ÁLTALÁNOS GÉPTAN

1. ÁLTALÁNOS GÉPTAN Előadó: Dr. Fazekas Lajos Debreceni Egyetem Műszaki Kar

2. 16. ElőadásPNEUMATIKUS ÉS HIDRAULIKUS ERŐÁTVITELI RENDSZEREK – II. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

3. Hidraulikus erőátviteli rendszerek Debreceni Egyetem Műszaki Kar

4. A hidraulikus erőátvitel elvi alapja • A hidraulikus erőátvitel elvi alapja a mechanikai energia olyan átalakítása, amelynek eredményeként a folyadék, mint közvetítő közeg továbbítja azt és a munkavégzés helyén egy ismételt energiaátalakítással adott paraméterekkel bíró mechanikai energiát nyernek vissza, természetesen a vesztségekkel csökkentett mértékben. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

5. A hidraulikus erőátvitel előnye • A hidraulikus erőátvitellel kis szerkezeti méretekkel nagy erők és nagy nyomatékok vihetők át fokozatmentesen, hiszen a közvetítő közeg nyomása több száz baros lehet, szemben pneumatikus rendszer 6…10 baros levegőnyomásával. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

6. A hidraulikus erőátvitel hátránya • Ezzel szemben hátrányként a hidraulikus tápegység rossz hatásfoka és magas zajszintje jelentkezik, illetve a hidraulikus rendszernek különleges biztonságtechnikai követelményeket kell kielégíteni (éghető munkaközeg, nagy nyomás). Debreceni Egyetem Műszaki Kar

7. A hidraulikus erőátvitel két elvi változata • hidrosztatikus(térfogat-kiszorítás elvén működő), • hidrodinamikus(áramlástani elven működő). Debreceni Egyetem Műszaki Kar

8. Hidrosztatikus erőátvitel • A hidrosztatikus erőátvitelnél az energiaközvetítő folyadék (ún. munkafolyadék) nyomását követő szivattyú a mechanikai munkát hidraulikus energiává alakítja át. • Majd a munkafolyadék nyomásából származó erő hatására a hidraulikus motor vagy az egyenes vonalban elmozduló hidraulikus munkahenger megfelelően átalakított mechanikai munkát ad vissza. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

9. A hidrosztatikus erőátviteli rendszer elemei • A hidrosztatikus erőátvitel két energetikai egységből (szivattyú és hidraulikus motor), a két egységet összekötő csővezetékből, a csővezetékbe épített szabályozó-, irányító-, biztonsági elemekből és a szükséges segédberendezésekből (szűrő, hűtő, olajtartály stb.) álló körfolyamat. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

10. A hidraulikus rendszer elemeinek funkcionális csoportosítása Debreceni Egyetem Műszaki Kar

11. Hidraulika szivattyú Fogaskerék szivattyú Debreceni Egyetem Műszaki Kar

12. R.P. M p Q Fogaskerék szivattyú Belső fogaskerék szivattyú Csavar-szivattyú Lapátos szivattyú Axiál dugattyús szivattyú Radiál dugattyús szivattyú Debreceni Egyetem Műszaki Kar

13. A hidrosztatikus hajtások előnyei • A korszerű hidrosztatikus hajtások egyik legnagyobb előnye, hogy elemeinél a forgatónyomaték és a tehetetlenségi nyomaték hányadosa igen nagy, azaz aránylag nagy gyorsulásokra képes, vagyis reagálási érzékenységüknagy. • Előnyeihez tartozik a gyors kapcsolási és átvezérlési lehetőség, a haladási, illetve forgásirány könnyen változtatható. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

14. A hidrosztatikus hajtások előnyei • Kedvezőek a hűtési lehetőségek, a hajtómű elemei egymástól jelentős távolságban lehetnek, kezelése egyszerű. • Az áttételek folyamatosan szabályozhatók, üzembiztos és kicsi a balesetveszély. • Legnagyobb hátránya, hogy az átvihető teljesítmény erősen korlátozott. • A felső teljesítményhatárt az alkalmazott nyomások növelésével emelik. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

15. Hidromotorok csoportosítása • A hidromotorok két nagy csoportba oszthatók: • forgó mozgást létrehozó hidromotorok (ezek általában a szivattyúk megfordítottjai), • haladó mozgást végző gépek. Utóbbinál a nagynyomású olaj egy dugattyút és egy hengert mozgat el egymáshoz képest. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

16. A hidraulikus munkahenger • A haladó mozgást megvalósító hidromotor hengerből és dugattyúból áll  hidraulikus munkahenger. • Ennek az egyes irányokban való mozgatását a vezérlő tolattyú szabályozza. • A munkafolyadék nyomásának és a dugattyú felületének szorzata tart egyensúlyt a terheléssel. • A dugattyú sebességének szabályozása pedig a folyadékmennyiség szabályozásával történik. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

