سیستم های هیدرولیک از نظر نیرو چه می کنند؟

سیستم های هیدرولیک با انتقال فشار از طریق یک سیال محصور، نیروی مکانیکی را منتقل، ضرب می کنند و دقیقاً کنترل می کنند. عملکرد اصلی ساده است: نیروی کوچکی که به یک پیستون کوچک وارد می شود همان فشاری را ایجاد می کند که نیروی بزرگی که به یک پیستون بزرگ وارد می شود ، زیرا فشار در سراسر یک مایع محصور به طور مساوی توزیع می شود (قانون پاسکال). این فناوری هیدرولیک را به یکی از کارآمدترین راه‌حل‌های مکانیکی مهندسی شده تبدیل می‌کند که می‌تواند ده‌ها هزار کیلوگرم وزن را با تجهیزاتی که اپراتور با یک دست کنترل می‌کند، جابه‌جا کند. واحد برق هیدرولیک (HPU) در مرکز این فرآیند قرار دارد و به عنوان منبع سیال تحت فشاری عمل می کند که هر محرک در سیستم به آن وابسته است.

فیزیک پشت ضرب نیروی هیدرولیک

قانون پاسکال بیان می کند که فشار اعمال شده به یک سیال محصور بدون کاهش در همه جهات منتقل می شود. نتیجه ریاضی این است که نیروی خروجی مستقیماً با سطح پیستون مقیاس می شود. اگر اپراتور با 100 نیوتن بر روی پیستونی با سطح 1 سانتی متر مربع فشار آورد، فشار حاصل از 100 نیوتن بر سانتی متر مربع در سراسر سیال منتشر می شود. هنگامی که این فشار به یک سیلندر خروجی با صفحه 50 سانتی متر مربع می رسد، 5000 نیوتن - ضرب نیروی 50:1 بدون هیچ ورودی انرژی اضافی فراتر از آنچه قانون پاسکال می خواهد، تولید می کند.

این جادو یا منبع انرژی رایگان نیست. مبادله فاصله است: پیستون خروجی تنها 1/50م مسافتی را که پیستون ورودی طی می کند حرکت می کند. انرژی حفظ می شود. کاری که هیدرولیک به خوبی انجام می دهد، تغییر شکل نیرو و جابجایی به نسبتی است که یک کاربرد خاص نیاز دارد - چیزی که چرخ دنده های مکانیکی انجام می دهند اما با اتلاف اصطکاک و پیچیدگی ساختاری بسیار بیشتر.

در یک سیستم صنعتی واقعی، واحد برق هیدرولیک این فشار را به طور مداوم و بر حسب تقاضا ایجاد می کند. یک HPU معمولی یک مخزن (اغلب 50-500 لیتر)، یک پمپ موتوری، دریچه های کاهش فشار، فیلتراسیون و مدارهای خنک کننده را ترکیب می کند. پمپ انرژی مکانیکی چرخشی را به فشار سیال تبدیل می کند که معمولاً به این نتیجه می رسد فشار کاری بین 140 تا 350 بار بسته به کاربرد این فشار، پتانسیل مکانیکی ذخیره شده ای است که محرک ها هر جا که نیاز باشد، دوباره به نیروی خطی یا چرخشی تبدیل می کنند.

نیرو در مقابل فشار در مقابل جریان: مستقیم نگه داشتن مفاهیم

یک نقطه سردرگمی رایج رابطه بین فشار و جریان است. فشار (برحسب بار یا PSI اندازه گیری می شود) نیرویی را که یک سیلندر می تواند اعمال کند را تعیین می کند. سرعت جریان (بر حسب لیتر در دقیقه یا GPM اندازه گیری می شود) سرعت حرکت سیلندر را تعیین می کند. واحد برق هیدرولیک باید هر دو را در ترکیب صحیح تامین کند:

• فشار زیاد با جریان کم ← حرکت آهسته یک بار بسیار سنگین
• فشار کمتر با جریان زیاد ← حرکت سریع یک بار سبکتر
• فشار بالا با جریان بالا → حداکثر توان خروجی، نیاز به موتور و پمپ HPU بزرگتر

فرمول F = P × A (نیرو برابر فشار ضرب در مساحت سیلندر) بر هر محرک در مدار حاکم است. مهندسان از این معادله برای اندازه‌گیری سیلندرها، انتخاب رتبه‌بندی پمپ‌ها و تعیین آستانه‌های شیر تسکین در مرحله طراحی استفاده می‌کنند.

