Vsebina
- Pregled hidravličnih sistemov
- Sila, delo in območje
- Osnove električnih motorjev
- Hidravlični motorji: razprave
- Hidravlični in električni motor: prednosti in slabosti
- Opomba o pnevmatskih aktivatorjih
A motor Povedano povedano, je vse, kar pretvori energijo v premikanje delov neke vrste stroja, pa naj bo to avtomobil, motorna stiskalnica ali puška. Motorji morajo premikati stvari v toliko vsakodnevnih situacijah, da bi svet nemudoma zmešal do neprepoznavnega, nekoliko komičnega zastoja, če bi vsak motor v istem času obmolknil.
Ker so motorji v sodobni človeški družbi vseprisotni, so zemeljski inženirji skozi stoletja proizvajali številne različne tipe, sorazmerne s sodobnimi tehnološkimi standardi. Na primer, preden so ljudje od začetka 20. stoletja naprej lahko izkoristili in uporabljali električno energijo v svetovnem merilu, so se veliki motorji vlakov poganjali s paro iz zgorevanja premoga.
Veliko motorjev je pogoni, kar pomeni, da sprožijo gibanje z uporabo navora. Dolgo časa je bila tekoča moč hidravličnih pogonov standard dneva. Toda z razvojem električnih pogonov v 21. stoletju, v kombinaciji z veliko električne energije in enostavno nadzorovanje, električni motorji te vrste pridobivajo. Je eden očitno nadrejen drugemu in ali je to odvisno od situacije?
Pregled hidravličnih sistemov
Če ste že kdaj uporabljali talno vtičnico ali vozili vozilo z močnimi zavorami ali servo krmiljem, ste se morda čudili enostavnosti, s katero lahko z na videz malo truda premikate količino mase, vpletene v te fizične transakcije. (Po drugi strani pa vas je morda preveč zaužila naloga menjave pnevmatik na cesti, da bi se v takšnih idejah sproti mučili v realnem času.)
Te naloge in številne druge skupne so omogočene z uporabo hidravlični sistemi. Hidravlika je veja fizike, ki se ukvarja z mehanskimi lastnostmi in praktično uporabo dinamičnih tekočin (tekočin v gibanju). Hidravlični sistemi ne "ustvarijo" moči, temveč jo pretvorijo v želeno obliko iz zunanjega vira, imenovanega a glavni mover.
Študij hidravlike je sestavljen iz dveh glavnih področij. Hidrodinamika je uporaba tekočin pri visok pretok (dinamično pomeni "premikanje") in nizek tlak opraviti delo. "Old-school" mlini izkoristijo energijo v tekoči vodni tok, da na ta način zmeljejo zrno. Hidrostatikinasprotno je uporaba tekočin pri visok tlak in nizek pretok (statično pomeni »stojati«) za opravljanje dela. Kaj je osnova za ta kompromis fizičnega jezika?
Sila, delo in območje
Fizika, na kateri temelji strateška uporaba hidravličnih motorjev, leži v konceptu množenja sil. Delo mreže, opravljeno v sistemu, je rezultat uporabljene neto sile in razdalje, na katero se premika sila sile: Wmreža = (Fmreža) (d). To pomeni, da je za določeno količino dela, ki je dodeljeno fizični nalogi, potrebno silo, ki ga je potrebno, zmanjšati s povečanjem razdalje, ki je vključena v uporabo sile, kar lahko storimo s pomočjo zavojev vijaka.
To načelo sega od linearnih do dvodimenzionalnih situacij in iz razmerja P = F / A, kjer je P = tlak v N / m2, F = sila v newtonih in A = površina v m2. V hidravličnem sistemu, v katerem je tlak P konstanten, ima dva valji s prečnim prerezom A1 in A2, to vodi v odnos
F1/ A1 = F2/ A2ali F1 = (A1/ A2) F2.
To pomeni, da pri izhodu bat A2 večja od vhodnega bata A1, vhodna sila bo sorazmerno manjša od izhodne sile. Čeprav to ni povsem enako kot dobiti nekaj za nič, je očitno prednost v številnih sodobnih motornih nastavitvah.
