Sisu
- Ülevaade hüdrosüsteemidest
- Jõud, töö ja ala
- Elektrimootori põhitõed
- Hüdromootorid: arutelutüübid
- Hüdrauliline vs elektrimootor: plussid ja miinused
- Märkused pneumaatiliste aktiveerijate kohta
A mootor füüsilises mõttes on see kõik, mis muundab energia mingisuguse masina osadeks, olgu see siis auto, kaaspress või vintpüss. Mootorid peavad asju liigutama nii paljudes igapäevastes olukordades, et maailm jahvataks kohe tundmatuks, mõnevõrra koomiliseks, kui iga töötav mootor samal ajal vaikseks jääks.
Kuna mootorid on kaasaegses inimühiskonnas kõikjal levinud, on Maa tehnoloogiainsenerid läbi sajandite tootnud arvukalt erinevaid tüüpe, mis vastavad tänapäevastele tehnoloogilistele standarditele. Näiteks enne, kui inimesed said alates 20. sajandi algusest kogu maailmas elektrit kasutada ja elektrit kasutada, töötasid rongide suured mootorid kivisöe põlemisel tekkivast aurust.
Paljud mootorid on ajamid, mis tähendab, et nad kutsuvad liikuma pöördemomendi rakendamise kaudu. Pikka aega oli päeva normiks hüdrauliliste ajamite vedeljõud. Kuid tänu 21. sajandi edusammudele elektriajamites, koos sellega, et elektrit on küllaga ja seda on lihtne juhtida, on seda tüüpi elektrimootorites kasu. Kas üks on teistest selgelt parem ja kas see sõltub olukorrast?
Ülevaade hüdrosüsteemidest
Kui olete kunagi kasutanud põrandapadrunit või juhtinud sõidukit, millel on võimupidurid või roolivõimendi, oleksite võinud imetleda, kui hõlpsalt saate näiliselt väikese vaevaga nende füüsiliste tehingutega seotud massikoguseid teisaldada. (Teisest küljest võis teid tee ääres rehvi vahetamise ülesanne olla liiga kulutatud, et selliste ideedega reaalajas vaevata.)
Need ja paljud muud tavalised ülesanded on võimalikuks tänu nende kasutamisele hüdrosüsteemid. Hüdraulika on füüsika haru, mis on seotud dünaamiliste vedelike (liikuvate vedelike) mehaaniliste omaduste ja praktilise kasutamisega. Hüdrosüsteemid ei loo "energiat", vaid teisendavad selle välisest allikast soovitud vormi, mida nimetatakse a-ks peaminister.
Hüdraulika uurimine koosneb kahest põhivaldkonnast. Hüdrodünaamika on vedelike kasutamine kell suur vool (dünaamiline tähendab "liikumist") ja madalrõhkkond tööd tegema. Vanakooli veskid kasutavad voolavast energiast voolu energiat, et sel viisil vilja jahvatada. Hüdrostaatilineseevastu vedelike kasutamine kell kõrge rõhk ja madal vool (staatiline tähendab "seismist") töö teostamiseks. Mis on selle füüsikakeele kompromissi aluseks?
Jõud, töö ja ala
Hüdrauliliste mootorite strateegilise kasutamise aluseks olev füüsika seisneb jõu korrutamise kontseptsioonis. Süsteemis tehtud võrgutöö on rakendatud netojõu ja jõu objekti liikumise vahekorra korrutis: Wvõrk = (Fvõrk) (d). See tähendab, et füüsilisele ülesandele eraldatud töö mahu korral saab selle teostamiseks vajalikku jõudu vähendada, suurendades jõu rakendamisel kasutatavat kaugust, nagu seda saab teha kruvi pöörde abil.
See põhimõte ulatub lineaarsest kahemõõtmelisse situatsiooni ja suhtesse P = F / A, kus P = rõhk N / m2, F = jõud newtonites ja A = pindala meetrites2. Hüdrosüsteemis, milles rõhk P hoitakse konstantsena ja millel on kaks ristlõikepindalaga kolvisilindrit1 ja A2, see viib suhteni
F1/ A1 = F2/ A2või F1 = (A1/ A2) F2.
See tähendab, et kolvi väljund A korral2 on suurem kui sisendkolb A1, sisendjõud on proportsionaalselt väiksem kui väljundjõud. Kuigi see pole päris sama, mis millegi eest ilma asjadeta saamine, on see paljudes tänapäevastes mootoriseadmetes selge eelis.
