Hydraulika |
II. Obieg hydrauliczny otwarty
III. Obieg hydrauliczny zamknięty
Głównymi elementami każdego układu
hydraulicznego jest pompa oraz silnik, którym może być siłownik hydrauliczny
lub silnik hydrauliczny obrotowy. W maszynach górniczych o skomplikowanej
budowie, układy hydrauliczne są bardzo rozbudowane[1].
Obieg cieczy między pompą, a odbiornikiem
nazywamy obiegiem hydraulicznym. Rozróżnia się dwa rodzaje obiegów
hydraulicznych:
1 — obieg otwarty,
2 — obieg zamknięty.
W obiegu
otwartym pompa zasysa ciecz roboczą ze zbiornika i tłoczy ją do odbiornika.
Tam ciecz wykonuje pracę oddając zawartą w niej energię i wszystka wraca do
zbiornika, skąd zasysana jest ponownie przez pompę.
W obiegu
zamkniętym ciecz krąży bezpośrednio między pompa, a odbiornikiem, czyli po
oddaniu swej energii odbiornikowi wraca do pompy, zasadniczo bez pośrednictwa
zbiornika. W praktyce, wskutek występowania wycieków ilość cieczy krążącej w
takim obiegu zmniejszałaby się, przeto dla uzupełnienia trzeba pobierać część
cieczy ze zbiornika.
Zaletą obiegu otwartego jest
dobre chłodzenie cieczy roboczej, która wypływając z odbiornika miesza się z
większą ilością cieczy chłodniejszej, znajdującej się w zbiorniku. Taki układ
umożliwia również zastosowanie w łatwy sposób chłodzenia cieczy za pomocą
specjalnej chłodnicy wodnej. Układ zamknięty wymaga ponadto większej liczby
dodatkowych elementów sterowania potrzebnych do uzupełniania wycieków
Niedogodnością układu otwartego —
szczególnie w odniesieniu do podziemnych maszyn górniczych — jest konieczność
stosowania znacznie większej ilości cieczy roboczej, co w przypadku olejów
mineralnych jest niekorzystne ze względu, na ich łatwopalność
Na rys. 1 przedstawiono układ
hydrauliczny otwarty zasilania siłownika jednostronnego działania. Na szkicu
(rys.1a) przedstawiono obrazowo połączenie poszczególnych elementów układu.
Pompa 1 zasysa ciecz roboczą ze
zbiornika 2 przewodem ssawnym 3 i tłoczy ją przewodem tłocznym 4. Przewód tłoczny rozgałęzia się na
gałąź 5 gdzie zainstalowany jest
zawór przelewowy 6 łączący się z
przewodem spływowym 7, przez który
ciecz spływa do zbiornika 2. Przewód
tłoczny 4 doprowadza również ciecz
do rozdzielacza 8. Jest to
rozdzielacz trójdrogowy dwupołożeniowy. Od rozdzielacza 8 odchodzi jeden przewód 9
do cylindra hydraulicznego (siłownika) 10,
drugi zaś 11 — do spływu.
Rozdzielacz 8 ma dwa położenia I
i II. W
położeniu I ciecz robocza ma
zamknięty dopływ do siłownika. Wskutek ciśnienia jakie występuje w przewodzie 4
otwiera się zawór przelewowy 6 i ciecz spływa do zbiornika 2. Wskutek nacisku siłą F, wywieranego na tłok, ciecz z
przestrzeni podtłokowej wypychana jest do zbiornika 2.
Po przełączeniu rozdzielacza 8 w położenie II, przewód tłoczny 4
łączy się z przewodem 9 i pompa
tłoczy ciecz roboczą do przestrzeni podtłokowej siłownika 10, powodując ruch tłoka do góry. Zawór przelewowy 6, nastawiany na wyższe ciśnienie niż
panujące w siłowniku, jest w tym czasie zamknięty. Jeżeli i jednak ciśnienie
cieczy wzrośnie, np. wskutek nadmiernych oporów ruchu, jakie napotka siłownik 10, ciśnienie tłoczonej cieczy wzrośnie
nadmiernie. Wtedy zawór przelewowy 6
otworzy się i pompa 1 będzie tłoczyć
ciecz do zbiornika 2 przewodami 5 i 7, nie podając cieczy do siłownika 10. Zawór przelewowy 6 spełnia więc w tym układzie również funkcję zaworu
bezpieczeństwa.
Rys.
1. Układ hydraulicznego zasilania siłownika jednostronnego działania a
- szkic, b – schemat
Rysunek 1.b
przedstawia ten sam układ hydrauliczny narysowany jednak za pomocą ogólnie
przyjętych, znormalizowanych symboli. Pozycje na rys. 1.b odpowiadają pozycjom
na rys.1.a.
Zasadę działania układu hydraulicznego o
obiegu zamkniętym wyjaśnia rys.
Rys.2. Układ hydrauliczny o obiegu zamkniętym
a
— zasada działania,
b
— schemat prostego układu
Silnik elektryczny 1 napędza pompę 2, która
tłocz ciecz roboczą przewodem 3 do
silnika hydraulicznego 4, obracając
go. Silnik 4 oddaje swoją energię
maszynie roboczej
W praktyce układy hydrauliczne o obiegu
zamkniętym są bardziej złożone.
Zebrał
i opracował: Czesław Zając 2012 r.
Bibliografia:
- Z. Korecki; Urządzenia hydrauliczne maszyn górniczych, Katowice 1981 r.
- J. Lipski; Hydrauliczne urządzenia, Warszawa 1968 r.
- W. Warchim,
J. Maciejczyk: Ścianowe kombajny węglowe,
Katowice