İçerik
- Hidrolik Sistemlere Genel Bakış
- Güç, İş ve Alan
- Elektrik Motoru Temelleri
- Hidrolik Motorlar: Tartışma Türleri
- Hidrolik vs Elektrik Motor: Artıları ve Eksileri
- Pnömatik Aktivatörler Üzerine Bir Not
bir motor Sade fiziksel terimlerle, enerjiyi bir tür makinenin parçalarını hareket ettirmeye dönüştüren herhangi bir şey var, o bir otomobil, bir basın veya bir tüfek. Motorları, birçok günlük durumda bir şeyleri hareket ettirmek için gerekliydi. Çalışmakta olan her motorun aynı anda susması durumunda dünyanın hemen fark edilemez, biraz da komik durmasına neden olacaktı.
Motorlar modern insan toplumunda her yerde bulunabildiğinden, yüzyıllar boyunca yeryüzündeki mühendisler, günün teknolojik standartlarıyla orantılı bir dizi farklı tür ürettiler. Örneğin, insanlar 20. yüzyılın başlarından bu yana küresel ölçekte elektrik kullanmadan ve elektrik kullanmadan önce, büyük tren motorları kömürün yanmasından çıkan buharla besleniyordu.
Birçok motor aktüatörleryani tork uygulamasıyla harekete neden olurlar. Uzun bir süre boyunca, hidrolik tahriklerin sıvı tahrikli gücü günün standardıydı. Ancak 21. yüzyılda elektrik aktüatörlerinde kaydedilen ilerlemelerle birlikte, elektriğin bol ve kolay kontrol edilmesiyle birlikte, bu tür elektrik motorları kazanç sağlıyor. Biri diğerinden açıkça üstün mü ve duruma bağlı mı?
Hidrolik Sistemlere Genel Bakış
Zemin krikosu kullandıysanız veya güç frenleri veya hidrolik direksiyonu olan bir aracı sürdüyseniz, bu fiziksel işlemlerde yer alan kütle miktarlarını çok az bir çaba ile kolayca taşıyabileceğinize şaşırmış olabilirsiniz. (Öte yandan, gerçek zamanda bu tür fikirlerle uğraşmak için yol kenarındaki lastiği değiştirme görevi ile fazla tüketilmiş olabilirsiniz.)
Bu görevler ve diğer birçok ortak görev kullanımıyla mümkün hidrolik sistemler. Hidrolik Mekanik özellikleri ve dinamik akışkanların (hareketli akışkanlar) pratik kullanımlarıyla ilgili fiziğin dalıdır. Hidrolik sistemler güç üretmez, ancak bunun yerine harici bir kaynaktan istenen bir formata dönüştürülür. itici güç.
Hidrolik etüdü iki ana alandan oluşmaktadır. Hidrodinamik sıvıların kullanımı yüksek akış (dinamik "hareketli" anlamına gelir) ve düşük basınç iş yapmak. "Eski okul" fabrikaları, akan sudaki enerjiyi kullanarak tahılı bu şekilde öğütmektedir. HidrostatikBuna karşılık, sıvıların kullanımı yüksek basınç ve düşük akış (statik "durmak" anlamına gelir) iş yapmak için. Fizik dilinde bu değişimin temeli nedir?
Güç, İş ve Alan
Hidrolik motorların stratejik kullanımının altında yatan fizik, kuvvet çarpımı kavramında yatmaktadır. Bir sistemde yapılan net iş, uygulanan net kuvvetin ürünüdür ve kuvvetin nesnesinin hareket ettiği mesafedir: Wağ = (Fağ) (D). Bu, fiziksel bir göreve tahsis edilen belirli bir miktar iş için, bunun için gereken kuvvetin, bir vidanın dönüşleri kullanılarak yapılabileceği gibi, kuvvet uygulamasında yer alan mesafeyi artırarak azaltılabileceği anlamına gelir.
Bu ilke doğrusaldan iki boyutlu durumlara ve ilişkiden uzanır P = F / A, P = N / m cinsinden basınç2, F = Newton cinsinden kuvvet ve A = m cinsinden alan2. Kesit alanları A olan iki piston silindirine sahip olan basınç P'nin sabit tutulduğu bir hidrolik sistemde1 ve A2, bu ilişkiye yol açar
F1/ A1 = F2/ A2veya F1 = (A1/ A2) F2.
Bunun anlamı çıkış pistonu A olduğunda2 giriş pistonu A1'den daha büyük olduğunda, giriş kuvveti, çıkış kuvvetinden orantılı olarak daha az olacaktır. Bu, hiçbir şey için bir şeyler almakla tamamen aynı olmamakla birlikte, birçok çağdaş motor kurulumunda net bir varlıktır.
Elektrik Motoru Temelleri
Bir elektrik motoru, manyetik bir alanın hareketli elektrik yükleri veya akım üzerinde bir kuvvet yaratması gerçeğini kullanır. Bir elektromıknatısın kutupları arasına dönen bir iletken tel bobini yerleştirilir, böylece manyetik alan bobinin kendi ekseni etrafında dönmesine neden olan bir torku indükler. Bu döner şaft çeşitli tiplerde çalışmak için kullanılabilir ve genel olarak elektrik motorları elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür.
Hidrolik Motorlar: Tartışma Türleri
Bir hidrolik motorun ana taşıyıcısı, sistem borularındaki sıvıya (genellikle yağa) karşı iten bir pompadır. Bu sıvı sıkıştırılamaz ve sırayla her iki tarafında da hidrolik sıvısı olan bir silindir içindeki pistona doğru iter.
Piston hareket eder ve "aşağı doğru" dönme hareketine dönüştürülürken pistonun çıkış tarafındaki sıvı sürekli olarak bir rezervuara geri döndürülür. Valflerin stratejik olarak dağıtılması ve zamanlaması ile sistemde basınç (motor çıkışlarını etkilemek için değiştirilmesi gerekmediği sürece) sabit tutulur.
Farklı durumlarda dağıtılan hidrolik motor tipleri arasında harici dişli motorları, eksenel pistonlu motorlar ve radyal pistonlu motorlar bulunur. Hidrolik motorlar ayrıca bazı elektrik devrelerinde ve pompa-motor kombinasyonlarında da kullanılır.
Hidrolik vs Elektrik Motor: Artıları ve Eksileri
Neden bir gaz motoru veya bir elektrik motoru gibi bir hidrolik motor kullanıyorsunuz? Her bir motor tipinin avantajları ve dezavantajları o kadar fazla ki kendi senaryodaki her bir değişkenin dikkate alınması gerekir.
Hidrolik Motorların Avantajları:
Hidrolik motorların temel avantajı, giriş kuvvetleriyle ilgili olarak oldukça yüksek kuvvetler üretmek için kullanılabilecek olmalarıdır. Bu, kaldıraçların ve kasnakların geometrisinin benzer bir fayda için "işlenebildiği" sıradan (hidrolik olmayan) mekanikteki duruma benzer.
Hidrolik motorlar, motorun daha sıkı kontrol edilmesine ve böylece hareketin daha yüksek bir hassasiyet derecesine izin veren sıkıştırılamaz sıvılar kullanılarak çalışır. Ağır mobil cihazlar (örneğin, kamyonlar) için çok kullanışlıdırlar.
Hidrolik Motorların Dezavantajları:
Hidrolik motorlar genellikle en pahalı seçenektir. Tipik oyunda bulunan tüm yağlarda, çeşitli filtreleri, pompaları ve tüm kontrol, değişiklik, temizleme ve değiştirme gerektiren yağları ile birlikte çalışmak için karışıktırlar. Sızıntı, güvenlik ve çevresel tehlikelere neden olabilir.
Elektrik Motorlarının Avantajları:
Çoğu hidrolik kurulum hızlı hareket etmez. Elektrikli motorlar çok daha hızlıdır (10 m / s'ye kadar). Hidrolik sistemlerin aksine programlanabilir hızlara ve durdurma pozisyonlarına sahiptirler ve gerektiğinde yüksek konumlandırma doğruluğu sağlarlar. Elektronik sensörler, uygulanan hareket ve kuvvet hakkında kesin geri bildirim sağlayabilir ve üstün hareket kontrolü sağlar.
Elektrik Motorlarının Dezavantajları:
Bu motorlar, diğer motorlara kıyasla kurulumu ve sorunlarını gidermek için karmaşıktır. Çoğunlukla dezavantajları, çok daha fazla güce ihtiyacınız olursa, hidrolik motorlardaki durumdan farklı olarak daha büyük ve daha ağır bir motora ihtiyacınız olmasıdır.
Pnömatik Aktivatörler Üzerine Bir Not
Pnömatik ve elektrikli aktüatörler veya hidrolik aktüatörler sorunu da bazı durumlarda ortaya çıkmaktadır. Pnömatik ve hidrolik aktüatörler arasındaki fark, hidrolik motorların sıvıları kullanmasıdır, pnömatik aktüatörler ise gazları, tipik olarak sıradan havayı kullanır. (Referans olarak, hem sıvılar hem de gazlar; sıvılar.)
Pnömatik aktivatörler, havanın esasen her yerde (ya da en azından insanların rahatça çalıştığı her yerde) olması bakımından avantajlıdır, bu nedenle bir ana taşıyıcı için gereken tek şey bir hava kompresörüdür. Öte yandan, bu motorlar, diğer motor tiplerine göre ısı nedeniyle nispeten büyük kayıplar nedeniyle çok verimsizdir.