آنچه که واحد برق هیدرولیک در واقع برای اجبار انجام می دهد

واحد برق هیدرولیک صرفاً پمپی نیست که به مخزن پیچ شده است. نقش آن در مدیریت نیرو در سراسر یک سیستم فعال و مستمر است. یک HPU سه پارامتر مرتبط با نیرو را به طور همزمان تنظیم می کند: حداکثر فشار موجود (تنظیم شده توسط شیر اصلی)، فشار کاری تحویل شده به هر شاخه مدار (تنظیم شده توسط دریچه های کاهش دهنده فشار جداگانه)، و نرخی که می توان در آن نیرو اعمال کرد (با دریچه های کنترل جریان کنترل می شود).

تولید و کاهش فشار

هر واحد برق هیدرولیک حداقل یک شیر تسکین را با حداکثر فشار مجاز سیستم ترکیب می کند. هنگامی که یک محرک در برابر بار غیرقابل حرکت متوقف می شود، پمپ به ارائه جریان ادامه می دهد. بدون دریچه تسکین، فشار تا زمانی بالا می رود که چیزی به طور مکانیکی خراب شود. شیر تسکین جریان اضافی را به مخزن منحرف می کند ، بستن نیرو در سطح ایمن. در یک سیستم 200 باری که یک سیلندر با سوراخ 80 سانتی‌متر مربعی کار می‌کند، حداکثر نیروی خروجی تئوری 160000 نیوتن (تقریباً 16.3 تن متریک) است - و این سقف توسط تنظیمات کمکی HPU حفظ می‌شود، نه با مهار اپراتور.

مدولاسیون نیرو از طریق شیرهای متناسب

واحدهای برق هیدرولیک مدرن به طور فزاینده‌ای دریچه‌های تناسبی یا سروو را ادغام می‌کنند که امکان خروجی نیروی متغیر بین صفر و حداکثر سیستم را فراهم می‌کند. برخلاف شیرهای کنترل جهت روشن/خاموش، شیرهای تناسبی به یک سیگنال الکتریکی (معمولاً 0-10 ولت یا 4-20 میلی آمپر) پاسخ می دهند و قرقره خود را متناسب با آن سیگنال قرار می دهند. نتیجه این است که یک پرس می تواند 5000 نیوتن را در طول یک مرحله از چرخه اعمال کند و در مرحله پرس به آرامی به 80000 نیوتن رمپ کند - که همه توسط کنترل کننده الکترونیکی HPU بدون تنظیمات مکانیکی کنترل می شوند.

طراحی های حسگر بار HPU

یک واحد قدرت هیدرولیک حسگر بار به طور مداوم تقاضای فشار را در محرک اندازه گیری می کند و خروجی پمپ را مطابق با آن تنظیم می کند. HPU حسگر بار به جای ایجاد حداکثر فشار در هر زمان و تخلیه مازاد بر روی یک شیر تخلیه، تنها فشاری را که بار واقعی نیاز دارد به اضافه یک حاشیه کوچک (معمولاً 20 تا 30 بار بالاتر از فشار بار) ایجاد می کند. این رویکرد مصرف انرژی را 30 تا 50 درصد در مقایسه با سیستم های جابجایی ثابت کاهش می دهد در کاربردهای با بارهای متغیر - مزیت قابل توجهی در تجهیزات سیار، ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی و خطوط پرس خودکار.

انواع نیروها که سیستم های هیدرولیک مدیریت می کنند

سیستم های هیدرولیک چندین دسته نیرو مجزا را کنترل می کنند و درک هر یک توضیح می دهد که چرا این فناوری در چنین کاربردهای متنوعی ظاهر می شود - از ارابه فرود هوافضا تا تجهیزات برداشت کشاورزی.

هر دسته نیرو به یک واحد نیرو و مدار هیدرولیک با پیکربندی خاص نیاز دارد. یک کاربرد پیچ ​​و مهره که به نیروهای کششی نیاز دارد، به یک HPU فشار بالا (اغلب 700 تا 1000 بار برای کشنده های پیچ هیدرولیک) با نرخ جریان کم و کنترل فشار دقیق نیاز دارد. یک برنامه وینچ بزرگ، خروجی مداوم گشتاور بالا از یک موتور هیدرولیک که توسط یک HPU با جریان بالا تغذیه می شود، اولویت دارد. همان اصول فیزیکی اعمال می شود، اما انتخاب مؤلفه به طور اساسی متفاوت است.

سیلندرهای هیدرولیک چگونه فشار را به نیروی قابل استفاده تبدیل می کنند

سیلندر هیدرولیک رایج ترین محرک برای تبدیل فشار سیال به نیروی خطی است. از یک بشکه فولادی، یک پیستون و یک میله تشکیل شده است. روغن تحت فشار از واحد برق هیدرولیک وارد یک طرف پیستون می شود و نیروی خالصی ایجاد می کند که پیستون و میله را در جهت مخالف فشار می دهد. نیروی تولید شده مستقیماً از F = P × A پیروی می کند.

مسئله نیروی دیفرانسیل در سیلندرهای دو اثره

سیلندرهای دو اثر - آنهایی که از هر دو طرف فشار دریافت می کنند - نیروهای متفاوتی را در امتداد و پس کشیدن ایجاد می کنند. در گسترش، منطقه کامل سوراخ (به عنوان مثال، 100 سانتی متر مربع) در معرض فشار قرار می گیرد. در هنگام عقب نشینی، میله قسمتی از صفحه پیستون را اشغال می کند و ناحیه حلقوی کوچک تری باقی می گذارد (مثلاً 65 سانتی متر مربع اگر میله ناحیه مؤثر را 35٪ کاهش دهد). در 200 بار، نیروی گسترش 200000 نیوتن است. نیروی پسرفت فقط 130000 نیوتن از منبع فشار یکسان است. طراحان مدار باید این عدم تقارن را در نظر بگیرند هنگام تعیین خروجی HPU و ساختار مکانیکی اطراف سیلندر.

شیرهای ضد تعادل و مهار نیرو

هنگامی که یک سیلندر بار معلق را نگه می دارد - بوم جرثقیل برجسته، بدنه کامیون کمپرسی کج شده، صفحه پرس بلند شده - گرانش نیروی پیوسته ای اعمال می کند که مدار هیدرولیک باید در برابر آن مقاومت کند. شیرهای ضد تعادل، شیرهای برگشتی هستند که کمی بالاتر از فشار ناشی از بار قرار می گیرند. آنها از حرکت سیلندر جلوگیری می کنند مگر اینکه HPU به طور فعال به حرکت فرمان دهد. بدون آنها، خرابی شلنگ یا نقص دریچه باعث می شود بارها به صورت کنترل نشده سقوط کنند. بنابراین دریچه‌های ضد تعادل یک وسیله حیاتی برای ایمنی نیرو هستند، نه یک اصلاح اختیاری.

نیروی هیدرولیک در کاربردهای صنعتی در دنیای واقعی

شکاف بین هیدرولیک کتاب درسی و سیستم های مستقر واقعی اغلب به نحوه مدیریت نیرو در شرایط مختلف مربوط می شود. چندین صنعت وسعت آنچه را که دستکاری نیروی هیدرولیک در عمل به دست می آورد را نشان می دهد.

پرس های شکل دهی و مهر زنی فلز

یک پرس هیدرولیک بزرگ که برای کشش عمیق ورق فلز استفاده می شود ممکن است 5000 کیلو نیوتن نیروی فشاری اعمال کند - تقریباً 500 تن متریک. واحد برق هیدرولیک تامین کننده چنین پرس معمولاً در 250 تا 350 بار کار می کند و دارای باتری های هیدرولیک برای رسیدگی به نیازهای جریان اوج در طول کورس شکل دهی بدون بزرگ کردن موتور محرک است. آکومولاتورها مایع تحت فشار را بین ضربات ذخیره می کنند و زمانی که پرس حداکثر نیرو را در مدت زمان کوتاهی نیاز دارد، به سرعت آن را آزاد می کند. این به موتور HPU اجازه می دهد تا برای توان متوسط ​​به جای اوج قدرت اندازه گیری شود، که اغلب اندازه موتور را 40 تا 60 درصد در مقایسه با سیستم بدون آکومولاتور کاهش می دهد.

تجهیزات دریایی و زیر دریا

جلوگیری از فوران زیر دریا (BOPs) در چاه های نفت و گاز در اعماق جایی که امکان دسترسی مکانیکی وجود ندارد کار می کنند. واحد برق هیدرولیک آنها - که اغلب در این زمینه ماژول کنترل زیر دریا نامیده می شود - باید قوچ هایی را ببندد که سوراخ چاه را در برابر فشارهای بیش از 690 بار (10000 PSI) آب بندی می کنند. قوچ ها خود به نیروهای محرک در ده ها میلیون نیوتن نیاز دارند. اضافه کاری غیر قابل مذاکره است: هر HPU زیردریایی دارای چندین ذخیره کننده فشار مستقل است با انرژی ذخیره شده کافی برای راه اندازی BOP حداقل دو بار بدون هیچ منبع تغذیه سطحی، همانطور که توسط مقررات بین المللی کنترل چاه الزامی شده است.

تجهیزات ساخت و ساز سیار

یک بیل مکانیکی 50 تنی از پمپ هیدرولیک موتوری خود به عنوان یک واحد برق هیدرولیک متحرک استفاده می کند که مدارهای بوم، بازو، سطل و چرخش را به طور همزمان تغذیه می کند. فشار کاری معمولی بین 320 تا 380 بار است. سیلندر سطلی به تنهایی می تواند 350 تا 500 کیلو نیوتن نیروی برش ایجاد کند و به ماشین اجازه می دهد خاک های فشرده سنگ سخت را برش دهد. بیل‌های مدرن از کنترل‌های الکترونیکی سنجش بار استفاده می‌کنند که تقاضای فشار هر مدار را کنترل می‌کنند و جابجایی پمپ را متناسب با آن تنظیم می‌کنند، و موتور را نزدیک به اوج بازده خود نگه می‌دارند تا اینکه دریچه گاز را در مقابل بار بزرگ قرار دهد.

فعال سازی کنترل پرواز هوافضا

هواپیماهای تجاری از سیستم‌های هیدرولیک با فشار 207 بار (3000 PSI) استفاده می‌کنند - با برخی از سکوهای جدیدتر که تا 345 بار (5000 PSI) حرکت می‌کنند - برای حرکت سطوح کنترل پرواز در برابر بارهای آیرودینامیکی که می‌توانند با سرعت بالا به صدها کیلونیوتون برسند. پمپ های موتور محرک هواپیما به عنوان واحدهای نیروی هیدرولیک داخل هواپیما عمل می کنند که توسط پمپ های موتور الکتریکی و توربین های هوای رم برای پشتیبان گیری اضطراری تکمیل می شوند. نیرو در اینجا نه تنها باید زیاد باشد، بلکه باید دقیقاً متناسب با ورودی خلبان باشد، به همین دلیل است که محرک‌های الکتروهیدرواستاتیک (EHA) - واحدهای توان هیدرولیکی خودکفایی که در هر محرک ادغام شده‌اند - به طور فزاینده‌ای در هواپیماهای پرواز با سیم استفاده می‌شوند.

تلفات نیرو در سیستم های هیدرولیک و نحوه به حداقل رساندن آنها

هیچ سیستم هیدرولیکی 100% کارآمد نیست. تلفات نیرو و انرژی در چندین نقطه اتفاق می افتد و یک واحد برق هیدرولیک به خوبی مهندسی شده به هر منبع به طور سیستماتیک رسیدگی می کند.

