Гидропередача с дросселем на входе

Гидропередача с последовательным включением дросселя на входе (рис.1,а) допускает регулирование скорости гидродвигателя путем изменения проходного сечения дросселя только в том случае, когда направление действия нагрузки не совпадает с направлением движения выходного звена (на схеме - штока рабочего гидроцилиндра).

Действительно, если нагрузка направлена в ту же сторону, что и движение выходного звена, то при уменьшении подачи жидкости через дроссель поршень может перемещаться быстрее, чем будет заполняться полость гидроцилиндра. Произойдет разрыв потока в гидролинии за движущимся поршнем.

При этом методе дросселирования поршень перемещается под действием внешней нагрузки, которая будет преодолевать только силу трения поршня о гидроцилиндр и противодавление в сливной линии. Если внешней силой является вес опускающего груза, который может упасть, то подобную схему включения нельзя применять в грузоподъемных машинах.
Перепад давления на дросселе (без учета потерь в коммуникациях) в этой гидропередаче определяется из выражения

(1)

где - перепад давления на насосе;

-перепад давления на гидродвигателе.

При этом перепад давления на гидроцилиндре определяется из выражения:

, (2)

где R – усилие, развиваемое гидроцилиндром;

S_н - площадь поршня в нагнетательной полости;

- к.п.д. механический.

Следовательно перепад давлений на дросселе в гидропередаче с гидроцилиндром определяется равенством:

. (3)

Если в гидропередаче вместо гидроцилиндра имеется гидромотор, то равенство (3) следует записать в виде

(4)

где М – крутящий момент на валу гидромотора;

– рабочий объем гидромотора;

– к.п.д. механический .

Проанализируем эти способы регулирования. Дроссельное регу­лирование «на входе» (рис.2.123) обеспечивает цилиндру с двусторон­ним штоком одинаковые скорости движения поршня в обе стороны v = Q_др/S при постоянном давлении P_н на входе в аппарат, равным настройке предохранительного клапана, P_н = G_пр/S_кл. Зависимость скорости от открытия дросселя линейная. Если нагрузка на поршень в виде силы F переменна по величине, то это влияет на регулировочную характеристику. Это влияние носит нелинейный характер, причем с ростом нагрузки скорость движения уменьшается. Потребляемая насо­сом мощность N_потр при дроссельном регулировании постоянна и максимальна и равна N_потр = P_нQ_н, где Q_н - подача насоса.

Дроссельное регулирование «на выходе» имеет одинаковые регу­лируемые статические характеристики с дроссельным регулирование «на входе». Поэтому считается, что способы дроссельного регулирова­ния «на входе» и «на выходе» с точки зрения статики равнозначны. Од­нако с точки зрения динамики это не равнозначные способы. При регу­лировании «на выходе» работа двигателя происходит при постоянном подпоре в сливной полости двигателя (даже при отсутствии нагруз­ки F). Этот подпор повышает и давление в напорной области P_н, что в конечном счете увеличивает частоту собственных колебаний привода регулированием «на выходе» при прочих равных условиях по сравне­нию с регулированием «на входе». Особенно это выгодно в случае знакопеременной нагрузки F. Поэтому с точки зрения динамики способ дроссельного регулирования «на выходе» предпочтительнее. Однако потребляемая насосом мощность в этом случае несколько выше, чем при регулировании «на входе».

