そびえ立つクレーンの建物から明日の高層ビルから、命を救う医療機器を製造する正確なロボットアームズまで、油圧パワーユニット（HPU）は私たちの現代世界を動かしている名も伸びるヒーローです。これらの驚くべき機械は、単純な機械的エネルギーを止められない油圧力に変換し、不可能を可能にします。
油圧パワーユニット、HPUシステム、または油圧ポンプステーションとしても知られる油圧ステーションは、単なる産業用具以上のものです。それは、数え切れないほどの産業の中心であり、人間が山を動かすことを可能にする力の乗数、そして私たちの未来を形作る精度のツールです。
この包括的なガイドでは、これらのエンジニアリングの驚異の背後にある秘密を解き放ちます。あなたが意欲的なエンジニアであれ、好奇心が強い学生であろうと、知識を深めようとしている専門家であろうと、油圧ステーションがどのように産業に革命をもたらし、数十年前に不可能に思われる可能性を生み出しているかを発見しようとしています。
油圧ステーションは、油圧機器を操作するために高圧下で流体（通常は油）をポンピングする完全な電力システムです。それは強力なウォーターポンプを持っているようなものですが、庭用の水を汲み上げる代わりに、特別なオイルをポンピングして重機に電力を供給します。
油圧ステーションには、一緒に動作するいくつかの重要な部品が含まれています。
- 圧力を発生させるポンプ
- ポンプを実行するモーター
- 油圧液を保管するタンク
- 流れと圧力を制御するバルブ
- 液体をきれいに保つためのフィルター
油圧ポンプステーションは、非常に並外れたもの - 非常にコンパクトなパッケージで、非常に並外れたパワーを提供しているため、現代の産業のいたるところにあります。これらのHPUシステムが私たちの働き方に革命をもたらしている理由は次のとおりです。
- 高出力：小さな油圧ステーションは、車を持ち上げたり、大量の材料を動かしたりするのに十分な力を生成できます。
- 正確な制御：オペレーターは、驚くべき精度で速度と力を制御できます。繊細な操作に最適です。
- 信頼性：よく維持されている油圧ステーションは、大きな問題なく何年も走ることがあります。
- 汎用性：1つの油圧ステーションは、複数の機器を同時に電力供給できます。
すべての油圧システムは、1600年代にフランスの科学者ブレイズパスカルによって発見されたパスカルの法律のために機能します。この法律では、閉じ込められた流体に圧力をかけると（閉じたシステムの油など）、その圧力はすべての方向に等しく散布されると述べています。
理解する簡単な方法は次のとおりです。水風船があると想像してください。一部を絞ると、圧力はバルーンの内側に均等に行きます。油圧システムは、この原則を使用して電力を伝達します。
本当の魔法は、油圧システムが力を増やすと起こります。方法は次のとおりです。
2つの接続されたシリンダー（1つが小さく、1つは大きい」がある場合、小さなシリンダーが小さなシリンダーを押し下げた場合、大きなものはより多くの力で押し上げられます。トレードオフは、大きなシリンダーがより短い距離を移動することです。
例：大きなシリンダーの表面積が小さなシリンダーよりも10倍多くある場合、10倍の力が発生します。しかし、それは1/10の距離のみを移動します。
これが、油圧ジャックが小さなハンドポンプで重い車を持ち上げることができる理由です！
油圧システムで使用される流体は、液体だけではありません。特別な特性があります：
- 非圧縮性：空気（簡単に圧縮する）とは異なり、油圧オイルはあまり圧縮されません。これは、作成するすべてのプレッシャーが直接転送されて作業を行うことを意味します。
- 潤滑剤：液体はまた、すべての可動部分を潤滑し、摩耗や裂傷を減らします。
- 熱伝達：熱いコンポーネントから熱を運ぶのに役立ちます。
- 安定した：優れた油圧液は、圧力や熱の下で簡単に壊れません。
油圧ポンプ
ポンプは、あらゆる油圧ステーションの中心です。タンクから油圧液を吸い込み、高圧下で押し出します。主なタイプは3つあります。
- ギアポンプ：シンプルで信頼性が高く、手頃な価格。基本的なアプリケーションに適しています。
- ベーンポンプ：より静かで効率的です。中型アプリケーションで使用されます。
- ピストンポンプ：最も強力で正確です。頑丈で高圧作業に使用されます。
電気モーターまたはエンジン
これにより、ポンプを実行する機械的な力が提供されます。ほとんどの油圧ステーションは、電気モーターを使用しています。
- 制御しやすい
- クリーン（排気なし）
