|  | ||||||||
|  | ||||||||
| | ||||||||
| | ||||||||
 |
 |
|
|
|
||
 |
 |
|
|||||||||||||||||
PIACORIENTÁLT SZAKKÉPZÉS
FIATALOKNAK
Szakmai kimenet
megnevezése: Manipulátorok és
robotok üzemeltetője,
karbantartója
OKJ száma:
Modul száma: MRUK1
Modul óraszáma: 112
Készítette:
Belépési feltétel: - Sikeres alapozó modulzáró vizsgák:
1. MRUK17 Munka-, tűz- és környezetvédelem
értelmezése,
alkalmazása
2. MRUK14 Ipari anyagok gyártása,
felhasználása,
vizsgálata
3. MRUK15 Műszaki dokumentáció készítés, elemzés
4. MRUK16 Műszaki mérések végzése és
eszközeik
használata
5. MRUK12 Mechanikai elemzések, alkalmazások
6. MRUK11 Gépelemek alkalmazásai
7. MRUK10 Elektrotechnikai elemzések, szerelések
8. MRUK13 Számítástechnika alkalmazása, vagy
befejezett műszaki szakközépiskola
Jóváhagyta:
Milyen részekből áll a hidraulikus rendszer?
Az 1. sz. ábrán egy hidraulikus működtetésű és vezérlésű gépkocsiemelő vázlatos rajzát látjuk. Nézzük meg az ábrát és elemezzük közösen a működést, valamint a szerkezeti egységek feladatát!
1.1.ábra: Hidraulikus gépkocsiemelő
Feladat: A gépkocsiemelő a járművet emelje gyorsan szerelési helyzetbe, majd a szerelés végén engedje le lassan a talajszintre!
Felépítés: A rendszer kezdőpontja a folyadék tartály (1.) mely a működtetéshez szükséges hidraulika folya 212e49c dékot (olajat) tárolja.
A hidraulika folyadékot a tartályból a munkavégző elemek felé a szivattyú (2.) szállítja, melynek meghajtását villamos, vagy belsőégésű motor látja el.
A megemelhető teher - a hidraulikus körben keletkező nyomás - nagyságát a nyomáshatároló szelep (3.) határozza meg.
A rendszerben uralkodó mindenkori nyomásértéket a nyomásmérő műszer (4.) jelzi.
A visszacsapó szelep (5) csupán egyirányú áramlást tesz lehetővé.
Az útmeghatározó elem (6.) a folyadék áramlási - s ezzel a teher - mozgási irányát, vagy megállítását biztosítja.
A mennyiségmeghatározó elem (7.) a rajta átfolyó folyadék mennyiségét állítja be, s ezzel a teher mozgási sebességét befolyásolja.
A munkahenger (8.) - mint fogyasztó - a hidraulika folyadék energiáját mechanikai munkává alakítja vissza, mozgást végez, megemeli a gépjárművet.
Ismerjük meg a rendszerben szereplő elemeket!
n Folyadéktartály
1.2. ábra: Folyadéktartály
Köpenylemez,
Fedőlemez,
Felső tisztítónyílás,
Beöntőnyílás szűrővel,
Oldalsó tisztítónyílás,
Szívónyílás,
Visszafolyó nyílás,
Leeresztő nyílás,
Olajszint ellenőrző
Hullámtörő lemez,
Szennyeződés és
vízgyűjtő,
A folyadéktartály biztosítja a hidraulika folyadék - olaj - tárolását, szennyeződéstől való megóvását, köpenyfelületén keresztül a működés közben keletkezett felesleges hőmennyiség leadását, valamint szilárdsága folytán bizonyos szerkezeti egységek - szivattyú, meghajtó motor, szűrők stb. - elhelyezését.
A tartály általában acéllemezből készül, hegesztett kivitelben. Fenéklemeze a leeresztő nyílás irányába lejt, hogy a szennyeződések - víz, fémoxidok, bekerülő porszemcsék - itt gyűljenek össze. A beöntőnyílás - mely általában szűrővel ellátott - a hidraulika folyadék pótlását, utántöltését teszi lehetővé. A szívó és visszafolyó csővezetékek csatlakozásai egymástól lehetőleg távol helyezkednek el. Ennek oka az, hogy a visszafolyó olaj meleg és előfordul, hogy levegőbuborékokat is tartalmaz. Lehetőséget kell adni a hidraulika folyadéknak, hogy a szívóvezetékbe való ismételt bejutást megelőzően hőmennyiséget adjon le, valamint a levegő váljon ki belőle. A szívóvezeték nem ér le a tartály fenéklemezéig. Így a leülepedett szennyeződéseket nem juttatja ismét vissza a hidraulika körfolyamba. A tartályban lévő mindenkori folyadék mennyiségéről a szintjelző segítségével győződhetünk meg. Az olaj
felszínén a habképződést, a hab szívóvezetékbe jutását a hullámtörő lemez akadályozza meg. Ez különösen mobil gépeknél lényeges, hiszen a munkahelyi terep egyenetlensége a hidraulika folyadék fokozott mozgását, s így az intenzív habképződést idézné elő. A tartály felső része olyan kialakítású, hogy megakadályozza az összegyűlő szennyeződés és víz bejutását az olajtérbe. A tisztítónyílások - olajcsere esetén - a tartály belső terének takarítását teszik lehetővé.
n Szivattyú
A szivattyú alakítja át a meghajtó - villamos, vagy belsőégésű - motor munkáját mechanikus energiából, hidraulikus energiává. Nyomófolyadékkal látja el a hidraulikus rendszer elemeit.
1.3. ábra: Fogaskerekes szivattyú
Szivattyúház,
Hajtó fogaskerék,
Szabadonfutó fogaskerék,
Szívócsatorna,
Nyomócsatorna,
Tehermentesítő hornyok,
Az egyik legáltalánosabban alkalmazott szivattyú fajta a külső fogazású fogaskerekes szivattyú. Ennek oka árában, egyszerűségében és viszonylagos igénytelenségében rejlik.
A szivattyúházban két - egymással kapcsolódó -fogaskereket találunk, melyből az egyik hajtó - ez meghajtását a motortól kapja - a másik szabadon futó. A fogaskerekek fogfejei - a fejhengerek - nem érnek hozzá a szivattyúházhoz.
Forgás közben - az irányok nyíllal jelölve - alul a kerekek fogai a szomszéd kerék fogárkaiból kilépnek, annak térfogatát növelik, itt szívás történik. A fogárkok megtelnek folyadékkal, s azt forgás közben a kerekek - a házfal körül íves pályán - a felső nyomó csatornához szállítják. Felül a fogak ismét kapcsolódnak a szomszéd kerék fogárkaiba, s innen a folyadékot kisajtolják. Létrejön a folyadék szállítása a nyomás. A tehermentesítő hornyok a szivattyú biztonságos üzemeltetését szolgálják. (Erre későbbiekben visszatérünk.)
n Nyomáshatároló szelep
Az emelhető teher nagyságát korlátoznunk kell, mivel a túlterhelés a berendezés károsodásához, tönkremeneteléhez és súlyos balesetek bekövetkezéséhez vezethetne. Ezt legkönnyebben a hidraulika folyadék nyomásának figyelésével - a nyomás mindenkor függ a terhelés nagyságától - tudjuk megoldani.
A nyomáshatároló szelep megakadályozza, hogy a hidraulikus rendszerben túlterhelés - a megengedettnél nagyobb túlnyomás - jöjjön létre. Minden hidraulikus rendszerben megtaláljuk a szivattyú után bekötött nyomáshatároló szelepet, mely biztonsági feladatot lát el.
T
1.4. ábra: Nyomáshatároló szelep
Szelepház,
Záróelem.
Nyomórugó,
Állítóorsó,
P
Zárófedél,
A nyomáshatároló szelep "P" csatornájával a szivattyú nyomóvezetékére kapcsolódik. A szelep záróelemét (2.) nyomórugó (3.) tartja a házban (1.) kialakított ülésen. Ekkor a szelep zárt. A terhelés növekedésekor a hidraulika folyadék nyomása (p) is növekszik - hiszen a folyadék emeli meg a terhet - ez hat a záróelem felületére, s azon keresztül olyan nagyságú erőt képes kifejteni, mely a nyomórugó beállított rugóerejét legyőzi. Ekkor a záróelem az ülésről megemelkedik, nyitja a "P-T" utat, s a szivattyú által szállított folyadék a tartály felé távozik.
Az állítóorsó (4.) segítségével a rugó erejét, s ezzel a mindenkori legnagyobb folyadék nyomást tudjuk beállítani. Az orsó befelé hajtásával a rugóerőt és a folyadék nyomását növeljük, kifelé hajtásával csökkentjük.
n Nyomásmérő műszer
A nyomásmérő műszer segítségével tudjuk megállapítani a körben uralkodó folyadéknyomás nagyságát. Sok változata, műszaki megoldása terjedt el, de hidraulikus, pneumatikus rendszereknél szinte kivétel nélkül a csőrugós nyomásmérőket - felfedezőjéről elnevezve Bourdon csöves nyomásmérőt -alkalmazzuk.
1.5. ábra: Nyomásmérő műszer
Hajlított, csőrugó,
Csatlakozás,
Közvetítő rudazat,
Kétkarú emelő,
Fogasív,
Tengely fogaskerékkel,
Hajszálrugó,
Mutató,
Kalibrált számlap
A nyomásmérő műszer - sokszor helytelenül nyomásmérő órának is nevezzük - a 2. sz. csatlakozó segítségével kapcsolódik a rendszerhez. A munkaközeg nyomása hat a csőrugó (1.) belső felületére, s azt egyenesíteni próbálja. A csőrugó alakváltozása arányos a nyomás nagyságával. Ezt a mozgást a közvetítő rudazat (3.) a kétkarú emelőn (4.) keresztül - melynek felső része fogasív (5.) kialakítású - a fogaskerékkel ellátott tengelynek (6.) adja át. A tengelyre illesztett mutató (8.) a kalibrált számlap (9.) előtt elmozdulva a mindenkori nyomásértéket leolvashatóvá teszi számunkra. A hajszálrugó (7.) a mutató visszatérítését biztosítja a nyomás megszűnése esetén.
n Zárószelep (visszacsapó szelep)
Ez a szerkezeti elem a nyomóközeg számára csupán egy áramlási irányt tesz lehetővé, ellentétes irányban zár. Ezért visszacsapó szelepnek is nevezzük.
1.6. ábra: Visszacsapó szelep
Szelepház,
Záróelem,
Nyomórugó,
Amennyiben a folyadékáram - az ábra jelölésének megfelelően - alulról érkezik, az nyitja a szelepet, s létrejön az átfolyás.
Fordított áramirány nem jöhet létre, mivel a rugóerő - de a munkaközeg nyomása is - zárja a szelepet.
A visszacsapó szelepek záróeleme lehet golyó, forgácsolt profil, de kör alakú lemeztányér is.
n Útmeghatározó elem
Gépeinknél, berendezéseinknél az útmeghatározó elemekkel találkozunk leggyakrabban. Ezek azok a berendezések, melyekkel maghatározzuk a munkaközeg áramlási útját, irányát, s ezzel a fogyasztók - munkahengerek, hidromotorok - mozgási irányát, vagy megállítását.
ábra: Útmeghatározó elem
Szelepház,
Vezérlő tolattyú,
Nyomórugó,
Tömítés,
P; Szivattyú csatlakozás,
A; Fogyasztó csatlakozás,
T;
Tartályba visszafolyás,
L; Résolaj elvezetés,
Az általunk alkalmazott útmeghatározó elem egy kúpos-űlékes tolattyúval (2.) rendelkezik, mely a szelepházban (1.) tengelyirányban elmozdulhat. A szelepházban találjuk azokat a csatornákat, melyeket a tolattyú - elmozdulása következtében - egymással összenyit, vagy egymástól elzár.
(A csatornák betűjelölését lásd az ábra mellett!)
Vezérlő jel nincs, alaphelyzet:
A tolattyút a rugó ereje tartja az adott pozícióban. Ekkor a P-A csatornák nyitottak, folyadékáram indul a szivattyútól a fogyasztó felé. Emelési folyamat következik be. A T csatorna zárt, visszafolyási lehetőség a tartály felé nincs.
