Загальні поняття і визначення гідроприводу

ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ 1. ГІДРОПРИВОДУ

1.1. Поняття гідропривід

Гідропривід — це сукупність гідропристроїв (гідромашин, гідро- апаратів, кондиціонерів, гідропосудин і гідропроводів), призначених для передачі механічної енергії від привідного двигуна (електродви- гуна, дизеля тощо) до виконуючого органа машини (різального апа- рата, розкидального диска, ведучих коліс та ін.) і перетворення руху (обертального на поступальний та ін.) за допомогою робочої рідини.

За принципом дії гідроприводи поділяють на об’ємні та дина- мічні.

Розглянемо гідропривід зміни положення корпусу плуга типу ПГП-7-40 або який ще називають гідропневматичним запобіжником плуга.

Плуг призначений для роботи на кам’янистих ґрунтах. Кожний корпус 12 (рис. 1.1) такого плуга жорстко закріплено до гряділя і до рами. На рамі розміщений пневмогідроакумулятор 7. Це гідропосу- дина, в нижній частині якої під поршнем 5 знаходиться робоча рі- дина, а у верхній — під тиском газ (як правило азот). Пневмогідро- акумулятор і гідроциліндр сполучені між собою трубопроводом 8. Трубопровід 8 через кран 3 сполучений із гідросистемою трактора. На трубопроводі розміщений манометр 4 для контролю тиску робо- чої рідини. Всі гідропристрої заповнюють робочою рідиною від гід- росистеми трактора, а газ під тиском нагнітають в пневмогідроаку- мулятор.

Працює запобіжник так. При потраплянні корпусу плуга на пе- решкоду гряділь з корпусом повертаються (див. рис. 1.1, б), поршень гідроциліндра, зміщуючись, нагнітає робочу рідину в пневмогідроа- кумулятор, стискуючи в ньому газ. В пневмогідроакумуляторі нако- пичується енергія. Як тільки корпус минає перешкоду, газ, розши- рюючись, тисне на робочу рідину, а вона на поршень гідроциліндра і корпус повертається у вихідне положення (див. рис. 1.1, а), процес обробітку ґрунту продовжується.

В цій системі джерелом гідравлічної енергії є пневмогідроакуму- лятор, а споживачем її — гідроциліндр. Передача енергії відбува-

5

Розділ 1

Рис. 1.1. Схема гідропневматичного запобіжника плуга ПГП-7-40:

а — в робочому положенні; б — при подоланні корпусом перешкоди; 1, 2 і 8 — трубопроводи; 3 — крани; 4 — манометр; 5 — поршень; 6 — штуцер; 7 — пнев- могідроакумулятор; 9 — кронштейн; 10 — гряділь; 11 — кутознімач; 12 — кор- пус; 13 — перо; 14 — долото; 15 — перешкода; 16 і 17 — кронштейн рами; 18 — гідроциліндр

ється завдяки робочій рідині, що знаходиться під тиском. Це і є гід- ропривід. Такий гідропривід ще називають об’ємним акумулятор- ним, поступального руху.

Ще один приклад. Поставлено завдання: спроектувати схему ме- ханічного приводу від електродвигуна 1 (рис. 1.2) до заслінки 5 бун-

Рис. 1.2. Кінематична схема механічного приводу заслінки бункерів:

1 — електродвигун; 2 — муфта пуску і зупинки; 3 — коробка діапазонів; 4 — бункери; 5 — заслінка; 6 — гвинт; 7 — гайка; 8 — запобіжна муфта; 9 — реверс

6

Загальні поняття і визначення гідроприводу

керів 4, швидкість заслінки має бути регульована, а переміщення — реверсивне.

Схема приводу може бути така. Заслінку жорстко закріпити до гайки 7 гвинта 6. Щоб гвинт обертався за стрілкою годинника і про- ти, треба передбачити реверс 9. Швидкість обертання гвинта можна змінити за допомогою коробки діапазонів 3, а пуск і зупинку здійс- нити за допомогою муфти 2. Запобіжна муфта 8 захистить привід від перевантаження.

Таким чином, в такому механічному електроприводі заслінки передача енергії від електродвигуна до заслінки здійснюється за- вдяки механічній передачі: муфта вмикання, коробка діапазонів, реверс, запобіжна муфта, гвинтова пара.

Компактнішим і зручнішим для керування буде гідропривід (рис. 1.3.), якщо його виконати за такою схемою. Замість гвинтової пари встановити гідроциліндр 6. Регулювання швидкості заслінки (штока поршня гідроциліндра) здійснити за допомогою дроселів 7 і 8 (змінювати подачу робочої рідини). Замість муфти вмикання і ре- верса встановити гідророзподільник 3 («Нейтральне» положення, пуск «Вперед», пуск «Назад»). Надійно захистить привід від перева- нтаження запобіжний клапан 10. Подачу робочої рідини під певним тиском у гідроциліндр забезпечить насос 2, що приводиться у дію від електродвигуна 1.

