Hidrauličke kočnice

Uvod

Suvremena tehnika, općenito govoreći, ne može se zamisliti bez velikog broja plinova i tečnosti koji se koriste u radu mašina, odnosno uređaja. Uzevši to u obzir, potrebno je poznavanje iz tog dijela fizike, odnosno dijela u kojem se upravo proučavaju plinovi i tečnosti.
Plinovi i tečnosti se jednim imenom zovu fluidi, a oblast koja ih proučava se zove mehanika fluida. Da bi se objasnio pojam fluida, u mehanici se koristi definicija koja kaže da je on neprekidan i podrazumijeva da je prostor u kom se nalazi ispunjen istim. Sama hidraulika je dio mehanike fluida koji se bavi nestisljivim fluidima. Taj, nestisljiv, fluid je idealiziran fluid, odnosno pri djelovanju spoljnih sila ne mijenja mu se volumen u značajnoj mjeri. Riječ hidraulika ima korijene u grčkoj riječi hidro-voda, te se taj termin zadržao do danas bez obzira što u sebe implementira i plinove.
Suvremeni strojevi, uključujući i oni u šumarstvu, skoro uvijek imaju u sebi, ili oko sebe, fluide koje koriste za normalno funkcioniranje. Za hidraulične strojeve uvriježena je definicija da su to strojevi koji, kao svoj radni medij, koriste tekućinu. U tu skupinu, svrstavaju se razni hidraulički motori, kao i razni hidraulički radni strojevi tipa presa, dizalica, pumpi, ali i manji hidraulički mehanizmi (spojke, kočnice i sl.). Ukoliko je riječ o pogonskim strojevima (motori, turbine), onda govorimo o pretvaranju kinetičke energije tekućine u mehaničku, ali i mehaničke energije u energiju tlaka/pritiska različitih tekućina.
U ovom maturskom ću približiti rad uređaja koji rade na temelju navedenog sistema s osvrtajem na hidrauličku kočnicu, njezin princip rada kao i prednosti i nedostatke istog. Zatim objašnjenje hidrauličkog motora i hidrauličke pumpe.

1. Povijest hidrauličkog sistema

Hidraulicki sistemi su se pojavili pocetkom 1930-ih kada je predstavljen uvlacivi stajni trap. Od tada sve veci broj zadataka obavljaju hidraulicke aplikacije. Zahtjev za hidraulickom snagom je porastao u mnogome od tada. Hidraulicka snaga je vidjena kao efikasno sredstvo od pretvaranja snage od malih pokreta u kokpitu do visokih zahtjeva za energijom u avionu. Hidraulicki sistemi danas imaju vaznu ulogu u svim modernim avionima, bilo vojnim, bilo civilnim.
Predstavljanje pokretnih komandnih povrsina je bila jasna primjena hidraulicke snage pomocu koje je pilot mogao da pokrece iste sa sve vecim brzinama i manevarbilnoscu. Ova aplikacija je dovela hidrauliku u oblast sigurnosnih kriticnih sistema u kojim nijedan kvar nije dozvoljen da bi se sacuvao avion.Sistem je razvijen da uzme u obzir ovaj uvjet tako da koristi vise pumpi,akumulatore da skladisti energiju i metode izolacije curenja. Hidraulicki sistem danas ostaje najefektivniji izvor snage za primarne i sekundarne komande leta,za stajni trap,kocenje i antiproklizavanje.Medjutim,kasnije u knjizi ce postati jasno da se sve vise elektricnih sistema razmatra kao zamjena za hidraulicne u nekim oblastima. Od pocetka upotrebe hidraulike kao sredstva prenosenja snage nije proslo bez izazova.
Od mnogobrojnih alternativa glavni suparnik je bilo koristenje elektricnih sistema.Mamac aviona sa elektrikom je primamljiva nagrada i bezbroj projekata je procenjivano tokom poslednjih 30 godina.Hidraulicka snaga je ipak odrzala svoju poziciju zbog jedinstvene kombinacije pozeljnih osobina ,od kojih izdvajamo malu tezinu po jedinici snage.Cak i u slucaju pojave rijetkih magnetskih materijala,elektricni motor ne moze da se meri sa odnosom SNAGA-TEZINA hidraulickog sistema posebno iznad 3KW. U izboru karakteristika nekog pouzdanog sistema cesto su konfiktne trazene.Principski zahtevi su mala tezina,mala zapremina,mala cena,visoka pouzdanost i nizak nivo odrzavanja.Poslednja dva su krucijalna sastavna male cijene kostanja.Hidraulicki sistemi zadovoljavaju ove uvjete prilicno dobro i imaju dodatne privlacnosti.Cijevi malog precnika su podesne za instalaciju, koristenje ulja kao radnog fluida obezbedjuje odredjeni stepen 3 lubrikacije i preopterecenje sistema moze izdrzati bez ostecenja.Medju limitima strukturalne snage,aktuatori se mogu zaustaviti i u nekim slucajevima imati suprotno djelovanje .Hidraulicki sistemi ce se vratiti u normalne radne uslove poslje uklanjanja preopterecenja.Mnogi strojarski inzinjeri su razmisljali da sa ovim prednostima naprave hidraulicki sistem jos fleksibilnijim i jos snaznijim nego elektricni aktuatorski sistemi sa istom snagom. Poslednje desetljeće je vidjelo sve bržu upotrebu sistema za digitalno procesiranje,i to za monitoring performansi sistema i sam rad kontrolnih funkcija.Ovo je bio veliki korak unaprijed,doprinoseci prevazilazenju prethodnih mana i otvaranju puta takozvanim pametnim pumpama i ventilima.