Гидравлика экскаватора

Гидравлика — это область науки и техники, которая изучает законы движения жидкости и способы применения этих законов в инженерных задачах.

Основополагающий закон гидравлики — закон Паскаля — гласит, что давление внешних сил на жидкость или газ передаётся без изменений в любую точку во всех направлениях. Это позволяет создавать механизмы, которые используют жидкость под давлением для движения и передачи силы.

Разбираемся в статье, где у экскаватора гидравлическая система, из чего она состоит и как работает.

Взаимосвязь давления и силы можно увидеть на примере замкнутого сосуда с жидкостью и двумя поршнями разной площади. Если давить на малый поршень, то большой поршень начнёт подниматься. При этом давление жидкости на большой поршень будет больше давления на малый поршень во столько же раз, во сколько площадь большого поршня превосходит площадь малого поршня

Как устроен экскаватор

Устройство экскаватора включает в себя:

• ходовую часть. Экскаватор передвигается с помощью гусениц или колёс в зависимости от типа машины.
• кабину оператора. Здесь находятся руль, педали и рычаги управления. Отсюда оператор управляет работой экскаватора.
• стрелу и рукоять. Рабочие органы экскаваторы, которыми он выполняет работу.
• двигатель внутреннего сгорания. Двигатель работает на бензине или дизельном топливе и создаёт энергию, необходимую для привода гидравлической системы и движения машины.
• гидравлическую систему. Экскаватор использует гидравлическую систему, чтобы двигать стрелой, рукоятью, ковшом и поворотной платформой.

Расположение элементов гидравлической системы внутри экскаватора

Назначение гидравлической системы

Гидравлика используется во многих областях инженерии и техники. Её основное назначение — преобразовывать небольшое усилие в значительное с помощью жидкости под давлением.

Наиболее широко гидравлические системы используются в строительстве и земельных работах: на экскаваторах, бульдозерах и погрузчиках. Здесь энергия гидравлической жидкости преобразуется в кинетическую, чтобы машины копали, перемещали и уплотняли грунт.

Весь современный транспорт оснащён системами гидравлических тормозов и управления: автомобили, грузовики, поезда и самолеты. Гидравлические тормоза обеспечивают эффективное торможение, а гидравлические системы управления обеспечивают точное и лёгкое управление механизмами.

В производственных отраслях гидравлика используется для управления прессами, металлообрабатывающими машинами, роботами и другими механизмами. Это помогает создавать высокие усилия и точные движения для обработки и формирования материалов.

В области энергетики, например, на гидроэлектростанциях, гидравлические системы используются для генерации электроэнергии путем преобразования кинетической энергии воды в механическую и далее в электрическую.

Гидравлика также находит применение в медицинских областях, например, в медицинских стульях, креслах для инвалидов и хирургических столах. Она облегчает использование медицинского оборудования пациентам и врачам.

Гидравлические системы используются в авиационной и космической технике для управления шасси, закрылками и другими движущимися частями воздушных и космических средств.

Гидравлические системы экскаваторов и гидравлические тормоза — самые распространённые области применения гидравлики. Фото unsplash.com

Гидравлика: из чего состоит

Гидравлическая система состоит из множества элементов, среди которых можно выделить шесть наиболее крупных и важных элементов.

Расходный бак. Ёмкость, в которой находится гидравлическое масло (рабочая жидкость).

Гидронасос создаёт давление гидравлического масла во всей системе и забирает масло из бака, отправляя его в гидрораспределитель.

Гидрораспределитель направляет потоки рабочей жидкости к нужным рабочим органам экскаватора — гидроцилиндрам подъёма и опускания стрелы, поворота ковша, рукояти или кабины.

Пульт управления с набором рычагов находится в кабине машиниста. Рычаги соединяются с клапанами, которые направляют рабочую жидкость в ту или иную камеру цилиндра.

Рукава высокого давления — гибкие трубопроводы для движения рабочей жидкости в системе от одного элемента к другому.

Гидроцилиндр — ключевой элемент системы, который приводит в движение оборудование экскаватора.

Через распределитель рабочая жидкость из насоса попадает в гидроцилиндр и перемещает поршень. Шток выдвигается и запускает работу оборудования

Как работает гидравлика экскаватора

Гидравлическая система начинает работать, когда оператор задействует какой-нибудь из рычагов управления.

Двигатель внутреннего сгорания вращает гидронасос. Гидронасос нагоняет гидравлическое масло из расходного бака по рукавам высокого давления к гидрораспределителю. Оператор при этом управляет потоками с помощью рычагов или джойстика, чтобы использовать нужное оборудование: стрелу, башню, гусеницы, рукоять или ковш.

Когда рабочая жидкость попадает в нижнюю часть поршня, создаётся давление и выталкивает поршень и шток из цилиндра. В этот момент оборудование приходит в движение: поднимается стрела, рукоять или ковш, поворачивается кабина, в зависимости от того, куда каким именно оборудованием воспользовался машинист экскаватора.

Таким образом, гидравлическая система позволяет оператору контролировать движения и действия экскаватора с помощью передачи давления в различные части машины.