52
1.8.2.Объемное регулирование скорости гидропривода
В системе гидропривода с объемным регулированием, регулирование
скорости достигается либо за счет изменения подачи Qc=var при постоянстве рабочего объема двигателя V0=const, либо при изменении объема рабочей камеры
V0=var и постоянстве подачи Q=const.
При Qc=var и V0=const в соответствии с (1.36÷1.39) изменяется скорость
идеального холостого хода ω0, но сохраняется жесткость механических характеристик (рисунок 1.22,б). Такой способ регулирования скорости нашёл применение в системах гидропривода большой мощности, где для изменения подачи используются регулируемые генераторы (рисунок 1.22,а). Данный способ регулирования аналогичен регулированию скорости в системе преобразовательдвигатель с двигателями постоянного тока независимого возбуждения (ДТПНВ).
Сеть |
|
|
ω, υ |
|
|
|
Q1 |
|
Qc,р1 |
|
Q2< Q1 |
|
Г |
М |
|
Сеть |
|
||
|
|
Q3< Q2 |
|
|
р2 |
|
|
|
|
p,M(F) |
|
|
|
|
|
|
a) |
|
б) |
Рисунок 1.22 - Система гидропривода с объемным регулированием Qc=var, V0=const (а) и гидромеханические и механические характеристики (б).
В гидродвигателях вращательного движения, позволяющих менять рабочий объём за счет изменения эксцентриситета (пластинчатые и радиально-пошневые гидродвигатели), либо за счет регулирования угла наклона шайбы или блока цилиндров (аксиально-поршневые гидродвигатели), возможно регулирование скорости аналогично ДТПНВ при ослаблении поля.
53
Гидромеханические и механические характеристики, соответствующие
Q=const и V0=var, приведены на рисунке 1.23. Уменьшение рабочего объёма камеры гидродвигателя при Q=const ведет к росту скорости идеального холостого хода ω0 c одновременным уменьшением жесткости механических характеристик двигателя. Такой способ регулирования скорости, в отличие от электропривода, в гидроприводе применяется довольно ограниченно из-за сложной конструкции гидродвигателя и инерционности управления.
Рисунок 1.23 - Гидромеханические и механические характеристики гидродвигателей вращательного движения с объемным регулированием скорости.
Пример 1.4
Рассчитать естественные и искусственные гидромеханические и механические характеристики гидроцилиндра при объемном регулировании,
соответствующие Q=0,55·Qном.
Данные для расчета: Гидроцилиндр:
номинальный расход - Qн=25 л/мин;
номинальное давление - рн=25 МПа;
номинальное усилие на штоке - Fн=2,45 кН;
диаметр цилиндра - Dц=40мм;
диаметр штока - dш=18 мм;
54
утечка масла через уплотнения поршня при номинальном давлении -
Qут=10см3/мин (цилиндр нормальной точности).
Полезная площадь поршня:
A |
|
(D2 - d 2 ) |
( 0,042 |
0,0182 ) |
1,002 3 |
м2 |
П |
|
4 |
|
4 |
|
|
Значения Qном и Qут в системе СИ:
Qном 25 10 3 6,94 10 6 м3 с;
3600
Qут 10 10 6 2,78 10 9 м3 с. 3600
Скорость идеального холостого хода на естественной характеристике:
|
Q |
ут |
|
Qном |
|
6,94 10 6 |
1,11 10 3 |
м с. |
|||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
А |
|
1,002 10 |
3 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
||
Коэффициент утечек: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
К |
уц |
|
Qут |
|
2,78 10 9 |
1,11 10 15 м5 |
Н с. |
||||||
|
|
2,5 106 |
|||||||||||
|
|
РН |
|
|
|
|
|
||||||
Уравнение естественной гидромеханической характеристики:
Qном Кут р 6,93 10 3 1,11 10 12 р
АП АП
Модуль жесткости естественной механической характеристики:
|
е |
|
АП |
2 |
|
(1,002 10 3 )2 |
9,02 108 Н с М . |
|
Куц |
1,11 10 15 |
|||||||
|
|
|
|
|||||
Уравнение естественной механической характеристики:
55
Qном Куц F 6,93 10 3 1,11 10 9 F .
АП АП2
Скорость идеального холостого хода на искусственной характеристике: |
|||||
|
0 |
' |
0,55 Qном |
0,55 6,94 10 6 |
3,81 10 3 м с . |
|
|
АП |
1,002 10 3 |
|
|
, м с |
|
|
|
, м с |
|
|
|
|
|
p, |
F, |
|
|
|
|
МПа |
кH |
Рисунок 1.24 - Гидромеханические (а) и механические (б) характеристики гидроцилиндра: 1 – естественные; 2 – искусственные при Q=0,55·Qном
Уравнение искусственной гидромеханической характеристики:
0 ' 3,81 10 3 1,11 10 12 р.
Уравнение искусственной механической характеристики:
0 ' 3,81 10 3 1,11 10 12 F .