Сайт кафедры Э10 МГТУ им. Н.Э. Баумана - О специальности

Гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика

 Э10 МГТУ им Н Э Баумана

Очень часто молодые люди, выбирающие будущую профессию, обращают внимание прежде всего на модные названия и незаслуженно обходят стороной многие интереснейшие специальности, чьи названия, быть может, не на слуху, но востребованность которых проверена временем и не зависит от конъюнктуры.

Большинству людей знакомы слова "гидравлика", "гидромашины", "гидроприводы". Однако лишь специалисты представляют тот огромный мир техники, науки и технологии, который за ними скрывается. Что ответят выпускники школ, если попросить их объяснить эти слова? Наверное, кто-то скажет, что это как-то связано с водопроводом, другой – что это про всякие устройства, где есть масло под давлением и вокруг непременно масляная лужа, а третий - что это сплошные скучные формулы и чертежи. Кем же на самом деле Вы станете, закончив нашу кафедру, где сможете работать и какой эта работа может быть?

Круг задач, которые Вы сможете решать, чрезвычайно широк. Гидравлические машины и устройства, различные гидравлические и пневматические системы используются буквально повсюду. Это водоснабжение и водоотведение, добыча и транспорт нефти, строительство зданий, мостов, тоннелей и других сооружений, строительно-дорожная техника, станки, прессы и другое технологическое оборудование, автомобили, самолеты, ракеты, корабли, роботы, военная и другая специальная техника. Инженеру-гидравлику везде найдется интересная и достойно оплачиваемая работа.

Гидравлика – чрезвычайно наукоемкая область техники. Разнообразные насосы, гидродвигатели, другие гидравлические машины и устройства невозможно создать без знания механики жидкости и газа – одной из наиболее сложных научных дисциплин. При создании гидравлических приводов и устройств гидроавтоматики используют теорию автоматического управления, которая в середине двадцатого века произвела настоящую революцию в технике. Большинство современных гидравлических устройств и систем включают в себя электронные системы контроля и управления, построенные на основе различных контроллеров, алгоритмы функционирования, а часто и программы, для которых также создают инженеры-гидравлики. Ну а проектирование и исследование всех этих машин, устройств и систем современные инженеры ведут на компьютерах при помощи разнообразных пакетов автоматизации проектирования и научных исследований.

Как следует из названия специальности (профиля), наши студенты изучают гидромашины, гидроприводы, а также устройства гидро- и пневмоавтоматики. Гидромашины преобразуют механическую энергию в энергию потока жидкости (насосы), либо наоборот (гидродвигатели). Существует огромное количество видов гидромашин, и применяются они везде, где используются жидкости. Гидроприводы предназначены для приведения в движение различных механизмов самых разнообразных машин при помощи энергии потока жидкости. Благодаря комплексу уникальных свойств гидроприводы также используются очень широко. Средства гидро- и пневмоавтоматики позволяют создавать системы управления машинами и приводами порой вообще без использования электричества, что в ряде случаев делает их просто незаменимыми. На старших курсах наши студенты имеют возможность специализироваться на одном из этих разделов и изучать его более глубоко.

Наиболее распространенным видом гидромашин являются лопастные насосы. Их основное назначение – транспортировка различных жидкостей, причем масштаб может быть самым разным – от работы в магистральных нефтепроводах, протянувшихся на тысячи километров, до перекачки жидкости (например, смазки) в пределах одного узла какой-либо машины.

Примеры гидравлических машин

Другой широко известный вид гидромашин - это гидротурбины. Они преобразуют энергию потока жидкости (например, реки) в механическую энергию, которая с вала турбины может передаваться другим машинам, например электрогенераторам. Иногда лопастные насосы и турбины объединяют в одном агрегате. Например, турбонасосные агрегаты (правда, с газовыми турбинами) используют для подачи топлива к двигателям ракет. Гидромуфты обеспечивают "мягкое" соединение валов машин большой мощности, а гидротрансформаторы позволяют автомобилям с автоматическими коробками передач плавно трогаться с места и без рывков переключать передачи во время движения.

Примеры гидромашин

Еще одна разновидность гидромашин – объёмные гидромашины. Они, как правило, используются как преобразователи энергии в гидроприводах и гидропередачах. Это могут быть и насосы, и гидродвигатели. Объемные насосы способны развивать очень высокие давления. Например, в гидросистемах строительно-дорожных машин используют жидкость под давлением 350 атмосфер, а иногда и более. В строительной и аварийно-спасательной технике давление жидкости достигает 800 атмосфер. Существуют объемные насосы, способные создать давление воды до 10000 атмосфер. Струя воды, сформированная под таким давлением, режет даже твердые металлы. Объемные гидромашины широко используют также в самолетах и ракетах, на кораблях и подводных аппаратах, в мощных роботах, станках и гидропрессах.

