O'r craeniau uchel yn adeiladu skyscrapers yfory i'r union ddyfeisiau meddygol sy'n cynhyrchu bywydau Robotig Arfau, unedau pŵer hydrolig (HPUs) yw'r arwyr di-glod sy'n pweru ein byd modern. Mae'r peiriannau rhyfeddol hyn yn trawsnewid egni mecanyddol syml yn rym hydrolig na ellir ei atal, gan wneud yr amhosibl yn bosibl.
Mae gorsaf hydrolig - a elwir hefyd yn uned bŵer hydrolig, system HPU, neu orsaf bwmp hydrolig - yn llawer mwy nag offer diwydiannol yn unig. Calon guro diwydiannau dirifedi, lluosydd yr heddlu sy'n gadael i fodau dynol symud mynyddoedd, a'r teclyn manwl sy'n siapio ein dyfodol.
Yn y canllaw cynhwysfawr hwn, byddwn yn datgloi'r cyfrinachau y tu ôl i'r rhyfeddodau peirianneg hyn. P'un a ydych chi'n beiriannydd uchelgeisiol, yn fyfyriwr chwilfrydig, neu'n weithiwr proffesiynol sy'n ceisio dyfnhau'ch gwybodaeth, rydych chi ar fin darganfod sut mae gorsafoedd hydrolig yn chwyldroi diwydiannau ac yn creu posibiliadau a oedd yn ymddangos yn amhosibl ychydig ddegawdau yn ôl.
Mae gorsaf hydrolig yn system bŵer gyflawn sy'n pwmpio hylif (olew fel arfer) o dan bwysedd uchel i weithredu offer hydrolig. Mae fel cael pwmp dŵr pwerus, ond yn lle pwmpio dŵr ar gyfer eich gardd, mae'n pwmpio olew arbennig i bweru peiriannau trwm.
Mae'r orsaf hydrolig yn cynnwys sawl rhan allweddol yn gweithio gyda'i gilydd:
- Pwmp i greu pwysau
- Modur i redeg y pwmp
- Tanc i storio hylif hydrolig
- Falfiau i reoli llif a phwysau
- Hidlwyr i gadw'r hylif yn lân
Mae gorsafoedd pwmp hydrolig ym mhobman yn y diwydiant modern oherwydd eu bod yn cynnig rhywbeth gwirioneddol anghyffredin - pŵer anhygoel mewn pecyn rhyfeddol o gryno. Dyma pam mae'r systemau HPU hyn yn chwyldroi sut rydyn ni'n gweithio:
- Allbwn pŵer uchel:Gall gorsaf hydrolig fach gynhyrchu digon o rym i godi car neu symud tunnell o ddeunydd.
- Rheolaeth fanwl gywir:Gall gweithredwyr reoli cyflymder a grym gyda chywirdeb anhygoel - perffaith ar gyfer gweithrediadau cain.
- Dibynadwyedd:Gall gorsafoedd hydrolig a gynhelir yn dda redeg am flynyddoedd heb broblemau mawr.
- Amlochredd:Gall un orsaf hydrolig bweru sawl darn o offer ar yr un pryd.
Mae'r holl systemau hydrolig yn gweithio oherwydd cyfraith Pascal, a ddarganfuwyd gan y gwyddonydd o Ffrainc Blaise Pascal yn y 1600au. Mae'r gyfraith hon yn dweud pan fyddwch chi'n rhoi pwysau ar hylif cyfyng (fel olew mewn system gaeedig), bod y pwysau hwnnw'n lledaenu'n gyfartal i bob cyfeiriad.
Dyma ffordd syml o'i ddeall: dychmygwch fod gennych falŵn dŵr. Pan fyddwch chi'n gwasgu un rhan, mae'r pwysau'n mynd i bobman y tu mewn i'r balŵn yn gyfartal. Mae systemau hydrolig yn defnyddio'r egwyddor hon i drosglwyddo pŵer.
Mae'r hud go iawn yn digwydd pan fydd systemau hydrolig yn lluosi grym. Dyma sut:
Os oes gennych ddau silindr cysylltiedig - un bach ac un mawr - a'ch bod yn gwthio i lawr ar yr un bach, bydd yr un mawr yn gwthio i fyny gyda llawer mwy o rym. Y cyfaddawd yw bod y silindr mawr yn symud pellter byrrach.
Enghraifft:Os oes gan y silindr mawr 10 gwaith yn fwy o arwynebedd na'r un bach, bydd yn cynhyrchu 10 gwaith yn fwy o rym. Ond dim ond 1/10fed y bydd y pellter y bydd yn ei symud.
Dyma pam y gall jaciau hydrolig godi ceir trwm gyda dim ond pwmp llaw bach!