تلفات اصطکاک ویسکوز در خطوط و شیرها

همانطور که روغن از طریق لوله ها، شیلنگ ها و مسیرهای سوپاپ جریان می یابد، اصطکاک چسبناک فشار را مصرف می کند. این افت فشار به این معنی است که محرک فشار کمتری نسبت به تولید HPU دریافت می کند. رابطه Hagen-Poiseuille نشان می‌دهد که افت فشار با قدرت چهارم سرعت در جریان آرام افزایش می‌یابد - به این معنی که دو برابر شدن قطر لوله (و در نتیجه کاهش سرعت جریان) مقاومت را با ضریب 16 کاهش می‌دهد. در عملکرد عادی

تلفات ناشی از نشت در سراسر آب بند و شیر

تمام سیلندرها و سوپاپ های هیدرولیک دارای نشتی داخلی هستند - روغنی که بدون انجام کار مفید از آب بند و فاصله قرقره عبور می کند. در یک سیلندر با مهر و موم فرسوده، نشت داخلی به پیستون اجازه می دهد تا تحت بار حرکت کند، و HPU باید به طور مداوم با تامین جریان اضافی فقط برای حفظ موقعیت، آن را جبران کند. نشت داخلی در یک سیلندر سالم معمولاً 1-5 میلی لیتر در دقیقه در فشار نامی است ; مهر و موم فرسوده می تواند این میزان را به صدها میلی لیتر در دقیقه افزایش دهد و باعث کاهش نیرو و گرمای بیش از حد HPU شود زیرا روغن منحرف شده انرژی جنبشی را بدون جابجایی بار به گرما تبدیل می کند.

تلفات حرارتی و تغییرات ویسکوزیته سیال

ویسکوزیته روغن هیدرولیک با افزایش دما کاهش می یابد. در دمای کارکرد صحیح (معمولاً 40 تا 60 درجه سانتیگراد)، روغن روغن کاری کافی و نشتی قابل کنترل را فراهم می کند. در دمای بالای 80 درجه سانتیگراد، ویسکوزیته به شدت کاهش می یابد، نشتی افزایش می یابد، تخریب مهر و موم تسریع می شود، و اکسیداسیون شروع به شکستن شیمیایی روغن می کند. مبدل حرارتی یک واحد برق هیدرولیک دمای سیال را در این باند قابل قبول حفظ می کند. HPU های صنعتی معمولاً به گونه ای اندازه می شوند که 25 تا 35٪ از توان ورودی را به عنوان گرما در عملکرد مداوم رد کنند - یادآور این است که بخش قابل توجهی از انرژی مکانیکی سرمایه گذاری شده برای تحت فشار قرار دادن سیال هرگز به عنوان نیروی مفید به محرک نمی رسد.

مقایسه نیروی هیدرولیک با فناوری های جایگزین

درک آنچه که سیستم های هیدرولیک با نیرو انجام می دهند در مقایسه با جایگزین های پنوماتیکی و الکترومکانیکی واضح تر می شود.

• سیستم های پنوماتیک در 6-10 بار در مقایسه با 140-700 بار برای هیدرولیک کار می کند. برای نیروی خروجی یکسان، یک سیلندر پنوماتیک باید بسیار بزرگتر باشد - معمولاً 20 تا 50 برابر مساحت سوراخ. پنوماتیک برای کارهای سبک، سریع و تکراری خوب عمل می کند اما نمی تواند به چگالی نیروی محرک های هیدرولیک نزدیک شود.
• محرک های خطی الکتریکی (بال اسکرو یا رول اسکرو رانده شده) می تواند نیروهای بالایی را با کنترل موقعیت دقیق به دست آورد، اما توسط محدودیت های حرارتی روی موتور محدود می شود. یک محرک توپ اسکرو که 500 کیلو نیوتن را به طور مداوم تولید می کند، به یک موتور و سیستم محرک چندین برابر بزرگتر و سنگین تر از یک سیلندر هیدرولیک معادل و HPU نیاز دارد. برای بارهای پیک متناوب، زمانی که انباشته‌کننده‌های HPU از مقایسه حذف می‌شوند، شکاف به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.
• محرک های الکترو هیدرولیک (EHA) هر دو فناوری را ترکیب کنید: یک موتور الکتریکی یک پمپ کوچک را که مستقیماً در بدنه محرک ادغام شده است را هدایت می کند و خطوط هیدرولیک مرکزی را حذف می کند. این واحدهای مستقل مزیت چگالی نیرو هیدرولیک را حفظ می کنند و در عین حال بهره وری انرژی را بهبود می بخشند و واحد برق هیدرولیک متمرکز را برای معماری های تحریک توزیع حذف می کنند.