17. A dugattyú és a dugattyúrúd mozgatása a hengerhez képest Kétoldali dugattyúrudas hidraulikus munkahenger Henger • I-es üzemállapot: • a dugattyú jobbra halad; • II-es üzemállapot: • a dugattyú balra halad. Dugattyú Egyoldali dugattyúrudas (differenciáldugattyús) hidraulikus munkahenger Vezérlő tolattyú Debreceni Egyetem Műszaki Kar

18. Hidraulika vezérlőtömb(nyomásszabályozó szeleppel) Debreceni Egyetem Műszaki Kar

19. Az erőkifejtés és a dugattyúsebesség • A dugattyú hasznos felülete: • Az erőkifejtés: • A dugattyúsebesség: • D – a dugattyú, illetve a henger átmérője, • d – a dugattyúrúd átmérője. • p – a hidraulikus rendszer olajnyomása. • q – a vezérlő tolattyú által biztosított térfogatáram (m3/s). Debreceni Egyetem Műszaki Kar

20. Differenciáldugattyús munkahenger • A szerszámgépek asztalmozgatásánál gyakran használnak differenciáldugattyús megoldást. Ilyenkor a dugattyú két oldalának hasznos felülete különböző, azaz: • Ha a két különböző irányban történő haladáskor a q térfogatáram azonos, akkor: • amelyből a két haladási sebesség aránya: Differenciáldugattyús hidr. munkahenger Debreceni Egyetem Műszaki Kar

21. Egyszeres működésű hidraulikus munkahenger F 1 – hengerfedél; 2 – állító csavar; 3 – dugattyútest; 4 – henger(fal); 5 – vezetőpersely; 6 – tömítés; 7 – szennylehúzó gyűrű A dugattyú az F terhelő erő hatására tér vissza eredeti pozíciójába, miután a hidromotor működését leállítottuk. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

22. Kétszeres működésű hidraulikus munkahenger 1 – dugattyú; 2 – dugattyúrúd; 3 – vezetőpersely; 4 – körgyűrű alakú kis nyomófelület; 5 – teljes nyomófelület; Debreceni Egyetem Műszaki Kar

23. Egy differenciáldugattyús hidraulikus munkahenger szerkezeti felépítése Részlet egy – a Debreceni Egyetem Műszaki Karán kiadott – féléves hallgatói projektfeladatból („6-os típusú” hidraulikus munkahenger) – AutoCAD tervrajz. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

24. Egy differenciáldugattyús hidraulikus munkahenger szerkezeti felépítése 1-hengercső, 2,3-hengerfedelek, 4-dugattyúrúd, 5-zárófedél, 6-vezetőpersely, 7-fődugattyú, 8-véghelyzetcsillapítódug., 9-rögzítőgyűrű, 10-távtartó gyűrű, 11-menetes orsó, 12-gömbcsuklós fej, 13-csőcsatlakozó, 17,18-hernyócsavarok, 19-szennylehúzó gyűrű, 20,21-”U”gyűrű, 22,23,24,25-”O”gyűrű, 26-vezető gyűrű Debreceni Egyetem Műszaki Kar

25. Hidraulikus munkahenger szerkezeti felépítése Debreceni Egyetem Műszaki Kar

26. Hidraulikus munkahenger MTZ hidraulika munkahengere (az előző munkahenger típusával megegyezik). Debreceni Egyetem Műszaki Kar

27. Hidraulikus munkahenger Debreceni Egyetem Műszaki Kar

28. Véghelyzet csillapítás • A dugattyú sebessége a q szabályozásával változtatható. • Ezt használják fel annak megakadályozására, hogy a dugattyú végállásban a hengerfalhoz verődjék. • A 126. ábra szerinti kivitelnél a dugattyú mindkét oldalához enyhe kúposságú (2° ~ 3°) fojtótest csatlakozik és ezek, a végállások felé közeledve, a kiömlőnyílásokba hatolva, azt fokozatosan fojtják. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

29. Forgó-lengő mozgást végző hidraulikus motorok • A forgó-lengő mozgást végző hidraulikus motorok korlátozott szögelfordulású váltakozó forgásértelmű mozgások előállítását biztosítják. • A hidrosztatikus hajtások szabályozó, irányító és vezérlő elemei a munkaközvetítő folyadék nyomását, mennyiségét és a folyadék áramlásának útját megszabó elemek. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

30. Nyomásszabályozók • A nyomásszabályozók feladta a berendezésben – esetleg annak csak egy részében – a munkafolyadék nyomásának meghatározott értéken való tartása. • Ide tartoznak a nyomáshatároló és biztosító szelepek, túlfolyó szelepek merev és beállítható kivitelei, továbbá a be- és kikapcsoló elemek. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

31. Nyomásszabályozó szelepek Gombbal állítható nyomásszabályozó szelep Kulccsal állítható nyomásszabályozó szelep Debreceni Egyetem Műszaki Kar

32. Nyomásszabályzó szelep Citroen bx hidraulikájának nyomásszabályzó szelepe Debreceni Egyetem Műszaki Kar

33. Nyomásszabályozók Fiat CommonRail nyomócső Commonrail nyomásszabályozó szelep (gázolaj nyomásszabályozás) Debreceni Egyetem Műszaki Kar

