Fungsi dan prinsip dasar pompa dan motor hidrolik
Fungsi dan prinsip dasar pompa dan motor hidrolik
1.1 Prinsip kerja dan komposisi sistem hidrolik
Teknologi hidrolik adalah sejenis teknologi yang menggunakan cairan sebagai media kerja dan menggunakan tekanan statis cairan dalam sistem tertutup untuk mewujudkan transmisi informasi, gerak dan tenaga serta kendali teknik. Sistem hidrolik yang lengkap terdiri dari empat jenis komponen hidrolik dan media kerja: komponen energi (pompa hidrolik), komponen eksekutif (silinder hidrolik, motor hidrolik dan motor hidrolik ayun), komponen kontrol (berbagai katup kontrol hidrolik) dan komponen bantu (oli) tangki, filter dan alat kelengkapan pipa). Ketika peralatan mekanis atau perangkat transmisi dan kontrol hidrolik bekerja, sistem hidroliknya mengambil oli hidrolik dengan aliran kontinu sebagai media kerjanya. Melalui pompa hidrolik, energi mekanik penggerak mula (motor atau mesin pembakaran internal) yang menggerakkan pompa diubah menjadi energi tekanan cairan, dan kemudian melalui pipa tertutup dan katup kontrol, dikirim ke aktuator, yang mana diubah menjadi energi mekanik untuk menggerakkan beban dan mewujudkan kerja. Lakukan pergerakan mekanisme yang diperlukan.
1.2 fungsi dan prinsip dasar pompa dan motor hidrolik
1.2.1 fungsi dan kepentingannya
Pompa hidrolik adalah komponen energi yang sangat diperlukan dari setiap peralatan mekanik hidrolik, yang fungsinya mengubah energi mekanik penggerak mula menjadi energi hidrolik, yaitu memberikan tekanan dan aliran cairan tertentu pada sistem hidrolik; dan motor hidrolik adalah setiap peralatan mekanis hidrolik atau mekanisme kerja yang memerlukan gerakan berputar (seperti berbagai mesin produksi industri, mekanisme kerja putar peralatan militer dan berbagai kendaraan) Fungsi aktuator adalah mengubah energi hidrolik menjadi energi mekanik, dan menggerakkan mesin. mekanisme kerja yang dihubungkan dengannya untuk melakukan kerja berupa torsi dan kecepatan.
Prinsip fungsi pompa hidrolik dan motor hidrolik berlawanan satu sama lain, namun strukturnya serupa, dan keduanya menempati porsi yang cukup besar dalam teknologi hidrolik. Dalam pengembangan semua jenis peralatan hidrolik dan desain serta penggunaan sistem hidrolik, pemilihan, penggunaan dan pemeliharaan pompa hidrolik dan motor hidrolik yang benar dan masuk akal sangat penting untuk meningkatkan kualitas kerja dan keandalan sistem hidrolik dan bahkan seluruh peralatan hidrolik. Oleh karena itu, personel desain dan manufaktur, personel instalasi dan debugging, serta personel penggunaan dan pemeliharaan teknologi hidrolik di lokasi harus menguasai prinsip kerja, struktur tipe, karakteristik teknis, serta metode penggunaan dan pemeliharaan pompa hidrolik dan motor hidrolik.
1.2.2 prinsip dasar
Dalam sistem hidrolik terdapat banyak jenis pompa dan motor hidrolik (seperti tipe roda gigi, tipe baling-baling, tipe pendorong, dll) dengan struktur yang berbeda-beda, namun semuanya bersifat volumetrik, yaitu bekerja berdasarkan perubahan gaya. satu atau beberapa volume segel.
Gambar a menunjukkan perangkat hidrolik yang dapat dibalik: dapat digunakan sebagai pompa hidrolik dan motor hidrolik. Strukturnya digambarkan sebagai berikut: eksentrisitas bubungan eksentrik 1 dan 3 adalah e, dan eksentrisitas bubungan eksentrik 2 adalah e. Pusat putaran 01, 02 dan 03 dari ketiga bubungan dihubungkan dan digerakkan oleh poros transmisi 4 (rotor) yang sama. Cams 1 dan 3 mengontrol pembukaan atau penutupan katup periksa 5 dan 7; bubungan 2 tetap bersentuhan dengan pendorong 6 (pemeras), dan ketiga bubungan dijamin bersentuhan dengan bagian 5, 6, dan 7 melalui pegas yang sesuai. Plunger dapat bergerak maju mundur di dalam lubang blok silinder (stator) 8, dan rongga kerja penyegel 12 dengan volume yang bervariasi terbentuk antara blok silinder dan pendorong. Sekarang ambil gambar a sebagai contoh untuk menganalisa dan membahas prinsip kerja dasar pompa hidrolik dan motor hidrolik.