نتیجه‌گیری از این مقایسه این است که ضرب نیروی هیدرولیکی در چگالی توان بی‌همتا باقی می‌ماند - نسبت نیروی خروجی به حجم و وزن سیستم. یک سیلندر هیدرولیک که ۱۰۰۰ کیلونیوتن تولید می کند ممکن است ۸۰ کیلوگرم وزن داشته باشد و ۰.۰۴ متر مکعب را اشغال کند. یک محرک الکترومکانیکی معادل چندین برابر وزن بیشتری دارد و فضای بسیار بیشتری را اشغال می کند.

انتخاب یک واحد برق هیدرولیک برای یک نیروی مورد نیاز

تعیین یک HPU برای نیاز نیروی شناخته شده از یک دنباله منطقی پیروی می کند. هر مرحله بر پایه مرحله قبلی استوار است و در اوایل محاسبات به تجهیزات بزرگ یا کم حجم تبدیل می شود.

1. حداکثر نیروی مورد نیاز را تعریف کنید در هر محرک، از جمله نیروهای دینامیکی، اصطکاک و عوامل ایمنی (معمولاً 1.25-1.5× بار محاسبه شده).
2. فشار عملیاتی را انتخاب کنید - فشار بالاتر سیلندرهای کوچک‌تری را امکان‌پذیر می‌کند، اما نیاز به مهر و موم، اتصالات و شیلنگ‌های قوی‌تری دارد. 200-250 بار نقطه تعادل صنعتی رایج است.
3. سوراخ سیلندر مورد نیاز را محاسبه کنید با استفاده از A = F ÷ P. برای 500 کیلو نیوتن در 250 بار: A = 500000 N ÷ 250 N/cm² = 2000 سانتی متر مربع، که قطر سوراخ تقریباً 504 میلی متر را می دهد.
4. دبی مورد نیاز را تعیین کنید بر اساس سرعت سیلندر مورد نظر: Q = A × v. برای یک سیلندر 2000 سانتی متر مربع که با سرعت 0.05 متر بر ثانیه گسترش می یابد: Q = 2000 سانتی متر مربع × 5 سانتی متر بر ثانیه = 10000 سانتی متر در ثانیه = 600 لیتر در دقیقه.
5. محاسبه قدرت موتور درایو : P = (Q × فشار) ÷ راندمان. در 600 لیتر در دقیقه و 250 بار با راندمان 85 درصد: P ≈ (600/60 × 10-3 m³/s × 25,000,000 Pa) ÷ 0.85 ≈ 294 kW.
6. اندازه مخزن - یک قاعده عمومی رایج 3-5× جریان پمپ در دقیقه است. برای یک پمپ 600 لیتر در دقیقه، مخزن 1800 تا 3000 لیتر خواهد بود.
7. نیازهای دفع گرما را ارزیابی کنید و کولری را مشخص کنید که بتواند 25 تا 35 درصد نیروی ورودی را به عنوان گرما در عملکرد مداوم اداره کند.

این رویکرد ساختاریافته تضمین می‌کند که واحد برق هیدرولیک دقیقاً نیروی مورد نیاز برنامه را - نه بیشتر و نه کمتر - در سطح کارایی و قابلیت اطمینان مورد نیاز محیط عملیاتی ارائه می‌کند. HPU های بزرگ انرژی و سرمایه را هدر می دهند. واحدهای کم اندازه گرم کار می کنند، شیرهای تسکین دهنده به طور مداوم چرخش می کنند و زودرس خراب می شوند.

اندازه گیری و نظارت نیرو در سیستم های هیدرولیک

از آنجایی که فشار مستقیماً با نیرو در یک مدار هیدرولیک متناسب است، فشار سیستم نظارت، داده‌های نیروی بلادرنگ را با هزینه کم ارائه می‌کند. یک مبدل فشار که در نزدیکی درگاه درپوش سیلندر نصب شده است، فشار وارد بر ناحیه کامل سوراخ را می خواند. ضرب در آن ناحیه نیروی اعمالی فعلی را به دست می دهد. پانل های کنترل مدرن HPU این اندازه گیری را به طور مداوم یکپارچه می کنند ، نمایش نیرو در واحدهای مهندسی و راه اندازی آلارم یا خاموش شدن در صورت تجاوز از محدودیت نیرو.