На рис. 1.3 зображено конструктивну схему об’ємного насосного електрогідроприводу поступального руху регульованого. На відміну

Рис. 1.3. Конструктивна схема об’ємного гідроприводу заслінки бункерів:

1 — електродвигун; 2 — шестеренний насос; 3 — гідророзподільник; 4 — бун- кери; 5 — заслінка; 6 — гідроциліндр; 7 і 8 — дроселі; 9 — бак; 10 — запобіж- ний клапан; 11 — трубопровід

7

Розділ 1

від гідроприводу, зображеного на рис. 1.1, джерелом гідравлічної енергії є шестеренний насос, а не пневмогідроакумулятор. Крім то- го, в цьому гідроприводі є ще й гідроапаратура (розподільник, кла- пан, дроселі).

Гідроприводи корпусу плуга (див. рис. 1.1) та заслінки (див. рис. 1.3) є об’ємними.

Для об’ємного гідроприводу характерно: наявність об’ємних гід- ромашин, наприклад, шестеренний насос і поршневий гідроци- ліндр; робоча рідина знаходиться в замкненому об’ємі і забезпечує зв’язок між елементами гідроприводу завдяки власному об’єму; принцип роботи ґрунтується на використанні енергії потоку стисне- ної рідини, а тиск передається за законом Паскаля, причому робоча рідина практично не змінює свого об’єму (не стискується) і потік її нерозривний.

Вгідроприводах машин сільськогосподарського призначення найширше застосовують саме об’ємні гідроприводи. Це пояснюється тим, що на вихідних ланках гідродвигунів (штоках поршнів гідро- циліндрів, валах гідромоторів) можна досягти значних зусиль або крутних моментів. Швидкість руху робочої рідини в об’ємних приво- дах невелика і взагалі не перевищує 10 м/с, в зв’язку з чим такі приводи іноді називають гідростатичними, що неприпустимо згід-

но з ГОСТ 17752–81.

Об’ємна гідропередача — це частина насосного гідроприводу, призначена для передачі руху від привідного двигуна до виконую- чого органа машини.

Вмеханічному приводі, наприклад, зображеному на рис. 1.2, пе- редача (трансмісія) складається з муфти вмикання, коробки діапа- зонів, реверса, запобіжної муфти, гвинтової пари.

Воб’ємному гідроприводі, зображеному на рис. 1.3, гідропереда- ча складається з шестеренного насоса і гідродвигуна (гідроцилінд- ра), а також гідропроводів. Забезпечують роботу цієї передачі роз-

Рис. 1.4. Принципова схема об’ємної гідро- передачі (а) і об’ємного гідроприводу гвинта плаваючої косарки (б):

1, 5 — реверсивний регульований насос; 2 і 6 — гідропроводи; 3, 7 — реверсивний гідромотор; 4 — дизель; 8 — гвинт

подільник, запобіжний клапан, дроселі, гідро- бак, робоча рідина. Приклад гідропередачі і гідроприводу показа- но на рис. 1.4.

Об’ємні гідропередачі іноді називають об’єм-

ними гідротрансмісія-

ми, що неприпустимо згідно з ГОСТ 17752–81.

Часто поняття об’єм- ний гідропривід ототож- нюють з поняттям гід-

8

Загальні поняття і визначення гідроприводу

росистема. Це не зовсім вірно (система мащення дизеля — це гідро- система, але не гідропривід).

Гідросистема — це сукупність гідропристроїв, що входять до складу об’ємного гідроприводу.

Якщо на тракторі встановлено бак, шестеренний насос, розподі- льник, гідроциліндр для приводу навісного обладнання, то це є «об’ємний гідропривід переведення плуга з робочого положення в транспортне».

Останнім часом на тракторах застосовують гідродинамічний привід.

Основою гідродинамічного приводу є гідродинамічна передача

(гідромуфта, гідротрансформатор). Вона має лопатевий (відцентро- вий) насос і гідродвигун (турбіну). Вал робочого колеса насоса з’єднано з валом привідного двигуна (наприклад, дизеля), а вал тур- біни — з виконуючим органом (наприклад, ведучими колесами трак- тора). Енергія від насоса до турбіни передається гідродинамічною взаємодією робочої рідини і робочих коліс цих гідромашин. Таким чином, в цих передачах в основному використовується кінетична енергія рідини (швидкісний напір), тоді як в об’ємних гідропереда- чах в основному використовується енергія тиску.

Принцип дії найпростішої гідродинамічної передачі показано на рис. 1.5. Насос 1 і гідротурбіна 4 для наочності показані окремо. В практиці таких передач не існує.

Рис. 1.5. Принципова схема гідродинамічної передачі:

1 — насос; 2, 5, 7 і 9 — трубопроводи; 3 — спрямівний апарат; 4 — гідротурбіна; 6 і 8 — баки

9