Elementele de bază hidraulice, componentele, circuitele, 5
Textul hidraulicii: elemente de bază, componente, circuite, ediția a V-a
Dieter Will Norbert Gebhardt (Ed.)
Noțiuni de bază, componente, circuite
Cu colaborarea lui Reiner Nollau și Dieter Herschel
Ediția a 5-a, revizuită și extinsă
ISBN 978-3-642-17242-7 e-ISBN 978-3-642-17243-4DOI 10.1007/978-3-642-17243-4 Springer Heidelberg Dordrecht Londra New York
Biblioteca Națională Germană enumeră această publicație în Bibliografia Națională Germană; datele bibliografice detaliate sunt disponibile pe Internet la http://dnb.d-nb.de.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999, 2004, 2007, 2008, 2011 Această lucrare este protejată prin drepturi de autor. Drepturile stabilite prin aceasta, în special cele de traducere, reimprimare, prezentare, extragere de figuri și tabele, difuzare radio, microfilmare sau reproducere în alte moduri și stocare în sisteme de prelucrare a datelor, rămân, chiar dacă numai în extrase Recuperare, rezervată. Reproducerea acestei opere sau a unor părți ale acesteia este permisă, de asemenea, în cazuri individuale numai în limitele prevederilor legale ale legii drepturilor de autor din Republica Federală Germania din 9 septembrie 1965 în versiunea aplicabilă în prezent. În principiu, este supus unei remunerații. Încălcările sunt supuse dispozițiilor penale ale Legii drepturilor de autor. Reproducerea denumirilor comune, denumirilor comerciale, denumirilor produselor etc. în această lucrare, chiar și fără identificare specială, nu justifică presupunerea că aceste denumiri trebuie considerate libere în sensul legislației privind mărcile comerciale și protecția mărcii și, prin urmare, din oricine îl poate folosi.
Design de legare: WMXDesign GmbH, Heidelberg
Tipărit pe hârtie sigură
Springer face parte din grupul specializat de publicare Springer Science + Business Media (www.springer.com)
EditorProfesor Dr.-Ing. habil. Dieter Will Inginer Renate WillFluidtechnik SoftwareJessener Strae 401257 [email protected]
PersonalProfesor Dr.-Ing. habil. Reiner Nollau HAWK Universitatea de Științe Aplicate și Artă FH Hildesheim/Holzminden/Gttingen Facultatea de Științe Naturale și Tehnologie Von-Ossietzky-Strae 9937085 Gttingen [email protected]
Profesor Dr.-Ing. habil. Hubert Strhl
Profesor Dr.-Ing. habil. Norbert Gebhardt Universitatea de Științe Aplicate pentru Tehnologie și Economie (HTW) Facultatea de Inginerie Mecanică și de Proces Friedrich-List-Platz 101069 [email protected]
Profesorul Dr. paed. Dieter Herschel University of Applied Sciences Zittau/Grlitz (FH) Facultatea de Inginerie Mecanică Theodor-Krner-Allee 1602763 [email protected]
În toate domeniile tehnologiei de acționare și control, în special în construcția de mașini, agregate, instalații și vehicule, utilizarea și aplicarea hidraulicii au devenit recent foarte răspândite. Motivul pentru aceasta constă în dezvoltarea constantă continuă a componentelor și accesoriilor, precum și în conexiunea crescândă a hidraulicii cu senzori și tehnologie de calcul în sensul mecatronicii și deschiderea de noi domenii de aplicare pentru tehnologia fluidelor. Pe fondul acestei dezvoltări rapide, ediția a IV-a a fost epuizată într-un timp foarte scurt. Prin urmare, editorul și editorul au decis să scoată o ediție a 5-a cât mai repede posibil, care să ia în considerare rezultatele actuale ale acestei dezvoltări rapide în domeniul hidraulicii.
Structura încercată și testată a materialului a fost păstrată în această ediție, toate capitolele fiind editate, actualizate și completate. Principala preocupare a revizuirii a fost luarea în considerare continuă a aspectelor energetice în selectarea și utilizarea componentelor și sistemelor hidraulice.