Osnove električnih motorjev
Elektromotor uporablja dejstvo, da magnetno polje deluje na gibanje električnih nabojev ali tokov. Vrtajoča tuljava prevodne žice je nameščena med polovoma elektromagneta tako, da magnetno polje povzroči navor, zaradi katerega se tuljava vrti okoli svoje osi. Ta vrteča se gred lahko uporablja za različne vrste del, električni motorji pa električno energijo pretvorijo v mehansko.
Hidravlični motorji: razprave
Glavni premik hidravličnega motorja je črpalka, ki pritiska na tekočino (pogosto olje) v ceveh sistema. Ta tekočina je nestisljiva in se potiska proti batu znotraj valja, ki ima hidravlično tekočino na obeh straneh.
Bat se premika in pretvori "navzdol" v rotacijsko gibanje, medtem ko se tekočina na izhodni strani bata nenehno vrača v rezervoar. Tlak v sistemu vzdržujemo konstantno (razen če ga je treba spremeniti, da vpliva na izhodne moči motorja) s strateško razdelitvijo in merjenjem časa ventilov.
Vrste hidravličnih motorjev, nameščenih v različnih situacijah, vključujejo zunanje motorje zobnikov, osne batne motorje in radialne batne motorje. Hidravlični motorji se uporabljajo tudi v nekaterih vrstah električnih tokokrogov in v kombinacijah črpalka in motor.
Hidravlični in električni motor: prednosti in slabosti
Zakaj uporabljati hidravlični motor v primerjavi s plinskim ali elektromotorjem? Prednosti in slabosti vsake vrste motorja so tako številne, da je treba upoštevati vsako spremenljivko v svojem edinstvenem scenariju.
Prednosti hidravličnih motorjev:
Glavna prednost hidravličnih motorjev je, da jih lahko uporabimo za ustvarjanje izjemno velikih sil glede na vhodne sile. To je analogno položaju v običajni (nehidravlični) mehaniki, kjer se lahko geometrija ročic in škripcev "dela" podobno.
Hidravlični motorji delujejo z nestisljivimi tekočinami, kar omogoča strožji nadzor motorja in s tem večjo stopnjo natančnosti v gibanju. Zelo so uporabni za težko mobilno opremo (npr. Tovornjake).
Slabosti hidravličnih motorjev:
Hidravlični motorji so običajno najcenejša možnost. Z vsem oljem, ki je običajno v uporabi, so brez težav, saj imajo različni filtri, črpalke in olje vse potrebno preverjanje, spremembe, čiščenje in zamenjave. Puščanje lahko povzroči nevarnosti za varnost in okolje.
Prednosti elektromotorjev:
Večina hidravličnih nastavitev ni hitra. Elektromotorji so veliko hitrejši (do 10 m / s). Za razliko od hidravlike imajo nastavljive hitrosti in položaje zaustavljanja ter po potrebi zagotavljajo visoko natančnost pozicioniranja. Elektronski senzorji lahko zagotavljajo natančne povratne informacije o uporabljenem gibanju in sili, kar omogoča vrhunsko krmiljenje gibanja.
Slabosti elektromotorjev:
Ti motorji so zapleteni za namestitev in odpravljanje težav v primerjavi z drugimi motorji. Večinoma je njihova pomanjkljivost ta, da če potrebujete veliko več sile, potrebujete bistveno večji in težji motor, za razliko od primerov pri hidravličnih motorjih.
Opomba o pnevmatskih aktivatorjih
V nekaterih okoliščinah se pojavi tudi vprašanje pnevmatskih ali električnih pogonov ali hidravličnih pogonov. Razlika med pnevmatskimi in hidravličnimi pogoni je v tem, da hidravlični motorji uporabljajo tekočine, medtem ko pnevmatski pogoni uporabljajo pline, običajno navadni zrak. (Tako tekočine kot plini so za referenco uvrščeni kot tekočine.)
Pnevmatični aktivatorji so ugodni, ker je zrak v bistvu povsod (ali vsaj tam, kjer ljudje udobno delujejo), zato je zračni kompresor vse, kar je potrebno za glavni premik. Po drugi strani so ti motorji zaradi sorazmerno velikih izgub zaradi toplote v primerjavi z drugimi motorji zelo neučinkoviti.