(1) Prinsip dasar pompa hidrolik Bila alat yang ditunjukkan pada Gambar A digunakan sebagai pompa hidrolik, penggerak mula menggerakkan poros transmisi 4 (rotor) berputar searah jarum jam seperti terlihat pada gambar, kemudian ketiga bubungan berputar seiring dengan poros transmisi searah jarum jam. Misalkan pompa mulai berputar dari posisi yang ditunjukkan pada Gambar. a (a), kemudian pendorong 6 bergerak ke bawah, volume ruang kerja penyegel 12 bertambah, dan timbul ruang hampa; pada saat yang sama, bubungan 3 membuka katup periksa hisap oli 7 (bukan piston) Bubungan 1 hanya menutup katup periksa pembuangan 5). Di bawah pengaruh tekanan atmosfer, oli dalam tangki oli terbuka (tidak ditunjukkan pada gambar) disedot ke dalam ruang kerja penyegelan 12 melalui saluran masuk oli a, katup periksa hisap oli 7 dan saluran oli B, yang merupakan proses penyedotan minyak. Ketika rotor terus berputar ke posisi yang ditunjukkan pada Gambar. a (b), pendorong 6 dikompresi dan digerakkan ke atas oleh bubungan 2, volume rongga kerja segel 12 berkurang, dan oli yang diserap dalam rongga dikompresi. dan tekanan meningkat untuk mengeluarkan minyak; pada saat yang sama, bubungan 1 hanya membuka katup periksa pelepasan oli 5 (sedangkan bubungan 3 hanya menutup katup periksa isap oli 7), dan oli diangkut melalui saluran oli C, katup periksa pelepasan oli 5 dan port pembuangan oli D Oli dibuang ke sistem. Poros transmisi berputar satu putaran, masing-masing memompa dan mengeluarkan oli satu kali. Ketika penggerak mula menggerakkan poros transmisi untuk berputar terus menerus, pompa hidrolik secara terus menerus menyerap oli dari saluran masuk oli a dan membuang oli ke sistem dari saluran keluar oli D. Jika penggerak mula menggerakkan poros atau rotor transmisi untuk berputar berlawanan arah jarum jam, maka aliran oli akan terbalik, yaitu pompa akan menyerap oli melalui port D dan mengeluarkan oli ke sistem melalui port a.
Pompa hidrolik pendorong tunggal memiliki karakteristik prinsip struktural dasar dari pompa hidrolik perpindahan.
① Ada tiga bagian yang disebut stator, rotor dan pemeras, yang bervariasi sesuai struktur pompa hidrolik.
② Terdapat beberapa ruang tertutup yang dapat berubah secara berkala. Ruang ini disebut rongga kerja. Umumnya terdiri dari stator, rotor dan pemeras. Rongga kerja disebut rongga hisap oli bila mempunyai fungsi hisap oli dan rongga pembuangan oli bila mempunyai fungsi tekanan oli. Zona transisi antara rongga hisap oli dan rongga pelepasan oli ditutup oleh permukaan bagian terkait. Untuk mengubah volume rongga kerja, harus ada alat pemeras yang bergerak relatif pada bagian-bagian rongga kerja. Pemeras dapat membuat volume rongga kerja secara berkala dari kecil ke besar dan terus menerus menyerap cairan; dapat membuat volume rongga kerja secara berkala dari besar ke kecil dan terus mengeluarkan cairan.
③ Model utilitas memiliki lubang hisap oli dan lubang pembuangan oli. Kedua port oli tersebut masing-masing dihubungkan dengan rongga hisap oli dan rongga pembuangan oli. Area aliran lubang hisap oli pompa hidrolik harus cukup besar untuk menghindari kavitasi dan kavitasi karena tingginya laju aliran oli di dalamnya; laju aliran lubang pembuangan minyak pada pompa bisa cukup besar untuk mengurangi ukuran dan berat pipa.
④ Parameter masukan pompa hidrolik adalah parameter mekanis (torsi dan kecepatan), dan parameter keluaran adalah parameter hidrolik (tekanan dan aliran).
Tekanan ruang hisap oli pompa hidrolik bergantung pada ketinggian hisap oli dan kehilangan tekanan yang disebabkan oleh hambatan pipa hisap oli; Tekanan ruang pembuangan minyak tergantung pada kehilangan tekanan yang disebabkan oleh beban dan hambatan pipa pembuangan minyak.
