6 Типовые функциональные гидросхемы

6.1 Реверсирование движения рабочего органа

Изменение направления движения рабочих органов обеспечивается:

а) с помощью направляющих распределителей (см., например, рис. 3.1-3.4). Варианты гидросхем с распределителями – см. рис. 3.6,а,в, 3.7,г,д, 4.7,б, а также 5.1,в, 5.3, 5.5, 5.7,в и др.

б) при использовании гидронасосов с переменным направлением потока (см., например, рис. 1.3, обозначение – рис. 1.5,в). Варианты гидросхем с такими насосами – рис. 5.1,б, 7.4 (насос Н2)

6.2 Регулирование скорости рабочего органа

Рабочий орган (РО) станка, робота или иной машины может приводиться гидродвигателем и получать вращательное (рис. 5.1,а) или поступательное движение. Поступательное движение РО может сообщаться как гидроцилиндром (рис. А9,а), так и гидромотором через реечную или, чаще, винтовую передачу (рис. А9,б).

Ход рабочего органа, когда преодолевается технологическое сопротивление (R), называют рабочим (R  0, v = vр – скорость рабочего хода), а когда не преодолевается – холостым (R = 0, v = vх – скорость холостого хода).

Поскольку для цилиндров и для гидромоторов, то для регулирования скорости гидродвигателя необходимо изменять подачу масла Q в него. При использовании регулируемых гидромоторов можно также изменять его рабочий объем W.

Изменение подачи масла обеспечивается:

1) посредством дросселей при использовании нерегулируемых насосов -т.н. системы дроссельного регулирования (рис. 5.3; 5.5; 7.1; 7.2 и др.),

2) в системах машинного (или объемного) регулирования:

- регулируемым насосом (рис. 5.1,б,в; 7.4),

- суммированием подачи от нескольких нерегулируемых насосов (рис.4.10; 7.2), – т.н. ступенчатое регулирование.

Любому способу регулирования присущи свои достоинства и недостатки.

6.2.1 Дроссельное управление скоростью гидродвигателя

Рассмотрим системы с дросселем на входе (рис. 5.3,а) и на выходе (рис. 5.3,б). В них насос обеспечивает постоянную подачу Qн. Очевидно: , где Q – подача в цилиндр; – утечки в системе; Qстр – расход через переливной клапан К ("стравливание") излишков масла. Уравнение равновесия сил на поршне цилиндра: , где R – сила технологического сопротивления; S – сумма сил трения.

Примем:

- S = сonst,

- давление в сливной линии р_а= сonst,

- давление в напорной линии при работе под нагрузкой p_к = сonst (определяется настройкой переливного клапана К).

Для упрощения, потери давления в элементах гидросистемы кроме дросселя учитывать не будем. Тогда:

а) в системе с дросселем на входе pпр = pа= сonst и колебания R вызывают колебания p, а значит и рдр, т.к. рдр = рк – р. Поскольку ,

б) в системе с дросселем на выходе p = рк = сonst, и колебания R вызывают колебания pпр, а значит и рдр, т.к. рдр = pпр – pа . Поскольку ,

а , где =1 или 0,5,

то перепад давлений на дросселе р_др, определяющий подачу (расход) через него, будет обуславливать колебания скорости v.

Достоинством систем с дроссельным регулированием является их относительная простота. Однако из-за затрат мощности на дросселирование их КПД=0,65-0,67 и такие системы применяют при небольших мощностях (до 3-3,5 кВт).

При дросселировании на входе расход мощности меньше (из-за отсутствия противодавления).

При дросселировании на выходе движение рабочего органа более плавное, т.к., с одной стороны, при наличии противодавления обеспечивается стабилизация сил трения, а с другой – компенсируются утечки в распределителе и цилиндре работой переливного клапана.