Vezérlő jel van:
A tolattyúra vezérlőerővel - jellel - hatunk, mely a rugóerőt legyőzve azt egy másik lehetséges helyzetébe állítja. Ekkor a P csatornát a tolattyú vezérlőéle lezárja, több folyadék a szivattyútól a munkahengerbe nem áramolhat. Nyit az A-T csatorna, s a munkahenger dugattyúja alatt lévő folyadék a tartályba visszafolyik. Süllyesztési folyamat.
Az útmeghatározó elemnek három olyan csatornája van, melynek nyitását és zárását a tolattyú elmozdulásával meg tudjuk határozni. Ezért ezt a szeleptípust 3 útú szelepnek is nevezzük.
A vezérlőelem - most a tolattyú - két lehetséges helyzetbe hozható. (Nincs vezérlőjel, van vezérlőjel.) A tolattyúnak tehát két lehetséges állása van.
A rajzon szereplő útmeghatározó elemet ezért három útú és két állású útváltónak nevezzük.
Az útmeghatározó elemek azonosítására a rövid számjelölést alkalmazzuk. Ez egy törtszám, melyben a számláló az utak, a nevező az állások számát adja meg.
Pl.:
Olvasása: három per kettes. Ez tehát egy olyan szelep mely három úttal rendelkezik, és a vezérlő elemnek két lehetséges pozíciója van.
Mivel tökéletes tömítettség nem létezik, így az illeszkedő felületek között jelentkező szivárgó, úgynevezett résolajat vissza kell vezetni a folyadéktartályba. Erre szolgál a szelep L jelű csatornája. Tekintettel arra, hogy ezt a csatornát a vezérlőelem nem nyitja, vagy zárja - nem tartozik a vezérelt csatornák közé - így az útszámba sem számítjuk be.
Az útmeghatározó szelepek alaphelyzetének azt a pozíciót nevezzük, amely vezérlőjel nélkül automatikusan bekövetkezik.
n Mennyiségmeghatározó elemek
A munkahenger dugattyújának - a teher mozgásának - sebességét, egy hidromotor fordulatszámát a bevezetett munkaközeg mennyiségével tudjuk beállítani. Ez hidraulika és pneumatika területén viszonylag egyszerűen megoldható, hiszen a vezeték átömlési keresztmetszetének változtatásával megváltozik az azon időegység alatt átáramló munkaközeg mennyisége is. A legegyszerűbb mennyiségmeghatározó elem a fojtószelep.
Szelepház,
Kúpos végű menetes állítócsavar,
Az állítható fojtószelep szelepházába (1.) illeszkedő kúposan kialakított menetes orsó (2.) kezelőgombjának elforgatásával a kúpot közelítjük, vagy távolítjuk az átömlési keresztmetszettől. Ennek hatására - a munkaközeg átáramlására rendelkezésre álló - KONCENTRIKUS FOJTÓRÉS mérete, az átömlési keresztmetszet, változik, mely meghatározza az időegység alatt átfolyó munkaközeg mennyiségét.
A fojtócsap befelé csavarásával a mennyiség - így a munkasebesség is - csökken, ellentétes irányú mozdításával növekszik.
n Végrehajtó elem, munkahenger
Ahhoz, hogy a tényleges munkavégzés bekövetkezzék, a hidraulikus energiát vissza kell alakítanunk mechanikai munkává. Ezt - összefoglaló nevükön - a hidromotorok hajtják végre. A hidromotorok legegyszerűbb típusai a munkahengerek, melyeket azon ok miatt, hogy egyenes vonalú mozgást hoznak létre líneáris motoroknak is szoktunk nevezni.
1.9. ábra: Egyoldalról működtetett munkahenger
Hengercső,
Dugattyú,
Dugattyúrúd,
Hátsó hengerfedél,
Első hengerfedél,
Dugattyú tömítés,
Dugattyúrúd tömítés,
Munkaközeg csatorna,
Kilevegőzés, résolaj,
A dugattyú mozgását a hengerből a dugattyúrúd (3.) vezeti ki. Anyaga ötvözött acél, felülete finoman megmunkált és edzett.
A hengercsövet - két oldalról - a hengerfedelek zárják le. Az első hengerfedél tömszelencés, csúszócsapágyas kivitelű, a dugattyúrúd megvezetése miatt.
Az elmozduló felületek - dugattyú és hengercső, dugattyúrúd és első hengerfedél - közötti zárást tömítések (6; 7.) biztosítják.
A munkaközeg be és elvezetésére a hátsó hengerfedélen található csatorna (8.) szolgál. A résolaj elvezetését, a kilevegőztetést az első hengerfedél csatornáján (9.) keresztül teremtjük meg.
A dugattyú felületének nagysága - és természetesen a munkaközeg nyomása - meghatározza a vele felemelhető teher nagyságát. A dugattyú lökethossza az emelési magasságot korlátozza.
A gépkocsi megemeléséhez egyoldalról működtetett munkahengert alkalmaztunk. Ez azt jelenti, hogy a dugattyú csupán egyik irányú löketét tudja a nyomóközeg hatására megvalósítani. Ellentétes mozgását az előzőleg felemelt - tartott - teher idézi elő.
Gépkocsiemelő feladat kapcsolási vázlata:
A kapcsolási rajzot - mivel ez az első feladat - még feliratozással láttuk el. Későbbiekben ezzel nem fog találkozni, mivel a rajzról le lehet olvasni (a jelképi ábrák alapján) a körfolyam felépítését.
Valósítsa meg a kapcsolást!
1.10. ábra:
Gépkocsiemelő hidraulikus kapcsolása
Ellenőrizze, hogy a létrehozott kapcsolás a kívánalmaknak megfelelően működik-e ?
Önellenőrzés 1.
Mielőtt az anyaggal közösen továbbhaladnánk figyelmesen olvassa el a kérdéseket! Jelölje az Ön által helyesnek ítélt válaszokat x-szel, vagy adjon rövid válaszokat!
Miért kell a folyadéktartály szívó és visszafolyó vezetékét egymástól lehetőleg távol elhelyezni?
.......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... .(3 pont)
Rajzolja be a fogaskerekes szivattyú fogaskerekeinek forgási irányát, ha a szívóvezeték balról helyezkedik el!
(5 pont)
Nevezze meg a besorszámozott egységeket!
(2 pont)
A nyomáshatároló szelep állító orsóját befelé csavarom. Mi történik?
a./ A rendszer munkanyomása csökken o
b./ A rendszer munkanyomása emelkedik o
c./ A szivattyú által szállított folyadék mennyiség növekszik o
(4 pont)
Mi a visszacsapó szelep feladata?
a./ Megakadályozza a folyadék mindkét irányú áramlását o
b./ Megakadályozza a túlterhelést o
c./ Csak egyirányú közegáramot engedélyez o
Milyen csatornákat jelölnek a következő betűk?
A;.......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... ...........................
P;.......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... ............................
T;.......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... ............................
(3 pont)
Mit jelent az a kifejezés, hogy az útmeghatározó elem 3 útú?
a./ A szelepre csatlakozó vezetékek számát o
b./ A vezérelt csatornák számát o
c./ A vezérelt csatornák számát, + a résolaj csatornákat o
(2 pont)
Fojtószeleppel az áramló közeg........
a./ Nyomását o
b./ Áramlási irányát o
c./ Mennyiségét o
állítjuk be.
(4 pont)
Mitől függ a munkahenger dugattyúja által kifejtett erő nagysága?
a./ A munkaközeg nyomásától és a lökethossztól o
b./ A dugattyú felületétől és a lökethossztól o
c./ A dugattyú felületétől és a munkaközeg nyomásától o
(5 pont)
Elérhető pontszám: 32 pont
30-32 pont Kiválóan megfelelt
22-29 pont Megfelelt
0-21 pont Javaslom, figyelmesen ismételje át!
Hogyan működik?
1.11.ábra: Kapcsolási vázlat
Vizsgáljuk meg közösen az előzőekben már megismert kapcsolási vázlatot!
A 2. sz. fogaskerekes szivattyú szállítja a folyadékot. A 3. sz. nyomáshatároló szelep zárva.
Az 5. sz. visszacsapó szelepnek ez nyitási iránya, így rajta keresztül a munkaközeg eljut a 3/2-es útmeghatározó szelepig.
