiana

prędkości

jeden

kierunek

dwa

kierunki

Silnik

hydrau

-liczny

Cylinder

hydrauliczn

y

Silnik

obrotowy

1

>1

(+) (-)

(+) (-)

(+) (-) (+) (-)

Wymagania odnośnie

co do momentu

Wymagania

odnośnie co do

masy

Zakres prędkości

obrotowej

Zakres wartości

momentu

stały

zmienny

stała

zmienna

niskie

do 100 min

-1

wysokie

> 100 min

-1

> 500kGm

< 500

kGm

(+) (-)

(+) (-) (+) (-) (+) (-)

(+) (-)

(+) (-)

(+) (-)

(+) (-)

Ilość silników hydraulicznych definiuje zasadę jaka musi zostać przyjęta, aby
była prawidłowa realizacja ruchu. Przy większej ilości silników o koniecznej
jednakowej prędkości ruchu należy zastosować synchronizację prędkości.

Prędkość ruchu silnika hydraulicznego w jednym kierunku lub w dwóch
kierunkach, należy zatem przewidzieć możliwość zmiany kierunku – z
(rewersją) lub bez.

Metoda zmiany -1 ≤ ε ≤ +1, zmianę obrotów wałka pompy, lub poprzez
rozdzielacz. Zmiana wartości prędkości ruchu silnika hydraulicznego możliwa
jest poprzez zmianę wydajności pompy, chłonności silnika, połączenie
równoległe, szeregowe silników, dławienie szeregowe i równoległe.
Moment zmienny to regulacja wg stałej mocy. Moc zmienna to regulacja wg
stałego momentu. Zakresy prędkości i momentu to przyjęte odpowiednie
konstrukcje silników hydraulicznych tzw. wysokomomentowe i niskoobrotowe
silniki hydrauliczne lub niskomomentowe a wysokoobrotowe silniki
hydrauliczne.

Należy tu również zwrócić uwagę na możliwość zwiększenia momentu
poprzez zastosowanie przekładni mechanicznych oraz redukcję obrotów
poprzez przekładnię mechaniczną.

Wielkość

hydr.

Element hydr.

Chłonność
wł.

Ilość jednostek

Wydajność
wł.

Silnik hydrauliczny

q

s

1

Pompa wyporowa

q

p

= q

s

n

2max

= n

1

n

2

> n

1

; i > 1

q

p

> q

s

n

2max

> n

1

n

2

> n

1

; i = 1

q

p

< q

s

n

2max

< n

1

n

2

< n

1

; i = 1

Zakres

ciśnień

do 16

MPa

do 25 MPa

> 25 MPa

Regulacja np.

wg „skoku zerowego”

Łopatkow

e

Śrubowe

Zębate

Zębate

Tłoczkowe –

osiowe

promieniowe

Tłoczkowe –

osiowe

promieniowe

Regulator

„skoku zerowego

na pompie”

Zabezpieczenia w układzie:

- zabezpieczenie pomp zaworami bezpieczeństwa lub
zaworami
przelewowymi, gdy mają służyć do zabezpieczenia i
regulacji
np.: regulacja z dławikami szeregowymi;

- zabezpieczenie silników hydraulicznych
zaworami
przeciwbieżnymi przed przeciążeniem w
okresach
odcięcia zasilania oraz zatrzymywania np.:
na rozdzielaczach;

- zabezpieczenie przed opadaniem samoczynnym w
okresach nie
zasilania układu silnika hydraulicznego, zastosowanie
zaworów
zwrotnych sterowanych, zamków hydraulicznych,

- sterowanie otwarciem

- sterowanie zamknięciem

- zabezpieczenie przed zanieczyszczeniem układu.

Filtracja cieczy w układzie:

- filtry niskociśnieniowe – ssawne lub zlewowe,
- filtry wysokociśnieniowe po stronie tłocznej,

- filtry w układzie zasilania zbiorników hydraulicznych (o małej dokładności
filtrowania
~ 100



m).

Umiejscowienie zależy od układu, od możliwości wprowadzenia – straty
hydrauliczne, a często możliwości otrzymania ich na rynku. Dobór filtru zależy od
zastosowanych elementów np.: pompa wielotłoczkowa osiowa wymaga filtrów ~
10



m ÷ 15



m, wymaga tego konstrukcja tarczy rozdzielczej rozrządu, stopka

łożyska hydrostatycznego.

Obliczenia układu hydraulicznego:

- obliczeniowy dobór elementów hydraulicznych
- silnik hydrauliczny: q

s

, p

s

, M

s

, N

s

, n

s

;

- ocena strat hydraulicznych i objętościowych



R

;

- wyznaczenie pompy wyporowej: q

p

, p

p

, N

p

, np;

- zakłada się prędkości przepływu:
na ssaniu v

s

= 1 ÷ 1,5 m/s;

na tłoczeniu v

t

= 3 ÷ 6 m/s (10 m/s);

lotnicze = 30 m/s
- dobór zbiornika cieczy około (3 ÷ 5)Q

p

- wstępna wartość;

- szkic układu oraz schemat montażowy na tle maszyny i urządzenia;
- obliczenia korygujące straty i wartości ciśnień i parametrów
eksploatacyjnych;
- bilans cieplny układu hydraulicznego:
- ocena poprawności doboru zbiornika i konieczności zastosowania
chłodnic do
utrzymania temperatury cieczy;
- bilans energetyczny układu hydraulicznego;
- straty w instalacji hydraulicznej max 20 %

- własności statycznych i dynamicznych układu hydraulicznego