Perpindahan oli teoritis pompa hidrolik berbanding lurus dengan perubahan volume (atau dimensi geometris) ruang kerja dan jumlah perubahan (atau kecepatan putaran) per satuan waktu, tetapi tidak ada hubungannya dengan tekanan perpindahan oli dan lainnya faktor. Jika perpindahan teoritis pompa tidak dapat diubah, maka itu adalah pompa perpindahan konstan, jika tidak maka pompa perpindahan variabel.
⑤ Memiliki mekanisme katup (juga dikenal sebagai katup). Konversi pompa hidrolik dari hisapan oli ke pelepasan oli atau dari pelepasan oli ke hisapan oli disebut distribusi katup. Untuk memastikan bahwa pompa hidrolik menyedot dan mengeluarkan cairan secara teratur, pompa hidrolik harus memiliki mekanisme distribusi aliran yang sesuai untuk memisahkan rongga hisap oli dari rongga pembuangan oli, untuk memastikan bahwa pompa menyedot dan mengeluarkan cairan secara teratur. Menurut perbedaan struktur pompa hidrolik, ada dua jenis distribusi aliran: distribusi aliran deterministik bergantung pada lubang atau alur pada posisi yang tepat pada suatu bagian pompa untuk mewujudkan distribusi aliran. Kebanyakan pompa hidrolik mengadopsi mode distribusi aliran ini, yang umumnya memiliki kemampuan balik seperti motor hidrolik; distribusi aliran jenis katup bergantung pada katup periksa untuk mewujudkan distribusi aliran (katup hisap dan pelepasan oli berada dalam logika) Hal ini sering digunakan pada pompa piston bertekanan sangat tinggi. Karena arah aliran pompa jenis ini terkadang tidak dapat diubah, maka kehilangan reversibilitasnya sebagai motor hidrolik.
Misalnya seperti terlihat pada gambar a, mode distribusi aliran pompa hidrolik pendorong tunggal adalah tipe katup dengan katup periksa (katup hisap 7 dan katup tekanan 5).
⑥ Tekanan absolut cairan dalam tangki harus sama dengan atau lebih besar dari tekanan atmosfer. Untuk memastikan penyerapan minyak normal pada pompa, tangki minyak harus dihubungkan dengan atmosfer atau menggunakan tangki minyak berisi gas tertutup.
(2) Prinsip dasar motor hidrolik Apabila alat pada gambar a digunakan sebagai motor hidrolik, maka poros transmisi tidak lagi digerakkan oleh penggerak mula, tetapi dihubungkan dengan mekanisme kerja. Oli bertekanan dimasukkan dari saluran masuk oli a seperti ditunjukkan pada Gambar a (a). Oli bertekanan masuk ke ruang kerja 12 motor melalui katup periksa saluran masuk oli 7 dan saluran aliran B, dan menghasilkan gaya hidrolik di ujung atas pendorong 6 untuk mendorong pendorong. Karena adanya eksentrisitas e pada bubungan 2 maka gaya tersebut akan membentuk torsi pada pusat putaran 02 bubungan 2 sehingga menyebabkan bubungan dan poros transmisi 4 berputar searah jarum jam, Setelah bubungan 2 berputar pada posisi seperti pada gambar Gambar a (b), masih berputar searah jarum jam sehingga membuat pendorong 6 bergerak ke atas, dan oli yang telah dilakukan di ruang kerja 12 dialirkan ke tangki oli (tidak diperlihatkan pada gambar) melalui saluran aliran C, katup pembuangan oli satu arah 5 dan lubang pembuangan oli D. karena fase cam 1 dan 3 yang tepat, katup pembuangan oli 5 dari motor tekanan hidrolik ditutup ketika oli disuplai, dan katup saluran masuk oli 7 ditutup ketika oli dikuras, untuk mewujudkan aliran distribusi oli. Jika oli bertekanan terus menerus dimasukkan dari saluran masuk oli a motor hidrolik, maka motor dapat menggerakkan mekanisme kerja yang terhubung dengan poros transmisinya untuk mewujudkan gerakan putar searah jarum jam secara terus menerus, dan oli bekas terus menerus dikeluarkan dari katup pembuangan oli 5. Mirip dengan keadaan pompa hidrolik, jika arah masukan oli dibalik, yaitu oli diumpankan dari port D dan dikeluarkan dari port a, maka arah putaran poros atau rotor transmisi juga akan terbalik, sehingga adalah, ia akan berputar berlawanan arah jarum jam.
