Материал: Гидроприводы. Основные понятия и определения
Частотой вращения вала гидромотора управляют, изменяя рабочий объем насоса, а направление вращения вала гидромотора изменяют в результате реверсирования потока рабочей жидкости, создаваемого насосом.
Нa рис. 6, б приведены характеристики такого гидропривода с учетом следующих условий: nн = const; Vом = const и Δрм = const.
Основные параметры гидропривода определяют по следующим формулам
пм = пн Vон / Vом; Nн = Nм =
=
Qн Δрм ≠ const; 
= const, (9)
где Nн и Nм - мощность насоса и гидромотора.
Следовательно, частота вращения вала гидромотора и его мощность изменяются в рассматриваемом гидроприводе прямо пропорционально рабочему объему насоса, а вращающий момент гидромотора (без учета потерь) является постоянным.
Гидропривод с регулируемым гидромотором и нерегулируемым насосом (см.рисунок 6 в) применяют значительно реже по сравнению с гидроприводами, которые имеют регулируемые насосы. На рис. 6, г приведены характеристики такого гидропривода с учетом следующих условий: nн = const; Vон = const; Δрм = const.
Основные
параметры гидропривода определяют по формулам
пм = пн Vон / Vом; Nм = Qн Δрм = const;
≠ const.
(10)
Частота вращения вала гидромотора изменяется в рассматриваемом гидроприводе обратно пропорционально его рабочему объему.
Основным
недостатком гидроприводов и объемных гидропередач с машинным управлением является
сложность системы автоматического управления рабочими объемами регулируемых
насосов и гидромоторов. Для перемещения элементов регулирования насосов и
гидромоторов требуются значительные усилия, которые создаются с помощью двух
каскадных электрогидравлических механизмов управления, имеющих низкий
КПД.
. Гидроприводы с машинно-дрюссельным управлением
Гидроприводом с машинно-дроссельным управлением называется гидропривод, в котором управление параметрами движения выходного звена осуществляется регулирующим гидроаппаратом и объемной гидромашиной (чаще всего - регулируемым насосом).
На рис. 7,а показана гидравлическая принципиальная схема гидропривода поступательного движения с разомкнутым потоком с машинно-дроссельным управлением (с регулируемым насосом Н, имеющим регулятор подачи с обратной связью по давлению).
Скорость штока гидроцилиндра Ц изменяют с помощью дросселирующего распределителя РДР с управлением от электромагнитов, аналогично гидроприводу с дроссельным управлением. Однако в рассматриваемом гидроприводе при уменьшении расхода рабочей жидкости через распределитель РДР автоматически уменьшается подача регулируемого насоса Н. Пневмо-гидроаккумулятор АК, подключенный в напорную линию, предназначен для питания гидропривода в начале перемещения золотника распределителя РДР из исходной позиции, когда подача насоса еще невелика.
На рис. 7,б показана принципиальная схема аксиально-поршневого насоса с регулятором подачи. Чувствительным элементом регулятора является пружина 5 гидроцилиндра 6 одностороннего действия. Шток цилиндра шарнирно соединен с наклонным диском 4 насоса 8, а поршневая полость цилиндра подключена через дроссель 6 к напорной линии. Насос имеет упор 9, который ограничивает угол наклона β диска.
Рисунок 7 - Гидропривод с машинно-дроссельным управлением: а -
гидравлическая принципиальная схема; б - схема регулятора подачи насоса
. Области применения
Объёмный гидропривод применяется в горных и строительно-дорожных машинах. В настоящее время более 50% общего парка мобильных строительно-дорожных машин ( бульдозеров,эскаваторов и др.) является гидрофицированной. Это существенно отличается от ситуации 30-х - 40-х годов 20-го века, когда в этой области применялись в основном механические передачи.
Широкое распространение получил гидропривод в авиации. Насыщенность современных самолётов системами гидропривода такова, что общая длина трубопроводов современного пассажирского авиалайнера может достигать нескольких километров.
В автомобильной промышленности самое широкое
применение нашли гидроусилители руля, существенно повышающие удобство
управления автомобилем. Эти устройства являются разновидностью следящих
гидроприводов. Гидроусилители применяют и во многих других областях техники
(авиации, тракторостроении, промышленном оборудовании и др.). целом, границы
области применения гидропривода определяются его преимуществами и недостатками.