Примеры объёмных гидромашин

Гидроприводы используют для того, чтобы при помощи энергии потока жидкости приводить в движение различные машины и механизмы. Например, с их помощью экскаваторы копают землю и перемещаются с места на место. Гидроприводы работают в тормозах, рулевом управлении и автоматических коробках передач автомобилей. С их помощью приводят в движение рули, элероны, элементы механизации крыла самолетов, обеспечивают выпуск и уборку шасси. Гидроприводы входят в состав систем управления ракетами, пушками, танками. Используют их и на мощных манипуляторах. В шахтах гидроприводы установлены на механизированных крепях. Их очень широко используют на подъемных кранах и другой строительно-дорожной технике. Гидроприводы обладают уникальной совокупностью качеств, делающей их очень распространенными, а порой незаменимыми: высокая удельная мощность, отличное быстродействие, способность работать в широком диапазоне внешних температур, механическая прочность, компактность, стойкость к агрессивной внешней среде, вибрациям, ударам… Список можно продолжать.

Примеры техники, в которой используются объёмные гидромашины

Гидравлика незаменима везде, где требуются большие усилия. В промышленности это различные гидропрессы, устройства для закрепления заготовок. В строительстве это мощные домкраты, с помощью которых можно поднимать целые мосты и даже перемещать их в собранном виде с одного берега реки на другой.

Примеры гидроприводов

В строительстве гидравлическая техника используется и для других целей. С помощью насосов подают воду для различных технологических целей. Бетононасосы с гидроприводом перекачивают жидкий бетон из миксеров в опалубку при возведении конструкций из монолитного железобетона. Специальные цементные растворы закачивают (инъектируют) в длинные каналы для упрочняющих стальных канатов, которые проходят по всей длине пролетов мостов и эстакад из железобетона.

Гидроприводы могут быть очень точными. Часто на больших станках их используют для перемещения заготовок и инструмента при механической обработке. Они же устанавливаются на роботах большой грузоподъемности.

Насосы, гидроприводы и различная гидроаппаратура очень широко используются в авиации. Лопастные насосы перекачивают топливо из баков к двигателям. На двигателях находятся насосы-регуляторы, подающие топливо под высоким давлением в камеры сгорания реактивных двигателей. Они же выполняют функции управления двигателями. Регулируемые насосы, приводимые в движение от валов турбин двигателей, снабжают рабочей жидкостью под давлением в сотни атмосфер множество приводов, которые приводят в движение практически все, что в самолете движется: рули высоты и направления, элероны, закрылки, предкрылки, интерцепторы, сервоприводы, обеспечивающие управление самолетом от автопилота. Шасси самолета также убираются и выпускаются при помощи гидроприводов. Если на самолете исправна гидросистема, то он может пилотироваться и совершить посадку даже при полном отсутствии электропитания на борту.

Еще одна область, где гидравлическая техника незаменима – это гидроинструмент. С помощью гидравлических инструментов можно легко гнуть толстые стальные трубы, разрезать арматуру, затягивать огромные гайки, гаечные ключи для которых человек вообще не смог бы поднять. Благодаря малому весу, габаритам, способности развивать огромные усилия гидравлические инструменты оказались незаменимыми при проведении различных аварийно-восстановительных и спасательных работ. При помощи гидравлических ножниц можно быстро разрезать кузов разбитого автомобиля и вызволить зажатого в нем человека. Гидравлические резаки и кусачки позволяют разбирать завалы из железобетонных конструкций после землетрясений и взрывов. Энергию эти инструменты получают от легких передвижных насосных станций.

Гидравлический инструмент

Гидросистемы, включающие гидромашины, гидроприводы, различную гидроаппаратуру используются очень широко в самых разных отраслях промышленности. Наши студенты легко находят работу по специальности уже на старших курсах. Выпускники работают на промышленных предприятиях, в НИИ и КБ самого разного профиля, в строительных организациях, на предприятиях, связанных с добычей и транспортировкой нефти и газа. Работа для инженеров-гидравликов находится и в торговых организациях. Многие зарубежные производители насосов и другого гидрооборудования занимаются продвижением своей продукции на нашем рынке. Им требуются продавцы-консультанты, инженеры по гарантийному и постгарантийному обслуживанию техники, а также конструкторы, способные спроектировать уникальные гидросистемы по заданию заказчика из комплектующих фирмы. Некоторые зарубежные фирмы организуют свои учебные центры, для работы в которых также привлекаются наши выпускники.

С 2011 г. МГТУ им. Н.Э. Баумана переходит на уровневую систему образования. Наша кафедра начинает подготовку бакалавров и магистров по профилю "Гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика" в рамках направления "Энергетическое машиностроение". Учебные планы составлены таким образом, чтобы наши бакалавры получали полноценное инженерное образование. Большинство студентов смогут продолжить обучение в магистратуре. Наиболее талантливые студенты после окончания магистратуры имеют возможность поступить в аспирантуру и вести собственную научную работу.