Napęd hydrauliczny dzielimy na :

nap hydrostatyczny(cała energia przenoszona jest za pomocą en ciśnienia ),

nap hydrodynamiczny(cała en przenoszona jest za pomocą en kinetycznej strumieni [prędkości])

Napęd mechaniczny-wszystko co się znajduje pomiędzy silnikiem a elementem napędzanym

Napęd hydrostatyczny:

Pompy :wirowe, wyporowe-ciśnienie:-energia skumulowana w jednostce objętości; p- jednostkowa energia ciśnienia- jednostkowa energia kinetyczna dla cieczy idealnej i dla strugi;hg- jednostkowa energia potencjalna (tę niby można sobie pominąć– mała)

Charakterystyka napędowa układu  w,V= f(F,M)

-charakt. sztywna-(posuw) obrabiarki,

-charakt. Podatna-maszyny budowlane

Zalety napędu hydrostatycznego:

-umożliwia uzyskanie pędu o charakt. Sztywnej i podatnej;

-jest napędem miniaturowym (masa pompy);

-moment bezwładności tej pompy jest mniejszy ,więc własności dynamiczne są lepsze ,szybciej uzyskuje moc ;

-siłownik najprostszy silnik ;

-trwałość przenoszenia energii na odległość ;

-zastąpienie części nawet częściami innej firmy spełniające te same warunki,

-gabaryty 10:1; -łatwość unifikacji,

-zmiana przełożeń w sposób ciągły, -samosmarowość,

Wady napędu hydrostatycznego:

-mała trwałość przy dużych prędkościach obrotowych (napęd ten stosuje się do 2500-3000obr/min.);

-niższa sprawność (pompy tłoczkowe powyżej 90%,całkowita sprawność układu o najwyższej sprawności 75%.Jeżeli jest przepływ przez aparaturę sterującą i przez zbiornik sprawność spada do kilkunastu lub kilku procent) ;

-sprawność zależy od temp. Oleju (lepkość oleju groźba wycieku ;

-hałas –b. głośny(zastosowanie-95%), -nie można stosować tego do dużch prędkość Obr, -nap wrażliwy na zanieczyszcz, -

Równanie Bernuliego :

N/m2=Nm/m3=J/m3, V=(8­÷10m/s)olej, V=30m/s-powietrze; 10m(H2O)=0,1MPa, p=30MPa=3•107Pa=3•107J/m3, ρ=900kg/m3, V=8m/s, ρ•V2/2=28,8kJ/m3=2,8•104J/m3.

Napęd hydrokinetyczny:

Zalety napędu hydrokinetycznego:

-możliwość uzyskania charakt. tylko podatnej ;

-jest mniejszy od analogicznego napędu elektr. ale nie od hydrostatycznego(gabarytowo i masowo) ;

-uzyskuje tylko ruch obrotowy; -większe prędk obrot,

-może przenieść na odległość ale nie w takim stopniu jak napęd hydrostatyczny (Vdo30).

Wady napędu hydrokinet:

-podobnie jak dla napędu hydrostatycznego ale prędkości obrotowe są większe(zastosowanie-5%)

Lepkość dynamiczna:

T=T(m,v,h,A)

t=t(m,v,h)

t=mt=m; napr ścinające t=T/S

T-siła tarcia, t=μ•V/h; μ=Pa•s.

Wizkozymetr rotacyjny Hopplera , Rotametr

M=T*r r-promień   T- tarcie

Apole przekroju, M=T•r,

M=t2Πrlr; M=2Πμ(V/h)r2l; V=ω•r;

M=2Πμ(ω/h)r3l. 

Jednostka lepkości [m]=Pa•s,  m-lepkość dynamiczna; Hoopera z opadającą kulką μ=k•t

Lepkość kinematyczna n=μ/ρ[m2/s]; 1st=1cm2/s; 1cSt=1mm2/s, t=μ(dv/dy); lepk cieczy bardzo zalezy od temp, funkcja regresji-najlepiej pasująca do punktów w których różnica kwadr od punktów jest mniejsza; Oleju m=m0e-a(T-To)

Lepkość również zależy od ciśnienia –ok30%wzrasta lepkość dla 100MPa μ=μo(1+0,03•p); t=ω(dV/dy)m, ciecz Neewt m=1;

*ciecze ferromagnetyczne: -mają zawiesiny ferromagnetu, -jeżeli przyłożymy pole mag to te cząsteczki układają się wzdłuż lini przyciągania >sterujemy tu lepkością przez przyłożenie pola mag.

Ściśliwość oleju:

∆V=-(V/B)∆p; B- moduł sprężystości objętościowej [Pa], V-objęt, B=2•109 Pa, E=2•1011Pa, β=1/B wsp ściśliwości;

∆V=-β•V∆p; ∆V/V=∆p/β.

Dla niewielkich zmian w postaci różniczkowej: dv/V=-dp/β,

Gęstość cieczy ρ=m/V; dρ=-(m/V2)dV, dV=-(V2/m)d, V/m=1/ρ, dv/V=-dρ/ρ, dρ/ρ=dp/B //∫; lnρ=(1/B)p+C, ρ=e(p/B)+C, gdy p=0 to k=ρo, ρ=ke(p/B), =>> ρ=ρo•ep/B, dρ/dp=(ρo/B)•ep/B, dρ/dp=ρ/B, dla p=0, ρ=ρo+(ρo/B)+p, ρ=ρo(1+p/B).