Elektrimootori põhitõed
Elektrimootor kasutab ära asjaolu, et magnetväli avaldab liikuvatele elektrilaengutele või voolule jõudu. Juhtiva juhtme pöörlev mähis asetatakse elektromagneti postide vahele nii, et magnetväli kutsub esile pöördemomendi, mis põhjustab mähise pöörlemise ümber oma telje. Seda pöörlevat võlli saab kasutada erinevat tüüpi töö tegemiseks ja üldiselt muudavad elektrimootorid elektrienergia mehaaniliseks energiaks.
Hüdromootorid: arutelutüübid
Hüdraulilise mootori peamiseks mootoriks on pump, mis surub süsteemi torudes oleva vedeliku (sageli õli) vastu. See vedelik on kokkusurumatu ja surub omakorda vastu silindrit, mille mõlemal küljel on hüdraulikavedelik.
Kolb liigub ja muundatakse "allavoolu" pöörlemisliigutuseks, samal ajal kui kolvi väljundküljel olev vedelik suunatakse pidevalt reservuaari. Ventiilide strateegilise jaotuse ja ajastuse abil hoitakse rõhk süsteemis konstantsena (välja arvatud juhul, kui seda on vaja muuta mootori väljundi mõjutamiseks).
Erinevates olukordades kasutatavate hüdromootorite tüübid hõlmavad väliseid reduktormootoreid, aksiaalset kolbmootorit ja radiaalset kolbmootorit. Hüdromootoreid kasutatakse ka teatud tüüpi elektriskeemides, samuti pumba-mootori kombinatsioonides.
Hüdrauliline vs elektrimootor: plussid ja miinused
Miks kasutada hüdromootorit võrreldes gaasimootori või elektrimootoriga? Igat tüüpi mootorite eeliseid ja puudusi on nii palju, et tuleb arvestada iga teie unikaalse stsenaariumi muutujaga.
Hüdromootorite eelised:
Hüdrauliliste mootorite peamine eelis on see, et neid saab kasutada sisendjõudude suhtes äärmiselt suurte jõudude tekitamiseks. See on analoogne tavapärase (mittehüdraulilise) mehaanika olukorraga, kus kangide ja rihmarataste geomeetriat saab "töödelda", et saada samasugust kasu.
Hüdromootorid töötavad kokkusurumatuid vedelikke kasutades, mis võimaldab mootori rangemat juhtimist ja seeläbi suuremat täpsust liikumisel. Need on väga kasulikud raskete mobiilsete seadmete (nt veoautode) jaoks.
Hüdromootorite puudused:
Hüdromootorid on tavaliselt kõige kallimad. Kuna kogu õli on tavaliselt mängus, on selle töö räpane, nende mitmesugused filtrid, pumbad ja õli vajavad kontrollimist, muutmist, puhastamist ja asendamist. Lekked võivad põhjustada ohutus- ja keskkonnaohte.
Elektrimootorite eelised:
Enamik hüdraulilisi seadistusi ei ole kiiresti liikuvad. Elektrimootorid on palju kiiremad (kuni 10 m / s). Neil on erinevalt hüdraulikast programmeeritavad kiirused ja seiskamisasendid ning need tagavad vajaduse korral kõrge positsioneerimistäpsuse. Elektroonilised andurid pakuvad täpset tagasisidet rakendatava liikumise ja jõu kohta, võimaldades liikumise paremat juhtimist.
Elektrimootorite puudused:
Nende mootorite paigaldamine ja tõrkeotsing on võrreldes teiste mootoritega keeruline. Enamasti on nende puuduseks see, et kui vajate palju rohkem jõudu, vajate erinevalt hüdromootoritest oluliselt suuremat ja raskemat mootorit.
Märkused pneumaatiliste aktiveerijate kohta
Mõnes olukorras kerkib ka küsimus pneumaatiliste või elektriliste ajamite või hüdrauliliste ajamite kohta. Erinevus pneumaatiliste ja hüdrauliliste ajamite vahel seisneb selles, et hüdraulilised mootorid kasutavad vedelikke, pneumaatilised ajamid aga gaase, tavaliselt tavalist õhku. (Nii vedelikud kui ka gaasid klassifitseeritakse viidetena: vedelikud.)
Pneumaatilistest aktiveerijatest on kasu, kuna õhk on põhiliselt igal pool (või vähemalt kõikjal, kus inimesed töötavad mugavalt), nii et õhukompressor on kõik, mis on vajalik peaministri jaoks. Teisest küljest on need mootorid väga ebatõhusad, võrreldes teiste mootoritüüpidega võrreldes suhteliselt suurte soojuskadudega.