Motor hidrolik tipe pendorong memiliki karakteristik prinsip struktur dasar dari motor hidrolik tipe perpindahan.
① Seperti pompa hidrolik, pompa hidrolik juga memiliki tiga bagian yang disebut stator, rotor dan pemeras, yang bervariasi sesuai dengan struktur motor hidrolik.
② Seperti pompa hidrolik, pompa ini juga memiliki beberapa rongga kerja yang tertutup rapat dan dapat diubah secara berkala, yang umumnya terdiri dari stator, rotor, dan pemeras. Rongga kerja yang berhubungan dengan oli bertekanan tinggi disebut rongga saluran masuk oli atau rongga bertekanan tinggi, dan rongga kerja yang menuju ke tangki oli disebut rongga pelepasan oli atau rongga bertekanan rendah. Area transisi antara rongga hisap oli dan rongga pelepasan oli ditutup oleh permukaan bagian terkait. Untuk mengubah volume rongga kerja, harus ada alat pemeras yang bergerak relatif pada bagian-bagian rongga kerja. Di bawah pengaruh tekanan oli, ekstruder meregang sehingga volume ruang kerja berubah dari kecil ke besar secara berkala. Di bawah aksi swashplate dan bagian lainnya, ekstruder memendek sehingga volume ruang kerja berubah dari besar ke kecil secara berkala dan cairan bertekanan rendah dikeluarkan secara terus menerus.
③ Seperti halnya pompa hidrolik, motor hidrolik juga memiliki saluran masuk oli dan saluran keluar oli, namun saluran masuk oli dan saluran keluar oli motor masing-masing dihubungkan dengan ruang bertekanan tinggi dan ruang bertekanan rendah. Karena tekanan ruang bertekanan rendah motor hidrolik sedikit lebih tinggi dari tekanan atmosfer, berbeda dengan pompa hidrolik, ukuran saluran masuk oli dan saluran keluar oli motor bisa sama. Arah putaran motor hidrolik dapat diubah dengan mengubah atau menukar saluran masuk dan keluar oli motor hidrolik.
④ Parameter masukan motor hidrolik adalah parameter hidrolik (tekanan dan aliran), dan parameter keluaran adalah parameter mekanis (torsi dan kecepatan).
Tekanan ruang masuk oli motor hidrolik bergantung pada kehilangan tekanan yang disebabkan oleh tekanan oli masukan dan hambatan pipa saluran masuk oli, sedangkan tekanan ruang keluar oli bergantung pada kehilangan tekanan yang disebabkan oleh hambatan tersebut. pipa saluran keluar minyak.
Perpindahan oli teoritis motor hidrolik berhubungan dengan perubahan volume (atau dimensi geometris) ruang kerja, tetapi tidak berhubungan dengan tekanan masuk oli dan faktor lainnya. Jika perpindahan oli teoritis motor tidak dapat diubah, itu adalah motor kuantitatif, jika tidak maka motor variabel.
Kecepatan keluaran motor hidrolik bergantung pada aliran masukan dan perpindahan motor; torsi keluaran tergantung pada perpindahan motor dan perbedaan tekanan antara saluran masuk dan saluran keluar.
⑤ Seperti halnya pompa hidrolik, motor hidrolik juga mempunyai mekanisme distribusi aliran, dan fungsinya pada dasarnya sama dengan pompa hidrolik. Namun karena motor perlu berputar maju dan mundur, maka struktur mekanisme distribusi aliran motor hidrolik harus simetris. Mode distribusi aliran motor hidrolik bervariasi menurut struktur motor. Secara umum, ada dua macam mode distribusi aliran: tipe pasti dan tipe katup. Misalnya seperti terlihat pada gambar a, mode distribusi aliran motor hidrolik tipe pendorong adalah tipe katup dengan katup satu arah.
Singkatnya, pompa hidrolik dan motor hidrolik adalah dua perangkat konversi energi yang berbeda. Pada prinsipnya pompa hidrolik perpindahan positif dapat digunakan sebagai motor hidrolik, yaitu memasukkan oli bertekanan ke dalam pompa hidrolik dan memaksa poros transmisinya berputar sehingga menjadi motor hidrolik. Namun kenyataannya, meskipun jenis pompa dan motor yang sama memiliki struktur yang serupa, banyak jenis pompa dan motor hidrolik tidak dapat digunakan secara terbalik dalam praktiknya karena perbedaan tujuan penggunaan, persyaratan kinerja, dan simetri struktural.