Rodzaje cieczy roboczych :Funkcje: *musi przenieść duże ciśnienie; *smarowanie elementów ukł hydr; *ochrona przed korozją; *chłodzić ukł. Wymagania stawiane olejom hydraulicznym: •olej powinien mieć dużą trwałość, •lepkość w funkcji czasu eksploatacji duża, stała w czasie, •wysoka temp. utleniania, niska temp. wrzenia, •wysoka temp. zapłonu niska temp krzepnięcia, •nieszkodliwy dla człowieka, •nie może być agresywny dla układu hydraulicznego(uszczelki), •nie może się pienić, •nie toksyczny, •łagodna chcarakt μ(t)

Jakie ciecze stosujemy- z rafinacji ropy naft-> hydrole. Stare oznaczenie dla 50o: Hydrol70, 50,40,30,20,10; nowe ozn dla 400: HL150, 100, 68,46,32,15. Klasy olejów: HH-ol mineralne, HL-ol rafinowane mineralne o polepszonych wł przeciw korozyjnych i przeciw utleniających, HM-o polepsz wł przeciwzużyciowych z perlitem, HV-półsyntetyki o podwyższ wł chartka lepk-temp. W ramach jednego gatunku można mieszać oleje i uzyskiwać lepkość pośrednią.

*Emulsja wodna z niewielkim dodatkiem oleju (2÷5)% stosuje się w górnictwie z powodów: -awarie są bezwpływowe na środowisko, -mniejszy koszt, -nie ma samozapłonu.  Stosuję się tes czysta wodę +środki antybakteryjne w przem spożywczym. Dobór oleju na podstawie: -sprawności ukł, -straty przepł, przecieki, -doświadczalnie.

Straty :przepływowe ,przecieki (jeżeli lepkość będzie mała

To będą małe straty przepływu , ale straty spowodowane przeciekami jeżeli lepkość będzie duża to będą duże straty przepływu ale małe wycieki

Powietrze w układzie hydraulicznym : Może ono występować w różnych fazach :1-w postaci piany powierzchniowej (piana powierz. zatrzymuje się na siatce [wędruje do góry , powietrze uwalnia się])2-w postaci dużych pęcherzy powi(worki powietrzne) (powstaje przy okresowym przestoju układu hydrau.) 3-w postaci roztworu oleju i powi (może wypuścić się określona ilość powi i to powi nie zmienia sprężystości , zależy od ciśnienia , im wyższe tym więcej powietrza może się rozpuścić) 4-w postaci mieszaniny oleju i powietrza (w przewodzie ssącym z powodu podciśnienia wydobywają się pęcherzyki powietrza i powstaje mieszanina. Kawitacja pęcherzyki 0,25-0,5mm, b.szybko znikają i powstaje próżnia i mamy duże uderzenie fali.. Dlatego przewody ssące są większe od tłoczących zjawisko to jest b. Niebezpieczne w układzie hydraulicznym ze względu na duże prędkości przepływu )

Rodzaje przepływów: *laminarny Re< 2300:-rys.(linia prosta) *turbulentny: rys.(lin. Postrzępiona); Vs-prędkośc, liczba Reynoldsa Re=(Vs/υ), ν-lepk kinematyczna, Re>2300 to nie wiadomo jaki przepł.

Przepływ turbulentny dzieli się na:

-Przepływ turbulentny nierozwinięty

-Przepływ rozwinięty: przez rurę hydraulicznie gładką, przez hydraulicznie chropowatą

Przepływ laminarny w przekroju kołowym :

Dp=p1-p2>0 ; pr2×Dp=T; t=μ•dv/dy,

pr2×Dp=t×2pr×l ; r×Dp=t×2×l;

r×Dp=-2l×m•dv/dr,

dv=-(∆p/2μl)rdr,

V=-(∆p/4μl)r2+C, V=0gdyr=ro

0=-(∆p/4μl)r2+C, V=(∆p/4μl)(ro2-r2), <-profil prędkości.

Vmax=(∆p/4μl)ro2; V=Vmax(1-r2/ro2)

Natężenie przepływu:

dQ=V×2prdr;

dQ=(∆p/4μl)•(ro2-r2)2Πrdr,

dQ=(Π∆p/2μl)•(ro2r-r3)2Πrdr,

Q=(Π∆p/2μl)∫[0-ro](ro2r-r3)dr,

Q=(Π∆p/2μl)|(ro2r2)/2-r4/4|0ro; ro=d/2

Q=(Π∆p/8μl)ro4=Π/128•d4/μl•∆p

Vśr=Q/(Πd2/4); Vśr=d2/32μl)•∆p;Vmax=2Vśr-dla przepływu laminarnego

Liniowe straty przepływu :straty dzielimy na :-liniowe(są to straty występujące wzdłuż długich odcinków przewodów ,związane są z przepływem laminarnym lub turbulentnym) ; -miejscowe (związane z określonym miejscem , miejscowym zaburzeniem przepływu [zawór, kolanka złączka] związane są z przepływem turbulentnym)

Liniowe strat przepływu: strata wzdłuż osi przewodu

∆p=λ•ρ/2•l/d•Vs2, Vs=Q/A, ®prędkość średnia; ∆p=λ•ρ/2•l/d•Q2/A2;

l-jest funkcją liczby Reynoldsa ; l=64/Re-dla przep laminarnego l=0,3164/...