34. Mennyiségszabályzók • A mennyiségszabályozók feladta a térfogatáram beállítása, ezért áramszabályozónak is nevezik azokat. • A mennyiségszabályozás fojtással történik. A fojtás lehet • állandó • és állítható. • A legtöbb áramszabályozó változtatható. • A fojtással való szabályzás hátrányos tulajdonsága, hogy az átáramló mennyiség a viszkozitás függvénye. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

35. Mennyiségszabályzók(Térfogatáram szabályzó) Hidraulikus fojtószelep Debreceni Egyetem Műszaki Kar

36. Útváltó szelepek • Az áramlás irányát,útját vezérlő elemek azt biztosítják, hogy • a hidraulikus folyamatot vagy annak egy részét megindítsák vagy leállítsák, • a munkavégző szervek mozgási értelmét megváltoztassák, • a munkafolyadék rendszeren belüli áramlási útját megszabják, terek töltését, illetve ürítését különböző sorrendben és rendszerben való összekapcsolását biztosítsák, • szükség szerint csak egyirányú áramlást engedjenek meg. • Az utolsó csoport kivételével általában tehermentesített tolattyúkról van szó, amelyeket el- és hozzávezető nyílásokkal ellátott házban helyeznek el, és axiális irányú eltolásuk vagy elforgatásuk révén hajtják végre feladatukat. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

37. Útváltó szelepek 3 utas váltószelep (3/3-as) 4 utas váltószelep (4/3-as) Debreceni Egyetem Műszaki Kar

38. Útváltó szelepek 2/2-es tolattyús kivitel Debreceni Egyetem Műszaki Kar

39. Útváltó szelepek 3/2-es útszelep 3/2-es útszelep Debreceni Egyetem Műszaki Kar

40. A hidrosztatikus körfolyamat • Az ún. hidrosztatikus körfolyamat egyszerűsített elvi sémáját a 128. ábra szemlélteti. • Eszerint a hajtógép teljesítményét a szivattyúval (Sz) nyomás alá helyezett munkafolyadék közvetíti. • A rendszerben a V szabályozóelem gondoskodik arról, hogy a motorok a feladatnak megfelelően működjenek. • Munkát kifelé a munkahenger (H), illetve a forgó mozgást előállító motor (M) végezhet. • A körfolyam végül a T tartályon keresztül zárul.

41. A hidrosztatikus körfolyamatok ábrázolásához egyezményes rajzjeleket alakítottak ki. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

42. Egy hidraulikus rendszer sematikus felépítése Debreceni Egyetem Műszaki Kar

43. Hidraulikus rendszerek felépítése Debreceni Egyetem Műszaki Kar

44. Hidrosztatikus körfolyamok • A hidrosztatikus körfolyam két jellegzetes változata az ún. nyitott és zárt körfolyam. • Egy körfolyamatot akkor tekintenek nyitottnak, ha azt légköri nyomású tartály szakítja meg, azaz a szivattyú ilyen tartályból szív, és a munkavégzés után a munkaközeg e tartályba kerül vissza. • Ezzel szemben zárt az a körfolyam, amelyet ilyen tartály nem szakít meg, a munkaközeg a munkavégzés után magába a szivattyúba jut a motorból vissza. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

45. Hidrosztatikus körfolyamok Traktorok hidraulikus körfolyamai Zárt rendszer Nyitott rendszer Debreceni Egyetem Műszaki Kar

46. Hidrosztatikus körfolyamat Ebben a rendszerben is található egy légköri nyomású tartály, ez azonban a körfolyamban nem vesz részt, csupán a munkafolyadék tárolását biztosítja, ahonnan az elszivárgások miatt fellépő folyadékveszteség pótolható. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

47. Az elektromos, a hidraulikus és pneumatikus rendszerek összehasonlítása Debreceni Egyetem Műszaki Kar

48. Az elektromos, a hidraulikus és pneumatikus rendszerek összehasonlítása Debreceni Egyetem Műszaki Kar

49. Hidraulika alkalmazási területei • Járműrendszerek (erőátvitel, fékek, Perkins-vezérlés, stb…) • Présgépek • Emelők • Szállítópályák, felvonók • Szerszámgyártás • A modern CNC-vezérlésű szerszámgépeknél a szerszámok és a munkadarabok befogása hidraulikus elemekkel történik. • Az előtolás és az orsóhajtás szintén hidraulikus kivitelű lehet. Debreceni Egyetem Műszaki Kar

50. A hidraulikusszervofékalkotórészei Tekercs szelep Főfékhenger dugattyú Visszanyomórugó Szabályozó dug. Töltőkamra Reakciós rúd Központiszelep Munkadugattyú Gumi reakciós lemez Működtető rúd Visszanyomó rugó Szabályozó rész Főfékhenger rész Szervofék rész Toyota hidraulikus szervofék Szervofék = fékrásegítő Debreceni Egyetem Műszaki Kar