5.Гидроаппаратура: направляющая. Условные графические обозначения гидроаппаратуры и пневматических машин по функциональным признакам Наименование гидроаппаратуры и пневматического оборудования Обозначение гидроаппаратуры и пневматического оборудования Наименование гидроаппаратуры и пневматического оборудования Обозначение гидроаппаратуры и пневматического оборудования 1. Насос нерегулируемый: - с нереверсивным потоком 9. Поворотный гидродвигатель - с реверсивным потоком 10. Компрессор 2. Насос регулируемый: - с нереверсивным потоком 11. Пневмомотор нерегулируемый: - с нереверсивным потоком - с реверсивным потоком 3. Насос регулируемый с ручным управлением и одним направлением вращения - с реверсивным потоком 4. Насос, регулируемый по давлению, с одним нарправлением вращения, регулируемой пружиной и дренажом 12. Пневмомотор регулируемый: - с нереверсивным потоком 5. Насос - дозатор 6. насос многоотводный, например, трехотводный регулируемый насос с одним заглушенным отводом - с реверсивным потоком 7. Гидромотор нерегулируемый: - с нереверсивным потоком 13. Поворотный пневмодвигатедь - с реверсивным потоком 14. Насос - мотор нерегулируемый: - с однои и тем же напрвлением потока 8. Гидромотор регулируемый: - с нереверсивным потоком, с неопределенным механизмом управления, наружным дренажом, одним направлением вращения и двумя концами вала - с реверсивным направлением потока - с любым направлением потока 15. Насос - мотор регулируемый: - с одним и тем же направлением потока 20. Цилиндр дифференциальный (отношение площадей поршня со стороны штоковой и нештоковой полостей имеет первостепенное значение) - с реверсивным направлением потока 21. Цилиндр двухстороннего действия с подводом рабочей среды через шток: - с односторонним штоком - с любым нарправлением потока, с ручным управлением, наружныим дренажем и двумя направлениями вращений - с двухсторонним штоком 16. Насос - мотор регулируемый, с двумя направлениями вращения, пружинным центрированием нуля рабочего объема,наружным управлением и дренажом (сигнал n вызывает перемещение в направлении N1) 22. Цилиндр двухстороннего действия с постоянным торможением в конце хода: - со стороны поршня 17. Объемная гидропередача: - с нерегулируемыми насосом и мотором, с одним направлением потока и одним направлением вращения - с двух сторон - с регулируемым насосом, реверсивным потоком, с двумя направлениями вращения c изменяемой скоростью 23. Цилиндр двухстороннего действия с регулируемым торможением в конце хода: - со стороны поршня - с нерегулируемым насосом и одним направлением вращения 18. Цилиндр одностороннего действия: - поршневой без указания способа возврата штока, пневматический - с двух сторон и соотношением площадей 2:1. Примечание: при необходимости отношение кольцевой площади поршня к площади поршня (соотношение площадей) может быть дано над обозначением поршня. - поршневой с возвратом штока пружиной, пневматический 24. Цилиндр двухкамерный двухстороннего действия - поршневой с выдвижением штока пружиной, гидравлический 25. Цилиндр мембранный: - одностороннего действия - двухстороннего действия - плунжерный 26. Пневмогидравлический вытеснитель с разделителем: - поступательный - телескопический с односторонним выдвижением, пневматический - вращательный - телескопический с двухсторонним выдвижением 27. Поступательный преобразователь: - с одним видом рабочей среды - с двумя видами рабочей среды 19. Цилиндр двухстороннего действия: - с односторонним штоком, гидравлический (детальное, упрощенное) 28. Вращательный преобразователь: - с одним видом рабочей среды - с двухсторонним штоком, пневматический - с двумя видами рабочей среды - телескопический с односторонним выдвижением, гидравлический 29. Цилиндр с встроенными механическими замками - телескопический с двухсторонним выдвижением

Гидроаппаратом называется устройство, предназначенное для изменения или поддержания заданного постоянного давления или расхода рабочей жидкости, либо для изменения направления потока рабочей жидкости. Гидроаппаратура подразделяется на регулирующую и направляющую.

Регулирующая гидроаппаратура изменяет давление, расход и направление потока рабочей жидкости за счет частичного открытия рабочего проходного сечения.

^ Направляющая гидроаппаратура предназначена только для изменения направления потока рабочей жидкости путем полного открытия или закрытия рабочего проходного сечения.

Рабочее проходное сечение гидроаппаратов изменяется при изменении положения запорно-регулирующего элемента, входящего в их конструкцию.

По принципу действия запорно-регулирующего элемента:
- гидроклапаны;
- гидроаппаратура неклапанного действия (дроссели).

В зависимости от конструкции запорно-регулирующего элемента гидроаппараты подразделяют на:
- золотниковые;
- крановые;
- клапанные.

По внешнему воздействию на запорно-регулирующий элемент:
- регулируемые;
- настраиваемые.

Гидроклапаном называется гидроаппарат, в котором величина открытия рабочего проходного сечения изменяется от воздействия проходящего через него потока рабочей жидкости.

По характеру воздействия на запорно-регулирующий элемент гидроклапаны могут быть прямого и непрямого действия. В гидроклапанах прямого действиявеличина открытия рабочего проходного сечения изменяется в результате непосредственного воздействия потока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент. В гидроклапанах непрямого действия поток сначала воздействует на вспомогательный запорно-регулирующий элемент, перемещение которого вызывает изменение положения основного запорно-регулирующего элемента.

^ Гидроаппаратом неклапанного действия называется гидроаппарат, в котором величина открытия рабочего проходного сечения не зависит от воздействия потока проходящей через него рабочей жидкости. Такие гидроаппараты иначе называют дросселями. С точки зрения положений гидравлики дроссель представляет собой активное гидравлическое сопротивление.

3.Объемный способ регулирования гидропривода:

А) регулируемый насос;

Б)регулируемый привод;

Объемным называется гидропривод, в котором используются объемные гидромашины.

Каждый гидропривод, как правило, включает в себя:

- энергопреобразователи (насосы, гидродвигатели, гидроаккумуляторы), соответственно предназначенные для преобразования механической энергии в энергию потока рабочей жидкости и обратно, а также для ее накопления в виде либо потенциальной энергии груза, либо упругодеформируемого тела, либо сжатого газа;

- гидросеть (рабочая жидкость, гидролинии, элементы их соединения), осуществляющая передачу энергии потока рабочей жидкости от ее источника к потребителям;

- гидроаппараты (дроссели, клапаны, распределители), предназначенные для регулирования параметров потока рабочей жидкости (давления, расхода, направления течения) и, за счет этого, обеспечивающие управление характером движения выходного звена гидропривода.

