2.15. Системы управления - срс

Управление машиной заключается в контроле за фактическим состоянием объек­та управления (двигательной установки, рабочего оборудования или рабочих органов, тормозов, а в мобильных машинах - также их ходовых устройств), формировании на этой основе управляющих воздействий для обеспечения требуемого состояния или ре­жима работы объекта управления и в их реализации. Системы управления классифици­руют по назначению (управление тормозами, муфтами, двигателями, положением рабо­чего органа, движителями и т. п.), по способу передачи энергии (механические, элект­рические, гидравлические, пневматические и комбинированные) и по степени автомати­зации (неавтоматизированные, полуавтоматические и автоматические). Неавтоматизи­рованные системы иначе называют эрготическими.

В эрготических системах всем процессом работы машины управляет человек-оператор (машинист), а в автоматических системах управление происходит без вмешательства человека, за которым остаются только функции наблюдения за работой маши­ны и перевод управления на себя в экстремальных ситуациях. Ввиду методологических особенностей изложения материала автоматического управления в настоящем учебнике оно вынесено в самостоятельный раздел (см. главу 4). Здесь же будут рассмотрены только эрготические системы, применяемые в конструкциях большинства строительных и дорожных машин.

2.16. Гидравлический привод - срс

Гидравлический привод включает силовую установку (ДВС или электродвига­тель), механические или иные передачи, гидропередачу, систему управления и вспомо­гательные устройства. Механическая передача служит для преобразования частоты вра­щения вала первичного двигателя в требуемую частоту вращения насоса - первого зве­на гидропередачи, а также для преобразования параметров движения после гидродвигателя - последнего звена гидропередачи - соответственно требуемым параметрам движения рабочего органа или исполнительного механизма.

В гидравлических приводах строительных машин применяют шестеренные, пластинчатые, аксиально-пор­шневые и радиально-поршневые насосы. Шестеренный насос (рис. 2.53) состоит из двух зубчатых колес 1 и 2, за­ключенных в корпус 3, одна полость (А) которого соединена со всасывающей, а вторая (Б) - с напорной гидроли­ниями. При вращении зубчатых колес в направлении, по­казанном стрелками, рабочая жидкость переносится из полости А в полость Б впадинами между зубьями, в ре­зультате чего в полости А создается разрежение, а в поло­сти Б - повышенное давление, вследствие чего рабочая жидкость подсасывается из масляного бака в полость А и выталкивается в напорную линию из полости Б.

Рис. 2.53. Шестеренный насос

Пластинчатый насос (рис. 2.54) состоит из вра­щающегося в цилиндрическом корпусе 2 ротора 1 с плас­тинами 3, установленными в его радиальных пазах. В торцовых стенках корпуса имеются окна А и Б, соединен­ные соответственно со всасывающей и напорной гидро­линиями. При вращении ротора с пластинами в зоне окна А объем рабочей камеры, заключенной между двумя смежными пластинами и цилиндрическими поверхностя­ми ротора и корпуса, увеличивается (становится больше объема заключенной в этой камере рабочей жидкости), вследствие чего рабочая жидкость подсасывается в камеру из масляного бака. При переходе рабочей камеры в зону окна Б ее объем уменьшает­ся, чем создается давление, способствующее выталкиванию из нее рабочей жидкости в напорную гидролинию

Рис- 2.54- Пластинчатый насос

Основными элементами акси­ально-поршневого насоса (рис. 2.55) являются вращающийся в подшипниках ведущий вал 1 и блок цилиндров 7. Цилиндры представляют собой продольные проточки во вращающем­ся корпусе с поршнями 3, располо­женные вокруг центрального шипа 8. Шаровыми головками центральный шип и шатуны 2 цилиндров завальцованы во фланец ведущего вала. При вращении последнего, а вместе с ним и блока цилиндров поршни совершают возвратно-поступательное движение относительно своих проточек. При прохожде­нии цилиндром верхней части корпусного пространства его поршневая полость сообща­ется с верхним окном 5 диска 4, соединенным со всасывающей гидролинией. Вследст­вие увеличения объема поршневой полости в нее из масляного бака подсасывается ра­бочая жидкость. При прохождении цилиндром нижней части объем его рабочей камеры уменьшается, и рабочая жидкость выталкивается через нижнее окно 6 в напорную ли­нию.

Рис 2.55 Аксиально-поршневой насос

В радиально-поршневых насосах (рис. 2.56) при вращении вала 2 с эксцентри­ком поршни 1, опирающиеся на эксцентрик, совершают возвратно-поступательное дви­жение в радиальном направ лении. При этом рабочая жидкость через соответствующие отверстия в корпусе всасывается из бака, а затем выталкивается поршнем в напорный трубопровод.

Рис. 2.56. Радиально-поршневой насос

Все описанные выше насосы обратимы, т. е. могут работать также в режиме гидромоторов: при подаче рабочей жидкости в полость высокого дав­ления генерируется вращательное движение вала. Наиболее часто в приводах строительных машин применяют реверсивные аксиально-поршневые и радиально-поршневые гидромоторы. Для реверси­рования гидромотора изменяют направление дви­жения рабочей жидкости, поступающей в гидро­мотор от насоса (прежде входной канал обращает­ся в выходной и наоборот).

Основными параметрами насосов и гидро­моторов являются рабочий объем, номинальное давление рабочей жидкости, частота вращения, подача (для насосов) или расход (для гидромото­ров), мощность, вращающий момент (для гидромоторов), а также коэффициент полез­ного действия. Подача или расход есть количество подаваемой или перепускаемой рабочей жидкости за единицу времени. Рабочий объем определяется количеством рабочей проходящей через насос (мотор), за один оборот его вала. Рабочий объем может быть постоянным и регулируемым. Все рассмотренные выше гидравлические ма­шины имеют постоянный рабочий объем.

Гидроцилиндр (рис. 2.57) состоит из корпуса (гильзы) 4 с тщательно обработан­ной внутренней поверхностью, поршня 7, уплотненного резиновыми манжетами 8, штока 1 и крышки 2 с манжетами 9 и грязесъемником 10. Гильза и шток имеют на сво­их концах проушины со сферическими подшипниками для соединения с приводимыми гидроцилиндром элементами машины. Подшипники обычно смазывают через пресс-масленки 6. Рабочая жидкость подводится к гидроцилиндру и отводится от него через штуцеры 3 и 5.

Кроме рассмотренного гидроцилинд­ра двустороннего действия (управляемое движение поршня со штоком в двух направлениях) в приводах строительных машин применяют также гидроцилиндры односто­роннего действия, в которых поршень со штоком выдвигается из гильзы под действием подаваемой в поршневую полость рабочей жидкости, а возвратное движение осуществляется пружиной. Реже применяют ги­дроцилиндры с двусторонним штоком.

Р ис. 2.57. Гидроцилиндр

Усилие на штоке гидроцилиндра (кН) при работе поршневой полостью определя­ют по формуле: