Гидравлические цепи: типы, функции и применение

В гидравлике термин «гидравлическая цепь» известен каждому. Новички называют только открытую и закрытую цепи, но типов гораздо больше. Обзор основных классификаций.

Что такое гидравлическая цепь?

Совокупность компонентов: баки, насосы, цилиндры, клапаны, актуаторы, аккумуляторы, фильтры, уплотнения… соединенные шлангами/трубками для обеспечения прессованного потока. Система преобразует механическую энергию в гидравлическую, размещая компоненты согласно целям для достижения: энергоэффективности, удобства ТО, безопасности, оптимальной производительности, плавности движений.

Расчет гидравлической мощности

Мощность пропорциональна давлению и расходу: L(kW) = P×Q ÷ 60; P — давление (МПа), Q — расход (л/мин).

Классификация гидравлических цепей

1. Разгрузочные цепи (Unload Circuits) — удерживают насос в режиме безнагружной работы. При простое актуатора масло возвращается в бак под минимальным давлением. Виды: с трехпозиционным клапаном, с аккумулятором, с соленоидным клапаном перепуска, с насосом с давлением компенсацией. Выгоды: КПД, ресурс, низкое потребление, минимум тепла.
2. Цепи управления давлением (Pressure Control Circuits) — обеспечивают нужное давление компонентам, защищают от пере-/недодавления. Для систем с разными давлениями на узлах. Типы: двухдавленцевая с декомпрессией и обратными клапанами, декомпрессионная, балансировочная по весу.
3. Цепи управления скоростью (Speed Control Circuits) — 4 основных типа: цепь смены скорости (1), с пропорциональным электро-гидро распределителем и расходомером (2), дифференциальная (3), с предзаполнительным клапаном (4). (1) — два расходовых клапана для смены скорости цилиндра. (2) — оптимальная скорость через управление с풀ом пропорционального клапана. (3) — ускоренный прямой ход цилиндра за счет дифференциальной схемы. (4) — вспомогательные цилиндры и предзаполнительный клапан для насосной функции.
4. Фильтрующие цепи (Filter Circuits) — цель: очистка от загрязнений при поддержании расхода. При засоре элемента — негативные последствия. Типы: насосный фильтр, давленейный линейный, обратный линейный, дренаж давленейной линии, оффлайн-фильтрация.
5. Синхронизирующие цепи (Synchronizing Circuits) — синхронизация движений нескольких актуаторов. Ошибки корректируются в конце хода цилиндром, а не повторными движениями. Подтипы: с механическими связками, с расходовыми клапанами, с разделителями расхода, с синхронизированными гидромоторами, с синхронизированными цилиндрами, с сервоклапанами.
6. Интенсифицирующие цепи (Intensifying Circuits) — используют цилиндр как интенсификатор, усиливают давление за счет разности площадей поршня и штока (площадь основания vs площадь кольца).