Presiune mai mare înseamnă automat mai multă forță într-un sistem hidraulic?
Dacă mărim presiunea într-un sistem hidraulic, obținem automat mai multă forță?
Răspunsul scurt este: da, dacă suprafața pistonului rămâne aceeași, o presiune mai mare poate genera o forță mai mare. Însă acest lucru este valabil numai în limitele pentru care sistemul a fost proiectat.
Pentru a înțelege mai bine relația dintre presiune și forță, trebuie să facem mai întâi diferența dintre două noțiuni de bază în hidraulică: debitul și presiunea.
Ce este debitul într-un sistem hidraulic?
Debitul reprezintă cantitatea de ulei care circulă prin sistem într-un anumit interval de timp și este exprimat, de regulă, în litri pe minut.
În cazul unui cilindru hidraulic, debitul influențează în principal viteza de deplasare a pistonului.
Dacă trimitem o cantitate mai mare de ulei către cilindru într-un anumit interval de timp, pistonul se va deplasa mai repede. Dacă debitul scade, deplasarea acestuia va fi mai lentă.
Pe scurt:
- debit mai mare = viteză mai mare;
- debit mai mic = viteză mai mică.
Așadar, debitul influențează în primul rând viteza de deplasare a actuatorului hidraulic.
Ce este presiunea și cum apare?
Presiunea apare atunci când uleiul întâmpină o rezistență în circuit.
Să luăm exemplul unui cilindru hidraulic care trebuie să ridice o greutate. Pompa trimite ulei către cilindru, iar sarcina se opune deplasării pistonului. Pe măsură ce rezistența crește, crește și presiunea necesară pentru deplasarea sarcinii.
Cu cât sarcina este mai mare, cu atât cilindrul are nevoie de o forță mai mare pentru a o pune în mișcare.
Forța dezvoltată de cilindru depinde de două elemente principale: presiunea uleiului și suprafața asupra căreia aceasta acționează.
Relația de bază este:
Forță = Presiune × Suprafață
Această relație explică de ce presiunea, singură, nu este suficientă pentru a determina forța unui cilindru.
Cum influențează dimensiunea pistonului forța?
Să presupunem că avem doi cilindri alimentați la aceeași presiune.
Cilindrul care are pistonul cu suprafața mai mare va putea dezvolta o forță mai mare.
Prin urmare, două sisteme care lucrează la aceeași presiune nu dezvoltă neapărat aceeași forță.
Dimensiunea cilindrului are un rol foarte important.
De aici apare însă o altă întrebare: dacă avem nevoie de mai multă forță, putem pur și simplu să creștem presiunea?
Nu întotdeauna.
De ce nu putem crește presiunea la nesfârșit?
Fiecare sistem hidraulic este proiectat să funcționeze în anumite limite de presiune.
Pompa, furtunurile, fitingurile, distribuitoarele, cilindrii și celelalte componente trebuie să poată suporta presiunea de lucru a instalației.
În plus, pentru protejarea sistemului este utilizată, de regulă, o supapă de limitare a presiunii.
Să presupunem că aceasta este reglată la 200 bar.
Dacă cilindrul întâlnește o sarcină atât de mare încât presiunea ajunge la valoarea setată, supapa se deschide și permite debitului să fie deviat către rezervor.
Pompa poate continua să funcționeze, însă presiunea din instalație este limitată de reglajul supapei.
Prin urmare, faptul că pompa continuă să trimită ulei nu înseamnă că cilindrul va putea dezvolta o forță nelimitată.
Ce se întâmplă dacă sistemul lucrează mult timp pe supapa de presiune?
Dacă instalația este menținută o perioadă îndelungată cu supapa de limitare deschisă, o parte importantă din energia furnizată de pompă se transformă în căldură.
Temperatura uleiului poate începe să crească, iar supraîncălzirea poate avea efecte negative asupra întregului sistem.
Uleiul se poate degrada mai repede, garniturile pot fi afectate, iar durata de viață a pompei și a celorlalte componente hidraulice poate fi redusă.
Din acest motiv, funcționarea îndelungată în această situație trebuie evitată.
Debit, presiune și forță – care este diferența?
Relația dintre cele trei poate fi rezumată simplu:
Debitul influențează viteza.
Presiunea, împreună cu suprafața pistonului, determină forța.
Un debit mai mare nu înseamnă automat o forță mai mare, la fel cum o presiune mai mare nu trebuie obținută prin depășirea limitelor pentru care sistemul a fost proiectat.
Ce faci dacă cilindrul nu mai dezvoltă suficientă forță?
Dacă un cilindru hidraulic nu mai poate deplasa sau ridica sarcina necesară, soluția nu este modificarea imediată a reglajului supapei de presiune.
Trebuie identificată mai întâi cauza.
Problema poate avea legătură cu presiunea disponibilă în instalație, pierderi interne, uzura cilindrului, funcționarea pompei, reglajele sistemului sau alte componente ale circuitului.
Verificarea corectă a instalației poate ajuta la identificarea problemei fără a supune pompa, cilindrii, furtunurile sau celelalte componente unor presiuni pentru care nu au fost proiectate.
Concluzie
Da, o presiune mai mare poate însemna o forță mai mare, dacă suprafața pistonului rămâne aceeași. Însă presiunea trebuie să rămână întotdeauna în limitele stabilite pentru instalația respectivă.
Atunci când un sistem hidraulic nu dezvoltă forța necesară, este important să fie identificată cauza înainte de modificarea reglajelor.
HIDROstore – informații și soluții pentru alegerea și funcționarea corectă a componentelor hidraulice.
Articole similare