A 3/2-es útmeghatározó tolattyúját a nyomórugó tartja. (Vezérlőjel nincs). A munkafolyadék továbbhalad a párhuzamosan kapcsolt fojtó-visszacsapó szelephez.
A visszacsapó szelep teljes keresztmetszetben nyit, nagy mennyiségű folyadék áramlik a munkahenger dugattyúja alatti térbe, annak gyors - emelő irányú - mozgását eredményezve.
Amennyiben a terhelés túlságosan nagy, vagy a munkahenger dugattyúja elérte felső véghelyzetét, a nyomásmérő műszer a nyomás növekedését mutatja, majd kinyit a nyomáshatároló szelep, s rajta keresztül - a szivattyú által szállított összes olajmennyiség a tartályba áramlik vissza.
Ha a szivattyút leállítjuk a teher megtartja helyzetét, nem fog süllyedni. Ez a szivattyú és 3/2-es útszelep közé beépített visszacsapó szelepnek köszönhető. Ennek feladata tehát az, hogy feszültség-kimaradás, vagy váratlan meghajtómotor leállás esetén megakadályozza a teher akaratlan süllyedését.
A gépjármű kívánt magasságra történt emelését követően a szivattyút le kell állítani, hogy az feleslegesen ne dolgozzon, ne fogyassza a villamos energiát és ne melegítse fel a tartályban lévő olajat.
A teher leengedése - álló szivattyú mellett - a 3/2-es útmeghatározó szelep tolattyújának átkapcsolásával történik. Vezérlőerővel hatunk a kezelőkarra, legyőzzük a rugó erejét, a tolattyú jobbra elmozdul. Vezérlőélei zárják a P csatornát, de nyitják az A-T utat lehetőséget teremtve a folyadéknak a munkahenger dugattyúja alatti térből a tartályba való visszafolyásra.
Ekkor kap szerepet a párhuzamosan kapcsolt fojtó-visszacsapó szelepkombináció. A visszacsapó szelepnek ez záróiránya. Folyadékáram csupán a fojtószelepen jöhet létre. Ennek mennyiségét a mindenkori beállítás szabja meg. Mivel a dugattyú alatti térből csak a fojtáson keresztül áramolhat - viszonylag kevés - folyadék, a süllyedés lényegesen lassúbb lesz mint az emelés. (Nem ejti le a terhet.)
Amennyiben ez eddig követhető és érthető volt az Ön számára, úgy kérem olvassa el a következő helyzetleírást és válaszoljon a kérdésre!
A gépkocsiemelő hidraulika szivattyúját meghajtó villamos motort üzemszerűen indítjuk, a 3/2-es útmeghatározó szelep emelés állásban van. (Alaphelyzete ez.) Az emelés megindul.
Kb. 80-90 cm-es emelést követően észreveszi, hogy a szerelőlámpát bekapcsolva az utastérben hagyta. Erre egyébként is szüksége lesz, de tüzet is okozhat. A meghajtó villanymotor kikapcsoló berendezése - elég szabálytalanul - nincs elérhető távolságban. A gépkocsiba fellépni már nem tud. Az emelés folytatódik, s közben az a veszély is jelentkezik, hogy a szerelőlámpa vezetéke kiszakadhat, ami ismét csak zárlattal jár.
Van egy ötlete. A 3/2-es útmeghatározót - működő szivattyú esetén - átváltja és ebben az állapotban tartja. Mi lesz ennek a következménye?
Következmény:
Bizonyosan észrevette, hogy az egyes szerkezetek mellett egy kis vonalas ábra szerepelt. Ezek a szerkezeti egységek jelképi jelölései, melyek megkönnyítik számunkra a kapcsolási vázlatok, rajzok készítését. Nem szükséges lerajzolnunk a valóságos darabot, hanem annak szimbólumát alkalmazzuk.
Ezeket mindenképpen meg kell ismernünk, mivel hibakeresés, szerelés, javítás másképpen eképzelhetetlen.
A következő oldalon az előzőekben már megismert gépkocsiemelő berendezés hidraulikus kapcsolását látja. Azonosítsa be az elemeket, gondolja át a működést!
Találat: 8034