Nid dim ond unrhyw hylif yn unig yw'r hylif a ddefnyddir mewn systemau hydrolig. Mae ganddo eiddo arbennig:
- An-gywasgadwy:Yn wahanol i aer (sy'n cywasgu'n hawdd), nid yw olew hydrolig yn cywasgu llawer. Mae hyn yn golygu bod yr holl bwysau rydych chi'n ei greu yn cael ei drosglwyddo'n uniongyrchol i wneud gwaith.
- Iro:Mae'r hylif hefyd yn iro'r holl rannau symudol, gan leihau traul.
- Trosglwyddo Gwres:Mae'n helpu i gario gwres i ffwrdd o gydrannau poeth.
- Sefydlog:Nid yw hylif hydrolig da yn torri i lawr yn hawdd o dan bwysau a gwres.
Pwmp hydrolig
Y pwmp yw calon unrhyw orsaf hydrolig. Mae'n sugno hylif hydrolig o'r tanc ac yn ei wthio allan o dan bwysedd uchel. Mae yna dri phrif fath:
- Pympiau gêr:Syml, dibynadwy a fforddiadwy. Da ar gyfer cymwysiadau sylfaenol.
- Pympiau Vane:Tawelach a mwy effeithlon. A ddefnyddir mewn cymwysiadau dyletswydd canolig.
- Pympiau Piston:Mwyaf pwerus a manwl gywir. A ddefnyddir ar gyfer gwaith trwm a phwysau uchel.
Modur trydan neu injan
Mae hyn yn darparu'r pŵer mecanyddol i redeg y pwmp. Mae'r mwyafrif o orsafoedd hydrolig yn defnyddio moduron trydan oherwydd eu bod:
- Hawdd i'w Reoli
- Glanhau (dim gwacáu)
- Dibynadwy
- Ar gael mewn sawl maint
Ar gyfer unedau cludadwy neu waith awyr agored, mae peiriannau gasoline neu ddisel yn gyffredin.
Tanc hydrolig (cronfa ddŵr)
Mae'r tanc yn storio hylif hydrolig ac yn cyflawni sawl pwrpas:
- Yn darparu cyflenwad hylif i'r pwmp
- Yn caniatáu i swigod aer wahanu o'r hylif
- Yn helpu i oeri'r hylif
- Yn gadael i halogion setlo allan
Mae maint y tanc fel arfer yn cyfateb i gyfradd llif y pwmp y funud.
Falf rhyddhad pwysau
Mae hon yn elfen ddiogelwch hanfodol. Pan fydd pwysau'n mynd yn rhy uchel, mae'r falf hon yn agor yn awtomatig i atal difrod i'r system. Mae fel falf ddiogelwch ar bopty pwysau.
Falfiau rheoli cyfeiriadol
Mae'r falfiau hyn yn rheoli lle mae'r hylif hydrolig yn llifo. Gallant:
- Anfon hylif i ymestyn silindr
- Llif gwrthdroi i dynnu silindr yn ôl
- Stopio llif i ddal safle
- Llif uniongyrchol i wahanol rannau o'r system
Falfiau rheoli llif
Mae'r rhain yn rheoleiddio sut mae hylif cyflym yn llifo, sy'n rheoli cyflymder actiwadyddion hydrolig. Mae mwy o lif yn golygu symud yn gyflymach.
Hidlwyr
Mae hylif glân yn hanfodol ar gyfer systemau hydrolig. Mae hidlwyr yn tynnu:
- Baw a malurion
- Gronynnau metel o wisgo
- Halogiad dŵr
- Cynhyrchion chwalu cemegol
Mesuryddion pwysau
Mae'r rhain yn dangos cipolwg ar bwysau system. Mae gweithredwyr yn eu defnyddio i:
- Monitro gweithrediad arferol
- Canfod problemau yn gynnar
- Addasu perfformiad system
Synwyryddion Tymheredd
Mae hylif hydrolig yn poethi yn ystod y llawdriniaeth. Mae synwyryddion tymheredd yn helpu i atal gorboethi gan:
- Sbarduno Systemau Oeri
- Rhybuddio gweithredwyr problemau
- Caewch i lawr yn awtomatig os oes angen
Rheolwyr Electronig
Mae gorsafoedd hydrolig modern yn aml yn cynnwys rheolaethau cyfrifiadurol sydd:
- Optimeiddio perfformiad yn awtomatig
- Darparu monitro o bell
- Data gweithredol log
- Galluogi cynnal a chadw rhagfynegol
Mae'n haws deall sut mae gorsaf hydrolig yn haws pan fyddwch chi'n dilyn yr hylif trwy ei siwrnai gyflawn:
Cam 1: cymeriant hylif
Mae'r pwmp hydrolig yn creu sugno sy'n tynnu hylif o'r tanc trwy hidlydd sugno. Mae'r hidlydd hwn yn dal gronynnau mawr a allai niweidio'r pwmp.