- 信頼性のある
- 多くのサイズがあります
携帯用ユニットまたは屋外作業の場合、ガソリンまたはディーゼルエンジンが一般的です。
油圧タンク（貯水池）
タンクは油圧液を保管し、いくつかの目的を果たします。
- ポンプに液体供給を提供します
- 気泡が液体から分離できるようにします
- 液体を冷却するのに役立ちます
- 汚染物質が落ち着くようにしましょう
タンクのサイズは通常、ポンプの流量の2〜3倍に等しくなります。
圧力リリーフバルブ
これは重要な安全コンポーネントです。圧力が高くなりすぎると、このバルブは自動的に開き、システムの損傷を防ぎます。圧力鍋の安全バルブのようなものです。
方向制御バルブ
これらのバルブは、油圧流体が流れる場所を制御します。彼らはできます：
- 流体を送り、シリンダーを伸ばします
- シリンダーを引き込むための逆流量
- ポジションを保持するためにフローを停止します
- システムのさまざまな部分への直接流れ
フロー制御バルブ
これらは、油圧アクチュエーターの速度を制御する液体流量がどれだけ速く流れるかを調節します。より多くの流れは、より速い動きを意味します。
フィルター
油圧システムには、きれいな液体が不可欠です。フィルター削除：
- 汚れと破片
- 摩耗からの金属粒子
- 水汚染
- 化学崩壊製品
圧力計
これらは一目でシステムの圧力を示します。オペレーターはそれらを使用します：
- 通常の操作を監視します
- 問題を早期に検出します
- システムのパフォーマンスを調整します
温度センサー
油圧液は操作中に熱くなります。温度センサーは、過熱を防ぐのに役立ちます。
- 冷却システムのトリガー
- 問題の警告オペレーター
- 必要に応じて自動的にシャットダウンします
電子コントローラー
現代の油圧ステーションには、多くの場合、次のようなコンピューター制御が含まれます。
- パフォーマンスを自動的に最適化します
- リモート監視を提供します
- ログ動作データ
- 予測的なメンテナンスを有効にします
油圧ステーションがどのように機能するかを理解することは、その完全な旅を通して液体に従うときに簡単になります。
ステップ1：流体摂取
油圧ポンプは、吸引ストレーナーを介してタンクから液体を引き込む吸引を作成します。このストレーナーは、ポンプを損傷する可能性のある大きな粒子を捕まえます。
ステップ2：加圧
ポンプは液体を圧縮し、高圧でシステムに押し込みます。圧力は、光の場合は500 psiの範囲で、頑丈なアプリケーションでは最大10,000 psi以上です。
ステップ3：フロー制御
加圧された液体は、必要な場所に指示するコントロールバルブを通過します。これらのバルブは、油圧液のトラフィックコントローラーのように機能します。
ステップ4：作業パフォーマンス
加圧された液体は、油圧アクチュエーター（シリンダーまたはモーター）に到達し、油圧エネルギーが機械的エネルギーに戻り、有用な作業を行います。
ステップ5：フローを返します
仕事をした後、液体は返品フィルターを介してタンクに戻ります。これらのフィルターは、作業サイクル中にピックアップされた汚染をキャッチします。
ステップ6：コンディショニング
タンクに戻ると、液体：
- 冷やします
- 閉じ込められた気泡を放出します
- 粒子が落ち着くことができます
- 次のサイクルの準備をします
オープンループシステム
オープンシステムでは、流体は使用後にタンクに直接戻ります。利点は次のとおりです。
- より良い冷却
- よりシンプルなデザイン
- 低コスト
- メンテナンスが簡単です
クローズドループシステム
閉じたシステムでは、液体はポンプとアクチュエーターの間で直接循環します。利点は次のとおりです。
- もっとコンパクト
- より良い効率
- 液体が少ない
- より速い応答
固定変位システム
これらのポンプは、回転するたびに同じ量の液体を移動します。彼らは：
- シンプルで信頼性
- 低コスト
- 一定の速度アプリケーションに適しています
- 安全のために圧力緩和バルブが必要です
可変変位システム
これらのポンプは、出力量を変更できます。彼らは申し出ます：
- より良いエネルギー効率
- 自動圧力制御
- 可変速度操作
- より複雑ですが、より汎用性があります
電気油圧ステーション
- 工場やワークショップで最も一般的です
- 正確な速度制御
- クリーン操作（排気なし）
- 簡単に自動化できます
- 電源が必要です
エンジン駆動型の油圧ステーション
- ガソリンまたはディーゼルエンジンを使用します
- ポータブルで独立しています
