Пример №1

В гидроприводе вращательного действия между выходным валом гидропривода и входным валом нагрузки установлен передаточный механизм – механический редуктор Р . Передаточное число редуктора i_р= 5. Нагрузочные механические характеристики ИМ имеют вид уравнения (3). Начертить структурную схему этого машинного агрегата. Построить фактические и приведенные к валу гидромотора нагрузочные характеристики исполнительного механизма для следующих исходных данных: Номинальные параметры на входном валу нагрузки - М_{и ном} = 200 Нм; n_{и ном} = 500 об/мин; Коэффициенты уравнения (3) нагрузочной характеристики - М_{и о} = 100 Нм; b_м =+5 Нм/(об/мин).

Решение

Структурная схема машинного представлена ниже на рисунке.

Для этой схемы действительны следующие соотношения параметров

N_о > N₁ > N₂ > N_и > N_в ;

М₁ < М₂ < М_и ; (А)

n₁ > n₂ > n_и ;

; .

Коэффициент полезного действия редуктора для одноступенчатого редуктора принимается в пределах η_р = 0,95 … 0,97. Для построения фактических нагрузочных характеристик из (3) определяем недостающее значение коэффициента с_м :

.

Таким образом, фактические нагрузочные характеристики и

имеют вид:

Приведенные к валу ГМ нагрузочные характеристики будут иметь такой же вид, но иные, с учётом соотношений (А), постоянные коэффициенты:

; ;

; ,

т.е. в численном виде эти характеристики имеют вид (при η_р = 0,95):

Таким образом, графически фактические и приведенные нагрузочные характеристики совпадают, различаясь масштабными коэффициентами к₁, к₂ и к₃: по оси абсцисс – к₁ = i_р, а по осям ординат – для моментов – к₂ = 1/i_рη_р, а для мощностей – к₃ = 1/η_р. В случае использования в передаточном механизме мультипликатора М (вместо редуктора Р) с передаточным числом i_м= 1/i_р и КПД η_м масштабные коэффициенты будут иметь вид:

; ;.

3 Обоснование метода регулирования гидропривода и системы циркуляции жидкости (сц)

Как известно (/1/…/4/), существуют две системы циркуляции жидкости: замкнутая и разомкнутая.

Замкнутая система циркуляции является более сложной и дорогой. Поэтому, замкнутая СЦ применяется, как правило, при объемном регу-лировании в таких основных случаях:

‑ при знакопеременной инерционной нагрузке;

‑ при вероятности появления кавитации;

‑ при высоких требованиях к сохранности качества рабочей жидкости;

‑ при необходимости обеспечить ограниченный объем рабочей жидкости;

‑ при неплоском (пространственном) перемещении ГП.

В остальных случаях предварительно принимается разомкнутая СЦ.

Метод регулирования для регулируемого ГП зависит от количества совместно работающих исполнительных механизмов, особенностей их работы, вида механической нагрузочной характеристики, системы циркуляции.

Если метод регулирования не диктуется условиями эксплуатации привода, то его в первом приближении можно выбрать руководствуясь величиной номинальной мощности нагрузки:

‑ при N_{и ном}< 3 кВт – регулирование последовательно включенным (сериесным) дросселем;

‑ при N_{и ном} = 3 кВт…5 кВт – регулирование параллельно включенным (шунтирующим) дросселем;

‑ при N_{и ном} > 5 кВт – регулирование насосом переменной производительности.

При необходимости получить постоянную мощность ГП и переменный крутящий момент на валу гидромотора регулирование осуществляется гидромотором переменного расхода.

Кроме того, регулирование гидропривода может быть ступенчатым – путем подключения и отключения при помощи гидрораспределителя других насосов.