При дроссельном способе регулирования рабочая жидкость от насоса всегда направляется по двум ветвям (параллельным трубопроводам). Одна ветвь включает в себя гидродвигатель и энергия жидкости, поступающая по этой ветви, преобразуется в механическую работу на выходном звене гидродвигателя. По другой ветви жидкость сливается в бак, энергия этой жидкости теряется, не совершая полезной работы. Принцип дроссельного регулирования заключается в перераспределении жидкости между этими потоками за счет изменения величины проходного сечения регулируемого гидродросселя.

В зависимости от места установки регулируемого гидродросселя гидроприводы с дроссельным регулированием делятся на:

- гидроприводы с параллельным включением дросселя - гидродроссель устанавливается в гидролинию параллельно гидродвигателю (рис. 1);

- гидропривод с последовательным включением дросселя - гидродроссель устанавливается в гидролинию последовательно с гидродвигателем (рис. 2).

В гидроприводах с объемным регулированием бесступенчатое изменение скорости движения поршня осуществляется за счет изменения подачи насоса или с помощью регулируемых гидромоторов, в качестве которых используют роторно-поршневые и пластинчатые гидромашины. При постоянной нагрузке на штоке мощность насоса и скорость поршня пропорциональны подаче насоса. При малых скоростях движения поршня, т.е. в том случае, когда насос отрегулирован на малую подачу, величина утечек масла соизмерима с расходом жидкости через гидроцилиндр. Это приводит к существенным колебаниям скорости при изменении нагрузки и ограничивает возможность объемного регулирования при малых скоростях движения поршня. Однако, гидрорпиводы с объемным регулированием имеют преимущество, заключающееся в том, что насос переменной подачи дает возможность осуществлять непрерывное изменение скорости рабочего органа без потерь энергии, связанных с перепуском рабочей жидкости, находящейся под давлением, на слив.

Рассмотрение процесса регулирования проводят с помощью безразмерного параметра регулирования гидромашины е, равного отношению текущего значения рабочего объема q¢ к его максимальному значению q, т.е.

.

Регулирование изменением рабочего объема насоса заключается в плавном изменении скорости движения выходного звена гидродвигателя путем изменения безразмерного параметра регулирования насоса е_н.

При закрытом предохранительном клапане скорость выходного звена гидродвигателя определяется размерами машин, их объемными КПД и изменяется пропорционально параметру регулированияе_н, т.е.

для гидропривода поступательного движения

;

для гидропривода вращательного движения

,

где - объемный КПД гидропривода, который является линейно убывающей функцией давления в системе (нагрузки на выходном валу). Кроме того объемный КПД несколько уменьшается с уменьшением параметра регулирования из-за незначительного изменения утечек жидкости в насосе в процессе регулирования, что приводит к неодинаковому их влиянию на различных режимах работы.

Нагрузочные характеристики гидропривода, т.е. зависимости скорости выходного звена от нагрузки (V_п=f(F) для поступательного движения поршня гидроцилиндра, илиn_г=f(M_г) для вращательного движения вала гидромотора) имеют вид, представленный на рис. 4.5.

При некотором предельном значении нагрузки (максимальном давлении в системе) срабатывает предохранительный клапан или автомат изменения рабочего объема насоса и скорость выходного звена круто уменьшается до нуля (ветвь ВС), т.к. происходит торможение гидродвигателя под нагрузкой.

Снижение скорости выходного звена, обусловленное нагрузкой, называют просадкой. При использовании гидромотора полная просадка гидропривода (при закрытом предохранительном клапане) равна отношению частот вращения при предельной и нулевой нагрузках и составляет

.

На эту величину при высоких давлениях ощутимо влияет сжимаемость жидкости.

Реверс гидродвигателя, т.е. изменение направления движения выходного звена гидропривода при регулируемом насосе, можно осуществлять двумя способами: с помощью гидрораспределителей или изменением направления подачи, что возможно лишь в гидроприводах с замкнутой циркуляцией жидкости. Во втором случае при переходе через нулевой рабочий объем приходится проходить зону нечувствительности, на границах которой гидромотор останавливается, так как вся подача идет на компенсацию утечек жидкости. Внутри этой зоны насос не способен компенсировать утечки. Поэтому вместе с частотой вращения гидромотора давление в гидроприводе постепенно уменьшается до нуля. Зависимость частоты вращения гидромотора n_г от параметра е_н при р=0 (линия а) и при р=const (кривые b), а также зона нечувствительностис представлены на рис.4.6.

Для гидроприводов вращательного движения встречаются способы регулирования гидропривода изменением рабочего объема гидромотора, а также совместное изменение рабочих объемов насоса и гидромотора с целью расширения диапазона регулирования.

Выбор способа регулирования определяется многими факторами, а именно, мощностью, давлением, характером изменения полезной нагрузки и др. Объемное регулирование применяется в тех случаях, когда требуется большое усилие на штоке и при пуске под нагрузкой.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: