Elementy hydrauliki siłowej

Hydraulika siłowa wywodzi się z hydrauliki ogólnej – dziedziny zajmującej się praktycznym wykorzystaniem cieczy w ruchu. Stanowi cenną siłę napędową maszyn i urządzeń opartą na energii zmagazynowanej w sprężonym oleju lub innym płynie roboczym.  Do wykorzystania jej potencjału jest niezbędny układ zamknięty, w którego skład wchodzą pompa, węże, zawory, zbiorniki i wiele innych elementów.

Układy hydrauliczne i ich historia

Chociaż hydraulika siłowa jest uważana za dziedzinę nierozerwalnie związaną z nowoczesnymi rozwiązaniami technologicznymi, pierwsze eksperymenty ze sprzężonymi cieczami stosowano już w XVIII wieku. Podstawy hydrauliki siłowej stworzyli Blaise Pascal oraz Daniel Bernoulli, którzy dokonali ważnych odkryć związanych z zachowaniem się cieczy pod wpływem ciśnienia. Na początku XIX wieku w Londynie funkcjonował system hydrauliczny, za pomocą którego dostarczano do maszyn fabrycznych wodę pod ciśnieniem. Natomiast pierwszy układ, który pracował w oparciu o olej, zamontowano na statku Virginia na początku XX wieku. Ówczesna konstrukcja przeznaczona do obsługi dział składała się z silników, pomp i układu sterowania. Ten specyficzny zestaw stał się prekursorem dzisiejszych rozbudowanych konstrukcji, zachowując podstawowe elementy: pompę i silnik. Był też pierwszym krokiem do rozwoju dziedziny, która obecnie znajduje zastosowanie w większości gałęzi przemysłu i usług oraz w rolnictwie. Do dziś te podstawowe komponenty oferują firmy takie jak HydroWorks, która specjalizuje się w hydraulice siłowej.

Budowa i części składowe układu hydraulicznego

Wszystkie układy hydrauliczne wykorzystują energię zmagazynowaną w cieczy pod ciśnieniem.  Różnią się jednak konstrukcją i sposobem przekazywania tej energii, a w efekcie również rodzajem zastosowanych urządzeń. Wyróżnia się dwa typy sterowania energią w układach hydraulicznych:

• otwarty (dławieniowy) – w którym stosuje się pompę o stałym wydatku (przepływie Q), a prędkość przepływu jest regulowana przez zawór dławieniowy (nadmiar pompowanej cieczy jest odprowadzany do zbiornika),
• zamknięty (wyporowy) – w którym stosuje się pompę o regulowanym wydatku (przepływie).

Najprostszy układ hydrauliczny składa się z następujących komponentów:

• zbiornik – może być samodzielny lub wbudowany w urządzenie (np. w pompę, która współpracuje z podnośnikiem hydraulicznym), jest przeznaczony do magazynowania cieczy roboczej,
• pompa – odpowiada za wymuszanie przepływu cieczy w układzie hydraulicznym oraz za jej sprężanie,
• siłowniki – wykonują pracę z wykorzystaniem energii oddanej przez sprężoną ciecz,
• zawory – zależnie od rodzaju, regulują przepływ cieczy, utrzymują ciśnienie lub je zmniejszają, decydują o tempie poruszania się tłoka i pełnią wiele innych funkcji,
• ciecz robocza – jest czynnikiem, który odpowiada za przenoszenie energii.

Komponenty uzupełniające

Zależnie od przeznaczenia układu, można w nim umieszczać również dodatkowe elementy hydrauliki siłowej, które zwiększają zakres jego wykorzystania lub pozwalają na precyzyjną kontrolę parametrów. Są to między innymi:

• rozdzielacze, które umożliwiają dostarczanie strumienia cieczy roboczej do różnych odbiorników energii (np. siłowników),
• orbitale pozwalają na wykonywanie ruchów obrotowych zespołów koparek, kosiarek, maszyn rolniczych, żurawi itp.,
• silniki hydrauliczne,
• hydroakumulatory – szczelne zbiorniki do magazynowania cieczy hydraulicznej pod wysokim ciśnieniem,
• urządzenia pomiarowe i kontrolne takie jak manometry, presostaty, termostaty, zawory odcinające itp.