В табл. 2 приведены области применения гидроусилителей.[5]
Области применения гидроусилителей
Таблица 3
|
Отрасли |
Оборудование |
|
Станкостроение |
Металлообрабатывающие станки, прессовое оборудование, пресс-автоматы для пластмасс |
|
Лесная отрасль |
Валочно-пакетирующие машины, погрузчики-штабелеры, машины сучкорезные, установки раскряжевочные, валочно-трелевочные машины, лесоповалочные машины. |
|
Нефте- и газодобывающая отрасль |
Машины для ремонта скважин, лебедки, трубоукладчики, гидроключи, гидроманипуляторы |
|
Строительно-дорожная и подъемно-транспортная техника |
Автокраны, автогрейдеры, автогидроподъемники, бульдозеры, асфальтоукладчики, бетоноукладчики, катки, экскаваторы, погрузчики, косилки роторные дорожные, подъемники. |
|
Судостроение |
Приводы судовых механизмов, механизмы подъема якорей, катера, гидроманипуляторы, лебедки гидравлические |
|
Инженерная техника |
Машины для наведения мостов, бензозаправщики, траншеекопатели, колесные тягачи, вездеходы автокраны. |
|
Металлургия |
Прокатные станы, литьевые машины, установки для транспортировки ленты, прессы гидравлические правильные; |
|
Горнодобывающие отрасли |
Скреперы, карьерные экскаваторы, карьерные самосвалы, угольные комбайны, солевые комбайны, бульдозеры, автогидроподъемники, фронтальные погрузчики, путеремонтные машины, автогрейдеры |
|
Железно-дорожный транспорт |
Рельсоукладчики, балластоукладчики, щебнеочистительные машины, выправочно-подбивочные машины, погрузчики, трелевочные трактора, гидравлические краны на ж/д ходу, путеремонтные машины, краново-бурильные машины |
|
Коммунальное хозяйство |
Снегоуборочные машины, мусоровозы, пожарные машины, пескоразбрасыватели, уборочные машины. |
|
Аэродромная техника |
Аэродромно-уборочные машины, погрузчики, подъемники, снегоуборочные машины, заправщики, лестницы. |
. Перспективы развития
Перспективы развития гидропривода во многом связаны с развитием электроники. Так, совершенствование электронных систем позволяет упростить управление движением выходных звеньев гидропривода. В частности, в последние 10-15 лет стали появляться бульдозеры, управление которыми устроено по принципу джойстика.
С развитием электроники и вычислительных средств связан прогресс в области диагностирования гидропривода. Процесс диагностирования некоторых современных машин простыми словами может быть описан следующим образом. Специалист подключает переносной компьютер к специальному разъёму на машине. Через этот разъём в компьютер поступает информация о значениях диагностических параметров от множества датчиков, встроенных в гидросистему. Программа или специалист анализирует полученные данные и выдаёт заключение о техническом состоянии машины, наличии или отсутствии неисправностей и их локализации. По такой схеме осуществляется диагностирование, например, некоторых современных ковшовых погрузчиков. Развитие вычислительных средств позволит усовершенствовать процесс диагностирования гидропривода и машин в целом.
Важную роль в развитии гидропривода может сыграть создание и внедрение новых конструкционных материалов. В частности, развитие нанотехнологий позволит повысить прочность материалов, что позволит уменьшить массу гидрооборудования и его геометрические размеры, повысить его надёжность. С другой стороны, создание прочных и одновременно эластичных материалов позволит, например, уменьшить недостатки многих гидравлических машин, в частности, увеличить развиваемое диафрагменными насосами давление.
В последние годы наблюдается существенный прогресс в
производстве уплотнительных устройств. Новые материалы обеспечивают полную
герметичность при давлениях до 80 МПа, низкие коэффициенты трения и высокую
надёжность.
. Список литературы
1. Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др., « Гидравлика, гидромашины и гидроприводы»/Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др.//М.: Машиностроение,1982. С. 382-383.
. В.В. Лозовецкий, « Гидро- и Пневмосистемы транспортно-технологических машин»/ В.В. Лозовецкий. //Лань,2012. С. 5-10.
. Б.А. Гавриленко, В.А. Минин, С.Н. Рождественский, « Гидравлический привод» / Б.А. Гавриленко, В.А. Минин, С.Н. Рождественский.// М.: Машиностроение, 1968. С. 14-16.
. Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др., « Гидравлика, гидромашины и гидроприводы»/Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др.//М.: Машиностроение,1982. С. 396-398.
. В.В. Лозовецкий, « Гидро- и Пневмосистемы транспортно-технологических машин»/ В.В. Лозовецкий. //Лань,2012. С. 13-17.