1.     Wprowadzenie.

Układy napędowe dla ruchu prostoliniowego występujące prawie w każdej obrabiarce mogą być realizowane w sposób mechaniczny bądź hydrauliczny. Ze względu na szereg zalet układów hydraulicznych, takich jak : płynność ruchu, odporność na przeciążenia itp. Często realizację ruchu prostoliniowego odbywa się za pomocą silnika hydraulicznego liniowego, zwanego powszechnie siłownikiem. Spośród bardzo wielu odmian konstrukcyjnych siłowników można wyróżnić dwie zasadnicze grupy, a to z tłoczyskiem dwustronnym i tłoczyskiem jednostronnym. W siłownikach z tłoczyskiem dwustronnym prędkości w obu kierunkach – przy dawkowaniu tej samej ilości oleju Q – są jednakowe. Podobnie przy tych samych powierzchniach tłoka i tej samej różnicy ciśnień (p1 – p2) na wlocie i wylocie siły na tłoczyskach są takie same. Warunki pracy w siłowniku z tłoczyskiem jednostronnym w obu kierunkach są różne. Wynika to z różnicy czynnych powierzchni tłoka (A1>A2).

Szczególnym przypadkiem doprowadzenia czynnika roboczego do siłownika z tłoczyskiem jednostronnym jest tzw. połączenie różnicowe. Połączenie to stosowane jest najczęściej dla uzyskania jednakowych prędkości w obu kierunkach ruchu tłoka. Jest to jednak możliwe gdy wymiary średnic cylindra i tłoczyska spełniają zależność:

2.    

Opis układu pomiarowego.

Schemat stanowiska laboratoryjnego.

              Przedstawione na rysunku schemat stanowiska laboratoryjnego służy do badania układu dla ruchu prostoliniowego, którego głównym elementem jest siłownik z tłoczyskiem jednostronnym. Przestrzenie siłownika są zasilane olejem z zasilacza hydraulicznego. W zasilaczu hydraulicznym znajduje się zbiornik, z którego olej podawany jest do układu pompą –stałej wydajności. Za pompą przed filtrem włączony jest układ zaworów przelewowych. Poddawany z zasilacza olej przepływa przez regulator przepływu, następnie przez elektromagnetyczny zawór odcinający dostaje się do czujnika przepływu, współpracującego z miernikiem przepływu. Kierowanie strumienia oleju z zasilacza do odpowiedniej komory siłownika, zależnie od żądanego kierunku ruchu tłoczyska, dokonywane jest elektromagnetycznym rozdzielaczem. Tłok siłownika obciążony jest ciężarami podwieszonymi na lince o średnicy d1, która owinięta została na rolce o znanej średnicy dr.

Po stronie odpływowej, za rozdzielaczem znajduje się zawór przelewowy, mający na celu stworzenie dodatkowego obciążenia na tłoku siłownika. Rozwiązanie takie zostało podyktowane ograniczonymi możliwościami podwieszania zbyt dużego ciężaru. Równolegle z zaworem przelewowym włączono elektromagnetyczny zawór odcinający pozwalający zwolnić tłok od dodatkowego obciążenia wywoływanego zaworem przelewowym, ponadto zawór ten wraz z elektromagnetycznym zaworem odcinającym realizują funkcję „stop” tłoczyska w dowolnym jego położeniu.

3.     Przebieg ćwiczenia.

Podczas ćwiczenia dokonywano pomiarów ciśnień przed i za tłokiem, czas ruchu i natężenie przepływu w zależności od obciążenia i kierunku ruchu (w lewo lub w prawo).

4.     Obliczenia.

              Do obliczeń wykorzystano dane z tabeli 1, wymiary geometryczne tłoka oraz wartość skoku. Sprawność wolumetryczną można zapisać w następujący sposób:

gdzie : indeks R oznacza wartość rzeczywistą, indeks T wartość teoretyczną, L oznacza drogę, t - czas ruchu, Q natężenie przepływu w mm /s, A-pole powierzchni tłoka w zależności od kierunku ruchu:

-w lewo:

-w prawo