Как работает гидравлика экскаватора
Пренебрежимо низкая сжимаемость и закон Паскаля – основополагающие факторы функционирования гидравлических систем. Кредо, сформулированное французским ученым, гласит: давление, производимое на жидкость внешними силами, передается без изменений по всем направлениям, в произвольную точку субстанции. Современный колесный или гусеничный экскаватор использует данный постулат для управления ковшом и вспомогательным навесным оборудованием. Масло внутри системы гидравлики передает энергию, генерируемую двигателем, на функциональные узлы машины. Большая часть землеройной техники использует подобную технологию. Объем работ, выполняемых агрегатами с механическим приводом, не превышает 15%.
Структура и классификация гидравлических приводов
Существует два способа передачи мощности посредством жидкой среды. Объемный привод использует потенциальную энергию (давление) текучей субстанции, гидродинамический вариант – кинетическую (поток).
Основные компоненты рассматриваемой системы:
- насос, где вращательный момент трансформируется в гидравлическую энергию;
- резервуар;
- гидродвигатель, выполняющий обратное преобразование мощности в механическую;
- линии (рукава), передающие потоки жидкости;
- вспомогательная арматура – клапаны, распределители, дроссели.
Внутреннее наполнение
Рабочей жидкостью системы гидравлики выступает минеральное масло. Среда выполняет базовую функцию по передаче энергии и вспомогательные действия. Это защита от коррозии, смазывание трущихся поверхностей деталей. Дополнительный аргумент в пользу выбора масла – химическая инертность к материалам внутри машины: резина, полимеры, металлы.
Принцип действия
Преимущественно, импортный гусеничный, колесный экскаватор использует объемные гидроприводы. Они отличаются высоким внутренним давлением и низкой скоростью движения жидкости. Достоинство объемной конфигурации, относительно гидродинамической, – компактность. Функционирует система следующим образом:
- На входной поршень действует давление масляного столба.
- Потенциальная энергия передается согласно закону Паскаля на выходной блок.
- Соотношение площадей поршней определяет изменение воздействующей силы. Создается гидравлический рычаг. Больший диаметр на выходе способствует приросту мощности.
- Переданное усилие смещает выходной поршень на определенное расстояние.
Сделать процесс цикличным позволяет применение клапанов. Управление движением потоков, использование нескольких гидравлических линий, осуществляется посредством распределителей и дросселей.
Преимущества и недостатки
Принципиальная выгода использования гидравлики в экскаваторе – резкое увеличение удельной мощности. Энергия, передаваемая на единицу массы механизмов, значительно возрастает.
Это снижает габариты, общий вес экскаватора, затраты дорогостоящих материалов. Другие преимущества гидравлического привода:
- широкий диапазон регулирования гидромотора 30 – 2500 об/мин;
- эффективное управление распределением энергии на функциональные узлы, соответственно нагрузкам;
- увеличение эксплуатационного ресурса механизма, вследствие самосмазывания трущихся узлов;
- высокая скорость и простота реализации всех видов движения – поступательное, поворотное, вращательное.