برای کاربردهایی که نیاز به دقت نیرو بیشتر دارند - تست بار، ماشین‌های تست مواد، دکل‌های تست سازه - لودسل‌های اختصاصی به صورت سری با میله سیلندر، اندازه‌گیری مستقیم نیرو را مستقل از تلفات اصطکاک در آب‌بند سیلندر یا یاتاقان‌های راهنما ارائه می‌دهند. سپس HPU بازخورد حلقه بسته را دریافت می کند و خروجی فشار را تنظیم می کند تا نیروی فرمان را در ± 0.5٪ یا بهتر نگه دارد، بسته به فناوری سوپاپ و تنظیم کنترلر.

سیستم‌های نظارت بر وضعیت در HPUهای صنعتی همچنین نیرو را به‌طور غیرمستقیم از طریق امضاهای ارتعاشی، روند دما و محاسبات بازده ردیابی می‌کنند. پمپی که 250 بار تولید می کند اما 20 درصد بیشتر از خط اصلی خود مصرف می کند، نشان دهنده سایش داخلی است که بازده حجمی را کاهش می دهد - به این معنی که جریان بیشتر و بیشتر در داخل به جای انجام کار دور می زند. تشخیص زودهنگام این روند از تخریب نمایی که منجر به خاموشی های برنامه ریزی نشده می شود، جلوگیری می کند.

ملاحظات ایمنی در کاربردهای هیدرولیک با نیروی بالا

همان ضرب نیرو که هیدرولیک ها را مفید می کند، آنها را در صورت آزاد شدن غیرقابل کنترل نیرو نیز خطرناک می کند. خرابی شیلنگ در یک سیستم 350 بار انرژی ذخیره شده را با سرعتی آزاد می کند که می تواند مایع را از طریق پوست در فواصل بیش از 15 سانتی متر تزریق کند - که باعث آسیب هایی می شود که از بیرون جزئی به نظر می رسند اما نیاز به مداخله جراحی فوری برای جلوگیری از قانقاریا و قطع عضو ناشی از آلودگی بافت عمیق دارند.

فراتر از خطرات تزریق، آزاد شدن نیروی کنترل نشده از سیلندر که بار سنگین را تحمل می کند، خطرات مکانیکی فاجعه باری را ایجاد می کند. هر واحد برق هیدرولیک که به یک برنامه نگهداری بار خدمت می کند باید شامل موارد زیر باشد:

• سوپاپ‌های ضد تعادل یا شیرهای بازرسی که از نظر فیزیکی تا حد امکان نزدیک به درگاه‌های سیلندر نصب شده‌اند.
• قفل های مکانیکی بار یا تکیه گاه های سازه ای برای نگهداری پایدار بدون نیروی هیدرولیک
• شیرهای کاهش فشار در دو طرف هر سیلندر برای جذب بارهای انبساط حرارتی یا ضربه
• مدارهای تخلیه فشار اضطراری که به طور ایمن فشار را به روشی کنترل شده در شرایط توقف E تخلیه می کنند
• مجموعه‌های شیلنگ دارای حداقل ضریب ایمنی 4:1 نسبت به فشار کاری، با رتبه‌بندی ترکیدگی بیش از 1400 بار در سیستم‌های 350 باری

ایمنی نیرو در هیدرولیک یک الزام طراحی است، نه یک گزینه مقاوم سازی. سیستم‌هایی که بر اساس اصول اولیه انتقال نیروی کنترل‌شده مهندسی شده‌اند - با واحد برق هیدرولیک به عنوان منبع تنظیم‌شده و شیرها، محرک‌ها و خطوط به‌عنوان مسیر کنترل‌شده به درستی مشخص شده‌اند - برای چندین دهه با خیال راحت عمل می‌کنند. سیستم هایی که ایمنی را در مقایسه با هزینه اولیه ثانویه تلقی می کنند، معمولاً به گونه ای شکست می خورند که به اپراتورها آسیب می رساند و تجهیزات را از بین می برد.