Siłownik hydrauliczny to jeden z rodzajów urządzeń mechanicznych służących do zmiany energii na ruch liniowy za pomocą hydrauliki. Ogólnie rzecz biorąc, działanie ciężkiego sprzętu zależy głównie od różnych siłowników hydraulicznych. Na przykład; spychacz jest w stanie podnieść tony gruzu za pomocą siłowników znajdujących się w jego ramieniu podnoszącym. Są one szeroko stosowane, gdy wymagane są operacje z dużą prędkością i dużą siłą, jak w systemach sterowania w pętli zamkniętej. Siłowniki hydrauliczne dzielą się na trzy typy liniowe, obrotowe i półobrotowe. W tym artykule omówiono jeden rodzaj siłownik hydrauliczny mianowicie; siłownik obrotowy – praca z aplikacjami.
Co to jest siłownik obrotowy?
Siłownik obrotowy to urządzenie elektryczne, zasilane płynem lub ręczne, służące do przekształcania energii elektrycznej w ruch obrotowy lub oscylacyjny. Siłowniki te stosowane są głównie w obsłudze zaworów ręcznych lub automatycznych, gdzie dostępność mediów, takich jak sprężone powietrze lub energia elektryczna, odgrywa istotną rolę przy wyborze siłownika.
Ten typ siłownika różni się od siłownika liniowego, ponieważ siłownik liniowy wykorzystuje ruch liniowy do przenoszenia mocy w przeciwieństwie do obrotu; jednak siłownik obrotowy jest połączony z urządzeniami w celu utworzenia siłowników liniowych. Siłowniki te są wykorzystywane w mobilnych urządzeniach hydraulicznych, na pokładzie samolotów oraz w systemach sterowania ruchem.
Jak działa siłownik obrotowy?
W przypadku systemu zasilania płynami siłownik obrotowy działa jak urządzenie o/p, które przenosi ruch oscylacyjny powyżej ograniczonego zakresu w jednym pełnym obrocie koła. Tak więc prawy siłownik obrotowy wytwarza pracę poprzez bezpośrednie działanie ciśnienia płynu na wewnętrzne łopatki. Tutaj pracę można zdefiniować jako energię przyłożoną na odległość. Siłownik obrotowy jest używany głównie do zapewnienia ruchu obrotowego lub kątowego poprzez proste umożliwienie skoku w ruchu oscylacyjnym pod określonym kątem. Siłowniki te generują specjalny rodzaj pracy obrotowej, znany jako moment obrotowy.
Na powyższym prostym schemacie obwodu siłownika obrotowego możemy zaobserwować, że po przyłożeniu siły do momentu obrotowego pojawiają się momenty obrotowe. Gdy te siłowniki pracują z mniejszą prędkością dzięki wysokiemu momentowi obrotowemu, wówczas wyjściowy moment obrotowy jest używany zamiast mocy do celów identyfikacji i oceny. Przy wyborze siłownika obrotowego prędkość jest drugorzędną kwestią dla konkretnego zastosowania.
Do pomiaru momentu obrotowego typowymi jednostkami są stopofunty (lb.ft). Na przykład, jeśli do podniesienia ciężaru o wadze 200 funtów używany jest siłownik obrotowy o promieniu dwóch stóp, wymagany moment obrotowy do wykonania pracy wyniesie 400 lb•ft.
Zrozumienie głównej zależności między układem fizycznym a niezbędnym momentem obrotowym o/p pozwoli projektantom wybrać odpowiedni siłownik obrotowy do każdego unikalnego zastosowania.
Typy siłowników obrotowych
Siłowniki obrotowe są dostępne w różnych typach, które omówiono poniżej.
Ręczne siłowniki obrotowe
Ręczne siłowniki obrotowe często wykorzystują napęd ślimakowy w celu zwiększenia momentu obrotowego, który operator może ręcznie przyłożyć do zamknięcia zaworu. Tego typu siłowniki są powszechnie stosowane w zaworach kulowych i motylkach ćwierćobrotowych wszędzie tam, gdzie możliwości samohamowania kilku napędów ślimakowych pomagają w utrzymaniu zaworu w stanie zamkniętym. Siłowniki te często używają dużych kół ręcznych, aby zwiększyć dostępny moment obrotowy pracowników. Czasami urządzenia te nazywane są w branży zaworów nadrzędnymi lub przekładniami zębatymi.
Elektryczne siłowniki obrotowe
Elektryczne siłowniki obrotowe służą do obrotowego napędzania elementów za pomocą energii elektromagnetycznej z silnik elektryczny . Zwykle zapewniają funkcje indeksowania i kontroli, aby umożliwić wiele pozycji zatrzymywanych za pomocą uderzeń. Elementem obrotowym tego siłownika jest albo okrągły wał, albo stół. Wały okrągłe często zawierają rowki wpustowe, podczas gdy tabele oferują model śruby do montażu dodatkowych komponentów.
Specyfikacje tego siłownika obejmują napięcie zasilania, maksymalny moment obrotowy, powtarzalność, obciążalność, temperaturę roboczą, kąt obrotu i skok liniowy. Elektryczne siłowniki obrotowe są używane w różnych zastosowaniach, takich jak przełączniki dużej mocy, przemysł elektroenergetyczny, przemysł motoryzacyjny i zastosowania w opakowaniach.
Siłowniki obrotowe zasilane płynem
Napędzane płynem siłowniki obrotowe są również znane jako pneumatyczne siłowniki obrotowe lub hydrauliczne siłowniki obrotowe. W tego typu siłownikach moc płynów jest przekazywana do cylindrów w celu zmiany jarzm szkockich i zespołów zębatek lub do wirników do uruchamiania prostego wału za pomocą powietrza hydraulicznego lub oleju. Ogólnie rzecz biorąc, tego typu siłowniki poruszają się w zakresie od 90 ° do 360 ° w zależności od wymagań dotyczących obrotu określonego elementu lub zaworu.
Siłowniki obrotowe z zębatką i zębnikiem
Są to urządzenia mechaniczne używane głównie do automatycznego sterowania przepustnicami lub zaworami w zastosowaniach przemysłowych. W tym siłowniku zębatka to ogólna nazwa używana dla kilku kół zębatych, które zmieniają ruch z liniowego na obrotowy. Liniowa listwa zębata jest znana jako zębatka, która łączy zęby na okrągłym kole zębatym zwanym zębnikiem. Gdy siła liniowa zostanie przyłożona do zębatki, spowoduje ruch obrotowy zębnika.
Siłowniki obrotowe Scotch Yoke
Ten typ siłownika zawiera suwak połączony z zaworem na jednym końcu, podczas gdy jarzmo jest połączone z drugim końcem, który zawiera szczelinę na blok, który po prostu przesuwa się do tyłu i do przodu. Blok przesuwny jest po prostu połączony z tłokiem, w wyniku czego, gdy tłok poruszy się, blok napędza napęd, a następnie jarzmo obraca się, a następnie przesuwa pręt, aby otworzyć zawór.
Ten siłownik jest używany w przemyśle naftowym i gazowym do uruchamiania zaworów do oddzielania przepływu w rurach, stosowany w górnictwie do uruchamiania zaworów do oddzielania dysz w liniach mycia skał oraz do uruchamiania zaworów wody i ścieków do oddzielania linii zasilających, zbiorników i filtrów.
Siłowniki śrubowe
Śrubowy siłownik obrotowy wykorzystuje zestaw śrubowych kół zębatych i cylinder do konwersji liniowego i/p na oscylacyjną, obrotową moc wyjściową. Cylinder w tym siłowniku będzie zawierał trzy obracające się kołki i trzy spiralne szczeliny, które są obrabiane w zewnętrznej rurze. Tak więc ta rura zawiera również trzy klucze w swojej mniejszej części, aby uniknąć zbyt dużego przemieszczenia się przez rowki w środkowym cylindrze. Gdy cylinder jest w ruchu, siła powietrza naciska na najbardziej zewnętrzny cylinder, otwierając zawór i ściskając sprężynę na zewnątrz zewnętrznej rury. Kiedy siła powietrza zostaje zwolniona, sprężyna popycha zawór do ponownego zamknięcia.
Siłowniki elektrohydrauliczne
Siłowniki elektrohydrauliczne wykorzystują płyn hydrauliczny pod ciśnieniem do obsługi zaworu, ale ich głównym źródłem energii jest wyłącznie energia elektryczna. Dostarczona energia elektryczna jest wykorzystywana do zasilania silnika elektrycznego w celu sterowania pompą hydrauliczną, po czym dostarcza ona płyn pod ciśnieniem do obsługi siłownika hydraulicznego do sterowania zaworem. Cały system jest samowystarczalny, co eliminuje konieczność stosowania oddzielnego zasilacza hydraulicznego, aby uprościć konstrukcję systemu oraz poprawić niezawodność i bezpieczeństwo.