- 屋外/リモート作業に適しています
- より多くのメンテナンスが必要です
- 排気とノイズを生成します
固定油圧ステーション
- 永続的にインストールされています
- より大きく、より強力
- 複数のマシンを提供できます
- より良い冷却システム
- 運用コストの削減
ポータブル油圧ステーション
- 手で動いたり運んだりします
- 自己完結型ユニット
- フィールドサービスに最適です
- サイズと重量によって制限されます
- 馬力あたりのコストが高くなります
低圧（1,000 psi未満）
- 基本的なアプリケーションに使用されます
- 低コストコンポーネント
- よりシンプルなメンテナンス
- 初心者に適しています
中圧（1,000〜3,000 psi）
- 最も一般的な範囲
- パワーとコストの良いバランス
- 多種多様なアプリケーション
- 標準的な産業用途
高圧（3,000 psiを超える）
- 最小スペースの最大電力
- 高価なコンポーネント
- 専門家のメンテナンスが必要です
- 頑丈な作業に使用されます
油圧ステーション電源無数の建設機：
掘削機
油圧ステーションは、ブーム、アーム、バケツ、トラックを制御します。単一の掘削機には、さまざまな機能用の複数の油圧回路がある場合があります。
ブルドーザー
ブレードリフティング、釣り、およびトラックドライブシステムはすべて、油圧パワーを使用しています。
クレーン
油圧ステーションは、重い負荷を持ち上げて配置するための滑らかで正確な制御を提供します。
コンクリートポンプ
高圧油圧システムは、長いホースを通って正確な場所にコンクリートを押します。
工作機械
油圧ステーションパワー：
- ベンディングメタルのブレーキを押します
- 部品を形成するための油圧プレス
- 射出成形機
- 金属切断装置
マテリアルハンドリング
- Forkliftsは、持ち上げと傾斜に油圧ステーションを使用します
- コンベアシステムは、ポジショニングに油圧を使用します
- ロボットシステムは、油圧アクチュエーターに依存しています
トラクター
近代的なトラクターは、次のように油圧パワーを使用しています。
- 3点ヒッチシステム
- パワーステアリング
- コントロールを実装します
- フロントエンドローダー
収穫機器：組み合わせ、ベーラー、およびその他の農業機械は、作物の加工と取り扱いに油圧を使用しています。
車両リフト
すべての自動車修理店は、油圧ステーションを搭載した油圧リフトに依存します。
ゴミトラック
油圧システムは、持ち上げおよび圧縮メカニズムに動力を供給します。
ダンプトラック
油圧ステーションは、荷降ろしのためにトラックベッドを上げて下げます。
船舶機器
油圧ステーションパワー：
- ステアリングシステム
- デッキクレーン
- アンカーウィンドラス
- 貨物処理装置
オフショアプラットフォーム：石油掘削装置は、掘削やパイプの取り扱いに大規模な油圧システムを使用しています。
航空機システム
油圧パワーが動作します：
- 着陸装置
- 飛行制御表面
- 貨物ドア
- ブレーキシステム
油圧システムの信頼性により、飛行の安全性に不可欠です。
流量
毎分ガロン（gpm）または1分あたりのリットル（LPM）で測定され、流量はアクチュエーターの動き速度を決定します。より高い流れはより速い動作を意味しますが、より大きなポンプとより多くの電力が必要です。
動作圧力
平方インチあたりのポンド（PSI）またはバーで測定された圧力により、システムが生成できる力が決まります。より高い圧力はより多くの力を意味しますが、より強力なコンポーネントが必要です。
電力要件
油圧パワー（HP）は次のように計算できます。HP =（フロー×圧力）÷1714
これにより、モーターがポンプを駆動するのに必要なサイズに役立ちます。
効率
通常、システムの総効率は70〜85％の範囲で、次の範囲に依存します。
- ポンプ効率（85-95％）
- モーター効率（90-95％）
- システム損失（バルブ、フィルター、線）
高電力と重量の比率
油圧システムは、他のほとんどの電源よりも1ポンドあたりの電力を生成します。これにより、体重が重要なモバイル機器に最適です。
正確な制御
オペレーターは、特別な精度で力、速度、および位置を制御できます。この精度により、水力発電は繊細な操作に最適です。
線形運動
油圧シリンダーは、複雑な機械的連鎖なしで滑らかで直線的な動きを提供します。
即時可逆性
クラッチやギアを必要とする機械システムとは異なり、方向は停止せずに即座に変更できます。