De exemplu, utilizarea optimizată energetic a uleiurilor hidraulice și a fluidelor reologice a fost adăugată la tratamentul fluidelor sub presiune. În capitolul Baze de calcul, sunt luate în considerare alte posibilități de reducere a pierderilor de energie și au fost adăugate elementele de bază pentru modelarea și simularea sistemelor hidraulice complexe. Capitolul Pompe și motoare conține aplicații suplimentare ale programelor de simulare și se ocupă cu utilizarea curentă a sistemelor de control și a agregatelor pentru a reduce pierderile de energie. Etanșările cuprinse în capitolul privind cilindrii de lucru au fost structurate în așa fel încât selecția elementelor de etanșare este mai ușoară pentru utilizator. În același capitol, au fost luate în considerare cele mai recente proiecte de cercetare care pot fi utilizate în asigurarea calității cilindrilor. Capitolul Supape a fost actualizat și comportamentul dinamic al supapelor a fost luat în considerare mai atent. Tehnologia de măsurare în hidraulică a fost extinsă de cele mai noi tendințe în tehnologia senzorilor și a implementat dispozitive de măsurare și s-a acordat mai mult spațiu pentru calibrarea lanțurilor de măsurare.
Cartea este destinată să ajute inginerii care lucrează ca designeri, utilizatori și operatori de sisteme hidraulice, precum și studenții care sunt familiarizați cu domeniul hidraulicii. Editorii și coautorii se bazează pe experiența lor de mulți ani ca profesori universitari.
Editorii mulțumesc tuturor celor care au fost implicați în crearea celei de-a 5-a ediții a cărții. Acest lucru este valabil mai ales pentru profesorul Dr.-Ing. habil. R. Nollau și profesorul Dr. paed. D. Herschel. Dorim să mulțumim tuturor companiilor și companiilor care au susținut proiectul de carte oferind imagini și materiale informative. Cooperarea foarte bună cu domnul Lehnert și doamna Cuneus de la Springer-Verlag a făcut posibil ca această ediție să apară rapid și în calitate dovedită.
Dresda, februarie 2011 Redactorii
1 Introducere (D. Will, N. Gebhardt). 1
2 Structura și reprezentarea sistemelor hidraulice (D. Will). 5
3 fluide hidraulice (D. Herschel). 13
3.1 Cerințe. 13 3.2 Clasificare. 13 3.3 Proprietățile și caracteristicile fluidelor hidraulice. 16 3.3.1 Vâscozitatea. 16 3.3.2 Densitate și compresibilitate. 20 3.3.3 Aer și apă în fluidul hidraulic. 23 3.3.4 Compatibilitatea și eliminarea mediului. 27 3.3.5 Cerințe tehnologice și economice. 29 3.4 Caracteristicile fluidelor de presiune disponibile în comerț. 32 3.4.1 Fluide pe bază de minerale (uleiuri minerale, uleiuri hidraulice). 32 3.4.2 Fluide sub presiune rezistente la flacără. 33 3.4.3 Fluide hidraulice biodegradabile rapid. 35 3.4.4 Fluide reologice. 36 3.4.5 Apă. 37 3.5 Criterii de aplicare și selecție. 38
4 baze de calcul (D. Will, R. Nollau). 41
4.1 Generarea și propagarea presiunii. 41 4.2 Legea continuității, masei și volumului. 46 4.3 Ecuația lui Bernoulli și teorema impulsului. 48 4.4 Rezistențe la curgere. 55 4.4.1 Pierderi de presiune. 56 4.4.2 Pierderi prin scurgeri. 68 4.5 Capacitate hidraulică și inductanță. 73 4.6 Legarea rezistențelor de curgere. 77 4.7 Forțe legate de debit pe pistoanele supapelor hidraulice. 83 4.8 Munca, performanța, eficiența și generarea de căldură. 88 4.9 Modelarea și simularea comportamentului dinamic. 94 4.9.1 Metodologie pentru determinarea și manipularea modelului 94 4.9.2 Modelarea și simularea unei stări de acționare 98 4.9.3 Funcția de transfer a unui model de acționare liniară. 104
5 Structuri de bază ale circuitelor hidraulice (D. Will). 107
5.1 Debitul volumic și sursele de presiune. 107 5.1.1 Sursele fluxului de volum. 107 5.1.2 Surse de presiune. 109 5.2. Circuit deschis și închis. 110 5.2.1 Circuit deschis. 111 5.2.2 Circuit închis. 113 5.3 Conexiunea în paralel și în serie a consumatorilor. 114 5.4 Circuite ale clapetei de accelerație. 116 5.4.1 Circuite ale clapetei de accelerație cu sursă de presiune. 116 5.4.2 Circuite de accelerație cu sursă de debit volumic. 118 5.5 Încărcări pasive și active. 119