uk napędow.doc

Politechnika Wrocławska

Wydział Mechaniczny

Laboratorium Układy Napędowe II

SPRAWOZDANIE

Wrocław, dnia 15.03.2010

1.      Wstęp teoretyczny

Napędy hydrauliczne służą do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej

wytwarzania do miejsca użytkowania za pośrednictwem cieczy roboczej. Ze względu na sposób przekazywania energii rozróżniamy dwie grupy napędów hydraulicznych:

·         napędy hydrokinetyczne, wykorzystujące głównie energię kinetyczną cieczy

roboczej

·         napędy hydrostatyczne, wykorzystujące głównie energię ciśnienia cieczy

roboczej

Napędy hydrostatyczne znalazły bardzo szerokie zastosowanie niemal we wszystkich ty­pach współczesnych maszyn i mechanizmów. Są wykorzystywane w

górnictwie, hutnictwie, obrabiarkach, maszynach rolniczych, budowlanych i

drogowych.

Napęd hydrostatyczny to zespół urządzeń dzięki, którym wytwarzana energia

mechaniczna jest zamieniana na energię ciśnienia gromadzoną w cieczy oraz ponownie

zamieniana energię mechaniczną w miejscu jej wykorzystania.

Napęd hydrostatyczny jest to napęd wywołany ruchem cieczy pod ciśnieniem, którego zasadza działania oparta jest na prawie Pascala. Źródłami energii w układach

hydraulicznych są zwykle różnego rodzaju pompy. Zadanie takiej pompy polega na

zasilaniu układu hydraulicznego dostatecznie dużymi ilościami cieczy roboczej pod

odpowiednim ciśnieniem. Pompa spełnia rolę generatora energii ciśnienia cieczy. Jest napędzana bezpośrednio silnikiem elektrycznym lub spalinowym. Odbiorcami energii są głownie silniki lub cylindry hydrauliczne (siłowniki), które napędzają maszynę. Przekazywanie energii od generatora do silnika lub siłownika jest związane z

przepływem cieczy, więc muszą być one połączone odpowiednimi przewodami

hydraulicznymi. Układ hydrostatyczny musi dodatkowo być wyposażony w różne

elementy służące do sterowania pracą silnika(zawory, regulatory). Niezbędnym

elementem układu jest również zbiornik, w którym magazynuje się ciecz roboczą

pobierana przez generator i do którego wraca ona po oddaniu energii ciśnienia i jej

zamianie w silniku na energię mechaniczną. Aby zapewnić czystość i stałość

właściwości cieczy w układach hydrostatycznych stosuje się również urządzenie takie jak filtry i chłodnice.

Schemat przedstawiający działanie napędu hydrostatycznego(przekazywanie

poszczególnych form energii):

       P2

      P1

       Pstr

P1 - moc wejściowa (moc doprowadzana do napędu),

P2 - moc wyjściowa (moc otrzymywana z napędu),

Pstr - moc tracona w napędzie

Rysunek obrazuje ogólny schemat układu hydrostatycznego - przekazywanie

poszczególnych form energii, mianowicie:

o       dostarczanie energii mechanicznej do układu przez silnik elektryczny, cieplny lub za po­mocą napędu ręcznego,

o       zamianę energii mechanicznej na energię ciśnienia, nazywaną inaczej energią

hydrau­liczną, zamiana ta zachodzi w pompie hydraulicznej,

o       przekazywanie energii hydraulicznej za pomocą przewodów i elementów

sterujących,

o       zamianę energii hydraulicznej na mechaniczną, zamiana ta zachodzi w

hydraulicznym sil­niku obrotowym lub siłowniku hydraulicznym,

o       przekazywanie energii mechanicznej do elementów maszyny roboczej,

wykonujących pracę użyteczną.

W związku z tym w każdym układzie hydrostatycznym możemy wyróżnić elementy

zaliczane do jednej z poniższych czterech grup:

o       pompy, czyli elementy zamieniające dostarczoną z zewnątrz energię

mechaniczną na energię ciśnienia cieczy roboczej,

o       elementy sterujące, jest to bardzo rozbudowana grupa do której zaliczamy

elementy sterujące: kierunkiem przepływu, ciśnieniem, natężeniem przepływu, kierunkiem i natężeniem przepływu oraz magazynujące energię,

o       silniki hydrauliczne i siłowniki hydrauliczne, czyli elementy zamieniające

dostarczoną energię hydrauliczną na energię mechaniczną i przekazujące ją do napędzanego urządzenia,

o       elementy pomocnicze, czyli elementy, które nie biorą udziału w funkcjach

napędowych i sterujących pracą układu, jednak ich obecność warunkuje

połączenie elementów i poprawne działanie układu, zaliczymy do nich:

przewody sztywne i elastyczne, zbiorniki, filtry, chłodnice, nagrzewnice i

elementy pomiarowe.

Przykładowy układ hydrauliczny:

Wymagania stawiane współczesnym maszynom i pojazdom, ograniczenie

zużycia energii, konieczność płynnej zmiany prędkości jazdy w szerokim zakresie, możliwość uzyskiwania małych prędkości, w przypadku niektórych maszyn i pojazdów jest istotnym czynnikiem przemawiającym za wprowadzaniem tych układów. Trudne warunki pracy maszyn inżynieryjnych i pojazdów wojskowych, duże i zmienne obciążenia ich układów roboczych i jezdnych, eksploatacja w relatywnie niekorzystnych warunkach pracy, sprawiają iż poszukuje się efektywniejszych układów przenoszenia mocy, obniżających koszt eksploatacji maszyn i pojazdów. Postępujący rozwój elementów hydraulicznych, ich niezawodność i podatność na sterowanie, sprawił iż hydrostatyczne układy napędowe są coraz częściej stosowane w rozwiązaniach układów napędowych jazdy współczesnych maszyn i pojazdów.

Zalety stosowania napędu hydrostatycznego:

o       bezstopniowa regulacja prędkości ruchu roboczego

o       bezstopniowa zmiana regulacja kierunku obrotów

o       spokojny i płynny ruch

o       układ napędowy o dużej zwartości konstrukcyjnej

o       prostota i niezawodność zabezpieczeń przed przeciążeniem

o       duża wartość momentu przy małej prędkości obrotowej

o       możliwość uzyska...