Ten siłownik wykorzystuje zawory obrotowe lub liniowe w zależności od wymagań aplikacji. Siłowniki te są idealne do obsługi zaworów, które wymagają dużych oporów lub momentów obrotowych, gdy konieczne są wysokie prędkości robocze lub systemy bezawaryjne.
Siłowniki obrotowe łopatkowe
Pneumatyczne i hydrauliczne siłowniki łopatkowe wykorzystują po prostu co najmniej jedną lub dwie łopatki, które są połączone z piastą w okrągłej komorze lub w kształcie klina, gdzie łopatka może obracać się od 90 do 280 stopni. W tych siłownikach piasta po prostu obraca się pomiędzy ogranicznikami, wykorzystując siłę oleju lub powietrza do generowania ruchu trzpienia wyjściowego. Siłownik dwułopatkowy zawiera dwie przeciwległe łopatki, które zapewniają większy moment obrotowy, ale obrót jest bardzo ograniczony w porównaniu do siłownika jednołopatkowego w kompletnej okrągłej komorze.
Łopatka w tym siłowniku obraca się pod wpływem ciśnienia i kontynuuje obrót, aż osiągnie koniec suwu. Gdy ciśnienie powietrza zostanie przyłożone do drugiego końca łopatki, może spowodować obrót wału w odwrotnym kierunku.
Siłowniki te są używane tam, gdzie przestrzeń jest ograniczona ze względu na ich solidne rozmiary; często używany do przenoszenia, zaciskania lub umieszczania lekkich ładunków w aplikacjach o średniej prędkości.
Zalety i wady
The zalety siłownika obrotowego r obejmują następujące elementy.
- Są trwałe i zapewniają stosunkowo wysoki moment obrotowy w stosunku do rozmiaru.
- Zmniejsza problemy z konserwacją.
- Te siłowniki obracają się, dzięki czemu mogą łatwo przesuwać różne rzeczy pod dowolnym wymaganym kątem
- Ten siłownik jest bardzo stabilny po uruchomieniu, a nawet przy mniejszych prędkościach.
- Zapewnia bardzo płynne przyspieszanie i zwalnianie.
- Siłownik obrotowy z silnikiem krokowym, regulacja prędkości i pozycji może być wykonana w prosty sposób.
The wady siłowników obrotowych obejmują następujące elementy.
- Siłownik łopatkowy ma ograniczony moment obrotowy i obrót w porównaniu z siłownikami zębatkowymi, zwykle do 280° najwyższy dla modelu z pojedynczą łopatką. Tak więc mają one zastosowanie w lekkich obciążeniach w aplikacjach o średniej prędkości.
- Siłowniki te mogą przenosić tylko niewielkie obciążenia, ponieważ wał wykorzystuje małe łożyska typu tulejowego.
- Minimalna zdolność uderzeniowa.
- Zewnętrzne ograniczniki są zwykle niezbędne w zastosowaniach wymagających wyższych prędkości.
Aplikacje
Zastosowania siłowników obrotowych obejmują następujące.
- Są one używane w kilku systemach sterowania ruchem, a także do obsługi zacisków lub manipulatorów typu pick-and-place.
- Siłowniki obrotowe są często używane w przemyśle lotniczym do przetwarzania szybkiego ruchu obrotowego o niskim momencie obrotowym itp.
- Inne wyspecjalizowane siłowniki obrotowe są również przeznaczone do użytku pod wodą.
Są one używane w zastosowaniach rolniczych do ramion obrotowych, wysięgników lub innych urządzeń na konkretnym - zasięg.
- Hydrauliczne siłowniki obrotowe są zwykle używane w zastosowaniach, w których wymagane są wysokie momenty obrotowe.
- Są one wykorzystywane w przemyśle do pozycjonowania, przenoszenia i mocowania części.
- Jest to cylinder pneumatyczny wykorzystywany do wykonywania ruchu kątowego lub obrotowego poprzez proste wykonanie skoku w ruchu oscylacyjnym o określonym kącie.
- Są one wykorzystywane w zastosowaniach przemysłowych, morskich, przeładunkowych, robotyce, obróbce metali itp.
Tak więc o to chodzi przegląd siłownika obrotowego – typy z aplikacjami. Wybór tego siłownika zależy głównie od momentu obrotowego, obrotu, wielkości pakietu, sposobu zasilania, zastosowania, właściwości mechanicznych obracanego przedmiotu, istnienia niestabilnych atmosfer itp. Siłowniki te są najczęściej używane w gazach i przemysł naftowy. Oto pytanie do Ciebie, czym jest siłownik?
