Гідравлічні механізми відносяться до найстаріших систем, які застосовуються в практичній інженерії. Сам по собі принцип дії механізованого поступово втрачає актуальність, оскільки його витісняють більш технологічні приводні кошти. Але в силу обмеженості можливостей інтеграції нових і більш дорогих рішень, у багатьох сферах зберігає свої позиції і традиційна механіка. Що таке гідравліка в сучасному контексті експлуатації? Це інфраструктура, яка задіюється в машинах, конструкціях і спорудах, що забезпечує достатнє зусилля для приведення в дію функціональних вузлів і агрегатів.

Базове визначення гідравліки

З точки зору науки, гідравліка – це розділ знань, що висвітлює закони руху й рівноваги рідин. Водне середовище в тих чи інших формах є головним аспектом вивчення в цьому напрямку. Крім теоретичних досліджень вчені займаються і експериментальними випробуваннями, результати яких формують основу для вирішення завдань прикладної інженерії. Наукові роботи присвячуються закономірності руху води по трубопровідним каналах, в річкових руслах та гідромашин. Але для повного розуміння, що таке гідравліка у науковому контексті, не можна обійтися й без суміжних дисциплін, інструментарій яких зачіпається в ході дослідження. До таких можна віднести фізику, математику та механіку. Також виділяється два напрями вивчення гідравліки – в динамічному і статичному контекстах. Гідродинаміка зачіпає питання кінематики води як такої, а гідростатика більше орієнтується на закони взаємодії рідин з іншими середовищами і тілами.

Гідравліка в інженерії

Все ж популярність гідравліки як розділу науки не так широка порівняно з її похідними в практичній сфері. На тих же прикладних знаннях базуються проекти інженерних систем – наприклад, одним з найстаріших продуктів гідравліки є акведук. В наші дні закони енергії рідин лягають в основу розробок каналізаційних систем, поршневого обладнання, водопостачання і т. д. У більшості випадків робота гідравліки такого типу організовується як рухова сила для приведення в дію обслуговуваних агрегатів. Класичним прикладом є гідромашини. В цілому можна вивести таке визначення інженерної гідравліки – сукупність елементів механічної конструкції, облаштування якої передбачає використання рідини в якості активної природного середовища. Але це не означає, що вода є джерелом зусилля. Вона лише транслятор енергії, яка їй надається іншими механізмами, які, в свою чергу, активізуються за допомогою електродвигунів і силових агрегатів на рідинному або твердотільному пальному.

Типи гідравлічних конфігурацій

Робочий цикл гідромашини залежить від схеми, по якій циркулює вода. Цей контур якраз і обумовлює момент роботи води, в процесі якого вона набуває енергію від двигуна і передає її іншим компонентам системи. У цьому контексті можна виділити два типи циркуляційних конфігурацій – з відкритим і закритим центрами.
У першому випадку гідророзподільник рідини в процесі роботи поршня забезпечує подвійний вихід. Тобто показники тиску змінюються в залежності від поточного положення поршня, а рідина може відправлятися в робочий цикл або назад у клапан. Її переміщення регулює зв'язка поршня і клапана. Для розуміння принципу роботи закритої системи треба повернутися до визначення того, що таке гідравліка, і як вона взаємодіє з силовими агрегатами. Оскільки гідравліка є лише інфраструктурою, яку організовують функціональні вузли, які обслуговують рідина, то цілком логічно, що енергія робочого середовища може повністю залежати від дії технічної оснастки. В даному випадку це завдання виконують насоси, клапани, повністю замикаючі контур циркуляції.

Класифікація за видами приводів

Розрізняються системи, забезпечені нерегульованим і регульованим приводними механізмами. Типовим вважається нерегульований гідропривід, в якому показник тиску насоса завжди відповідає встановленим значенням. Зафіксовані дані обов'язково повинні бути вище, ніж граничний рівень навантажувального тиску. Тобто створюється планка показника, на яку рівняється насос. До недоліків даного механізму відносять великі втрати в потужності, так як постійне підтримання високого тиску при незначних навантаженнях нераціонально. За такою схемою, наприклад, іноді виконується гідравліка екскаватора, керуюча опорними елементами. Оскільки на цю функцію лягає висока відповідальність з точки зору безпеки, то виробники жертвують надлишками потужної віддачі. Проте в одному і тому ж екскаваторі нерегульований привід опор може доповнюватися регульованою системою, яка буде оптимізовано відповідати за роботу навісного обладнання. Даний тип гідроприводу передбачає зниження тиску насоса і його балансування за рахунок клапанів і компенсаторів з спрямованим дією.

Гідравлічні акумулятори

Застосовуються механізми вилучення енергії рідини і в акумулюючих пристроях. Такі системи називаються гидроемкостними і генерують енергію води, яка під час роботи знаходиться під тиском. При цьому сам акумулятор найчастіше є складовою частиною механічного гідроприводу.
Існують різні типи таких пристроїв – зокрема, пневматичні і пружинні. У промисловості використовується і акумулююча гідравліка високих тисків, на потужностях якої здійснюються прості, але вимогливі до навантажень маніпуляції з вантажами. Незалежно від типу гідроакумулятор повинен підтримувати тиск на певному рівні, разом з цим виключаючи витоку і згладжуючи вібрації за рахунок демпфуючого ефекту.

Машини на гідравлічних системах

Найбільш поширені такі механізми в машинах з навісним обладнанням – в тих же екскаваторах, тракторах і збиральних автомобілях. Широко застосовують гідравліку в своїх моделях конструктори Мінського тракторного заводу (МТЗ). Стандартна комплектація, яка використовується в цих тракторах, включає насоси, гідророзподільник, циліндри та трубопровід. Робочий цикл, який забезпечує гідравліка МТЗ, можна представити так: рідина надходить від ємності до насосів, переправляється до розподільниках, входить в поршневу групу і повертається в бак. На етапі переходу від гідророзподільників до циліндрів до регулювання процесу підключається оператор устаткування з допомогою важелів контролює надходження рідини в поршневі групи в залежності від поточних завдань.

Обслуговування гідравлічних механізмів

Профілактичне обслуговування зазвичай зводиться до операцій змащування окремих деталей і компонентів гідравлічної системи. У процесі огляду відповідальна особа також виявляє ознаки зносу, деформації та пошкодження. Як правило, ремонт гідравліки зводиться до заміни гільз поршнів, штоків і кришок. В регулярному порядку оновлюються матеріали у вигляді ущільнювальних кілець.

Висновок

Гідравліка – це один з найпростіших способів отримання механічного зусилля доступними засобами. Для розуміння, що таке гідравліка, і яку користь вона приносить пересічному користувачеві, можна навести в якості прикладу насосне обладнання. Садові станції перекачування води діють на принципах гідравлічної інженерії, витрачаючи мінімум енергії. На більш високому рівні за аналогічними схемами працюють компресорні установки і пневматичний інструмент.