Cam 2: Pwysiad
Mae'r pwmp yn cywasgu'r hylif ac yn ei wthio i'r system ar bwysedd uchel. Gall pwysau amrywio o 500 psi ar gyfer gwaith ysgafn hyd at 10,000 psi neu fwy ar gyfer cymwysiadau dyletswydd trwm.
Cam 3: Rheoli Llif
Mae hylif dan bwysau yn llifo trwy falfiau rheoli sy'n ei gyfarwyddo lle mae ei angen. Mae'r falfiau hyn yn gweithredu fel rheolwyr traffig ar gyfer hylif hydrolig.
Cam 4: Perfformiad Gwaith
Mae'r hylif dan bwysau yn cyrraedd actuators hydrolig (silindrau neu moduron) lle mae egni hydrolig yn trosi yn ôl i egni mecanyddol i wneud gwaith defnyddiol.
Cam 5: Dychwelyd Llif
Ar ôl gwneud gwaith, mae'r hylif yn llifo yn ôl i'r tanc trwy hidlwyr dychwelyd. Mae'r hidlwyr hyn yn dal unrhyw halogiad a godwyd yn ystod y cylch gwaith.
Cam 6: Cyflyru
Yn ôl yn y tanc, yr hylif:
- Oeri
- Yn rhyddhau swigod aer wedi'u trapio
- Yn caniatáu i ronynnau setlo
- Yn paratoi ar gyfer y cylch nesaf
Systemau Dolen Agored
Mewn systemau agored, mae hylif yn dychwelyd yn uniongyrchol i'r tanc ar ôl ei ddefnyddio. Mae'r buddion yn cynnwys:
- Gwell oeri
- Dyluniad symlach
- Cost is
- Cynnal a chadw haws
Systemau dolen gaeedig
Mewn systemau caeedig, mae hylif yn cylchredeg yn uniongyrchol rhwng y pwmp ac actiwadyddion. Mae'r buddion yn cynnwys:
- Mwy cryno
- Gwell effeithlonrwydd
- Llai o hylif sydd ei angen
- Ymateb cyflymach
Systemau dadleoli sefydlog
Mae'r pympiau hyn yn symud yr un faint o hylif gyda phob cylchdro. Maen nhw:
- Syml a dibynadwy
- Cost is
- Da ar gyfer cymwysiadau cyflymder cyson
- Angen falfiau rhyddhad pwysau er diogelwch
Systemau dadleoli amrywiol
Gall y pympiau hyn newid eu cyfaint allbwn. Maent yn cynnig:
- Gwell effeithlonrwydd ynni
- Rheoli pwysau awtomatig
- Gweithrediad cyflymder amrywiol
- Yn fwy cymhleth ond yn fwy amlbwrpas
Gorsafoedd hydrolig trydan
- Y mwyaf cyffredin mewn ffatrïoedd a gweithdai
- Rheoli cyflymder manwl gywir
- Gweithrediad glân (dim gwacáu)
- Hawdd i'w Awtomeiddio
- Angen cyflenwad pŵer trydanol
Gorsafoedd hydrolig sy'n cael eu gyrru gan injan
- Defnyddiwch beiriannau gasoline neu ddisel
- Cludadwy ac annibynnol
- Da ar gyfer gwaith awyr agored/anghysbell
- Mae angen mwy o waith cynnal a chadw
- Cynhyrchu gwacáu a sŵn
Gorsafoedd hydrolig llonydd
- Wedi'i osod yn barhaol
- Mwy a mwy pwerus
- Yn gallu gwasanaethu peiriannau lluosog
- Gwell systemau oeri
- Costau gweithredu is
Gorsafoedd hydrolig cludadwy
- Olwyn neu gario â llaw
- Unedau hunangynhwysol
- Perffaith ar gyfer gwasanaeth maes
- Wedi'i gyfyngu yn ôl maint a phwysau
- Cost uwch fesul marchnerth
Gwasgedd isel (o dan 1,000 psi)
- A ddefnyddir ar gyfer cymwysiadau sylfaenol
- Cydrannau cost is
- Cynnal a chadw symlach
- Da i Ddechreuwyr
Pwysau canolig (1,000-3,000 psi)
- Ystod fwyaf cyffredin
- Cydbwysedd da o bŵer a chost
- Amrywiaeth eang o gymwysiadau
- Defnydd diwydiannol safonol
Pwysedd uchel (dros 3,000 psi)
- Uchafswm y pŵer yn y gofod lleiaf
- Cydrannau drud
- Angen cynnal a chadw arbenigol
- A ddefnyddir ar gyfer gwaith dyletswydd trwm
Mae gorsafoedd hydrolig yn pweru peiriannau adeiladu dirifedi:
Cloddwyr
Mae gorsafoedd hydrolig yn rheoli'r ffyniant, y fraich, y bwced a'r traciau. Efallai y bydd gan un cloddwr gylchedau hydrolig lluosog ar gyfer gwahanol swyddogaethau.
Teirw
Mae systemau codi, pysgota a gyrru trac y llafn i gyd yn defnyddio pŵer hydrolig.
Craeniau
Mae gorsafoedd hydrolig yn darparu rheolaeth llyfn, fanwl gywir ar gyfer codi a lleoli llwythi trwm.
Pympiau Concrit
Mae systemau hydrolig pwysedd uchel yn gwthio concrit trwy bibellau hir i union leoliadau.
Offer Peiriant
Gorsafoedd Hydrolig Pwer:
- Pwyswch breciau ar gyfer plygu metel
- Gweisg hydrolig ar gyfer ffurfio rhannau
- Peiriannau mowldio chwistrelliad
- Offer torri metel
Trin deunydd
- Mae fforch godi yn defnyddio gorsafoedd hydrolig ar gyfer codi a gogwyddo
- Mae systemau cludo yn defnyddio hydroleg ar gyfer lleoli
- Mae systemau robotig yn dibynnu ar actiwadyddion hydrolig
Tractorau
Mae tractorau modern yn defnyddio pŵer hydrolig ar gyfer:
- Systemau Hitch tri phwynt
- Llywio pŵer
- Gweithredu Rheolaeth
- Llwythwyr pen blaen
Offer Cynaeafu:Mae cyfuno, balers a pheiriannau fferm eraill yn defnyddio hydroleg ar gyfer prosesu a thrafod cnydau.
Lifftiau cerbydau
Mae pob siop atgyweirio ceir yn dibynnu ar lifftiau hydrolig sy'n cael eu pweru gan orsafoedd hydrolig.
Tryciau Garbage
Mae systemau hydrolig yn pweru'r mecanweithiau codi a chywasgu.
Tryciau dympio
Mae gorsafoedd hydrolig yn codi a gwelyau tryciau is i'w dadlwytho.
Offer llong
Gorsafoedd Hydrolig Pwer:
- Systemau Llywio
- Craeniau dec
- Angor Windlasses
- Offer trin cargo
Llwyfannau ar y môr:Mae rigiau olew yn defnyddio systemau hydrolig enfawr ar gyfer drilio a thrin pibellau.
Systemau Awyrennau
Mae pŵer hydrolig yn gweithredu:
- Nglaniad
- Arwynebau rheoli hedfan
- Drysau cargo
- Systemau brêc
Mae dibynadwyedd systemau hydrolig yn eu gwneud yn hanfodol ar gyfer diogelwch hedfan.
Cyfradd llif
Wedi'i fesur mewn galwyni y funud (GPM) neu litr y funud (LPM), mae'r gyfradd llif yn penderfynu pa mor gyflym y mae actuators yn symud. Mae llif uwch yn golygu gweithrediad cyflymach ond mae angen pympiau mwy a mwy o bwer.
Pwysau gweithredu
Wedi'i fesur mewn punnoedd fesul modfedd sgwâr (PSI) neu far, mae pwysau yn penderfynu faint o rym y gall y system ei gynhyrchu. Mae pwysau uwch yn golygu mwy o rym ond mae angen cydrannau cryfach arno.
Gofynion Pwer
Gellir cyfrifo pŵer hydrolig (HP) fel:Hp = (llif × pwysau) ÷ 1714
Mae hyn yn helpu i faint y modur sydd ei angen i yrru'r pwmp.
Effeithlonrwydd
Mae cyfanswm effeithlonrwydd y system fel arfer yn amrywio o 70-85% ac yn dibynnu ar:
- Effeithlonrwydd Pwmp (85-95%)
- Effeithlonrwydd Modur (90-95%)
- Colledion system (falfiau, hidlwyr, llinellau)
Cymhareb pŵer-i-bwysau uchel
Mae systemau hydrolig yn cynhyrchu mwy o bŵer y bunt na'r mwyafrif o ffynonellau pŵer eraill. Mae hyn yn eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer offer symudol lle mae pwysau'n bwysig.
Rheolaeth fanwl gywir
Gall gweithredwyr reoli grym, cyflymder a safle gyda chywirdeb eithriadol. Mae'r manwl gywirdeb hwn yn gwneud hydroleg yn berffaith ar gyfer gweithrediadau cain.
Cynnig llinol
Mae silindrau hydrolig yn darparu cynnig llyfn, llinell syth heb gysylltiadau mecanyddol cymhleth.
Gwrthdroadwyedd ar unwaith
Gellir newid cyfeiriad ar unwaith heb stopio, yn wahanol i systemau mecanyddol sydd angen cydiwr a gerau.
