Bevezetés a mechatronikába - MEK

5.1.2. Az energiaátalakítók szerkezeti felépítése
Hidraulikus rendszerek
Az energiaátalakítók szerkezeti felépítése nagymértékben befolyásolja azok műszaki
jellemzőit. A követelményeket másként elégítik ki, és mivel olyan energiaátalakító
(EÁ) amely minden követelménynek egyértelműen eleget tenne nincs,
minden feladat megoldásakor ennek paraméteri függvényében kell kiválasztani az
EÁ-t.
Az energiaátalakítókat többféleképpen lehet osztályozni. Az egyik rendszer a
hajtott, illetve hajtó elemeknek a mozgása szerint csoportosítja ezeket. Így megkülönböztetünk:
forgómozgású, egyenes mozgású és ingamozgású
energiaátalakítókat. A munkatérfogatuk változtathatósága szempontjából pedig két
típusú EÁ-t különböztethetünk meg: változtatható és nem változtatható munkatérfogatú
energiaátalakítókat.
5.1.2.1. Forgómozgású energiaátalakítók
Fogaskerekes energiaátalakítók
Az egyik legelterjedtebb EÁ, melynek jellemzője, hogy munkaterét a kapcsolódó
fogaskerekek fogai és a fogárkai képezik. Ezen típuson belül megkülönböztethetünk
külső- és belső fogazatú EÁ-kat.
A szívó- és a nyomóteret a fogak választják el (a következő ábrákon fehér nyíl
jelzi az alacsony nyomású, míg fekete a magas nyomású folyadék haladási irányát).
Ennél az EÁ-nál (5.2. ábra) a folyadék a fogak (1), a csapágytömbök (2) és a szivattyúház
(3) közötti tér segítségével szállítható. Jelen esetben a felső fogaskerék az
órával ellentétes irányban forog. A hozamveszteség tehát az elemek közötti illesztésektől
függ. A kopás miatt idővel nő ez a veszteség, ezért az elfogadható munkafolyadék
szűrésének tartománya 25 μm körül van. Az említett veszteség csökkenthető,
ha tömített tárcsákat (4) használunk, melyeken keresztül a magas nyomás a csapágytömböket
rászorítja a fogaskerekek oldalára. Ezekkel az EÁ-kal 250 bar üzemi
nyomás biztosítható (tömített tárcsák nélkül csak 100 bar lehetséges), és a fordulatszám
pedig 200-4000 min -1 között változhat közepes zajszint mellett. A belső fogazatú
EÁ-t többnyire szivattyúként használják, és ezzel nagyobb üzemi nyomás biztosítható
nagyobb volumetrikus hatásfokkal. Mindkét energiaátalakító esetében egyenletesebb
(nem lüktető) hozamot lehet biztosítani, ha ferde fogazású fogaskerekeket
használunk. Abban az esetben, ha a fogak többszörösen rácsavarodnak a palástra,
csavarszivattyúról beszélünk. Ebben az esetben a folyadék haladási iránya a csavarok
tengelyével párhuzamos lesz. Mivel ennek a megoldásnak egyetlen előnye a
folyamatos térfogatáram, elterjedése nagyon korlátozott.
61