1.7 Обоснование способа регулирования скорости выходных звеньев гидропривода

Скорость выходного звена объемного гидропривода может изменяться регулируемыми гидромашинами (насос, мотор) в гидроприводах с объемным регулированием или с помощью аппаратов, регулирующих расход рабочей жидкости, в гидроприводах с дроссельным регулированием.

Первый способ более экономичен, однако в этом случае требуются регулируемые гидромашины, которые сложны по конструкции, более дороги и, как правило, менее долговечны по сравнению с нерегулируемыми. Быстродействие гидроприводов с объемным регулированием ограничивается временем, необходимым для изменения подачи насоса или рабочего объема гидромотора, которое может составлять несколько десятых долей секунды. В этои случае рекомендуется выполнять гидропривод по закрытой схеме.

При дроссельном способе регулирования в гидросистеме устанавливается регулируемое гидравлическое сопротивление (дроссель или регулятор расхода), которое ограничивает расход рабочей жидкости, поступающей к гидродвигателю. При этом потеря давления в дросселе, равная 1 МПа, вызывает разогрев вытекающего из него потока рабочей жидкости на 0,6º С. Однако в этом случае не требуются регулируемые насосы и можно существенно повысить быстродействие привода.

При выборе способа регулирования по заданным нагрузке и скорости определяется выходная мощность гидроцилиндра N, (кВт)

, (41)

где Р- усилие на штоке (выходном звене) гидроцилиндра, кН;

- скорость движения выходного звена, м/с.

Если выходная мощность гидродвигателей меньше 4 кВт, рекомендуется применять дроссельное регулирование скорости выходных звеньев. Сокращение потерь энергии и одновременно высокое быстродействие можно получить в гидроприводах с объемно-дроссельным регулированием, в.которых регулируемые гидромашины (чаще всего насосы) применяются вместе с аппаратами, регулирующими расход рабочей жидкости.

1.8 Составление принципиальной гидравлической схемы гидропривода

После расчета и подбора всех аппаратов гидравлического объемного привода и с учетом выбранного способа регулирования скорости выходных звеньев составляется принципиальная гидравлическая схема гидропривода. Все элементы схемы даются в условных обозначениях по ЕСКД (ГОСТ 2.780-68 -ГОСТ 2.782-68).

Наиболее распространенное расположение элементов в схемах следующее: внизу насосы, вверху - гидродвигатели, в середине - распределительно-регулирующая аппаратура,

Обязательным элементом схемы является разгрузочно-предохранительный клапан, который устанавливается на линии насос-распределитель и боковом ответвлении трубопровода.

При дроссельном способе регулирования применяется регулятор скорости, состоящий из редукционного клапана и дросселя, или дроссель.

Если нагрузка выходного звена постоянна, возможна установка регулятора на линии питания (входе). В системах со знакопеременными нагрузками при работе выходного звена с большими ускорениями такая схема непригодна. При изменении знака нагрузки гидродвигателя скорость его выходного звена может значительно увеличиться вследствие того, что противодействие сливной линии небольшое. При небольших колебаниях нагрузки устанавливается в сливной линии подпорный клапан, настраиваемый на давление 0,15 - 0,20 МПа.

При установке дросселя в сливной линии повышению скорости выходного звена при изменении знака нагрузки, а также движению выходного звена под действием сил инерции противодействует сопротивление дросселя. Однако торможение гидродвигателя дросселем может создать недопустимое высокое давление в линии между гидродвигателем и дросселем. Для предохранения системы и гидродвигателя от подобного давления в этой линии устанавливается предохранительный клапан.

Преимуществом гидросистемы с установкой дросселя в сливной магистрали является также то, что теплота, выделяемая при дросселировании, отводится в бак, а не поступает в гидродвигатель, как при установке дросселя в линии нагнетания. Расчетный КПД одинаков для систем дроссельного регулирования на линии нагнетания и на сливной линии. Однако в действительных условиях КПД системы с дроссельным регулированием на сливной линии несколько ниже из-за более высоких потерь на трение в гидродвигателе.

При стабильной нагрузке и небольших пределах регулирования скорости целесообразно включать дроссельное устройство в ответвление от линии нагнетания. В этой схеме нагрев жидкости теплотой, выделяемой при дросселировании, меньше, чем в предыдущих схемах. Если нагрузка переменна, то точность регулирования скорости и её стабильность ниже, чем в предыдущих схемах.

Синхронная работа гидродвигателей при различной нагрузке обеспечивается включением в гидравлическую схему механических синхронизаторов, объемных или дроссельных делителей потока.

Составив принципиальную гидравлическую схему гидропривода, необходимо дать описание её работы, т.е. указать последовательность действия всех агрегатов (движение жидкости в них) при тpex положениях распределительного устройства: нейтральное положение, рабочий ход исполнительного органа и его холостой ход.

При вычерчивании принципиальной схемы гидропривода все элементы, как правило, изображаются в исходном положении распределителя (электромагниты отключены). Каждый элемент должен иметь буквенно-цифровое позиционное обозначение. Применяемые буквы: А - устройство; АК - аккумулятор; Б - бак; Д - гидродвигатель поворотный; ДП - делитель потока; ДР - дроссель; ЗМ - гидрозамок; К - клапан; КД - гидроклапан давления; КО - обратный клапан; КП - предохрани-тельный клапан; КР - редукционный клапан; М - гидромогор; Н - насос; НА - насос аксиально-поршневой; НП - насос пластинчатый; HP - насос радиально-поршневой; Р - распределитель; РД - реле давления; РГ1 - регулятор расхода (потока); Ф - фильтр; Ц - цилиидр. В пределах группы элементы могут иметь порядковые номера, например, PI, P2, РЗ... Позиционные обозначения располагаются справа и сверху относительно условно-графического обозначения элемента. Расположение графических обозначений элементов и устройств на схеме должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. При вычерчивании условных обозначений гидродвига гелей рекомендуется придерживаться определённого масштаба (диаметры цилиндров, величина хода и т.п.); то же относится и к другим узлам (аппаратура с различными Dy, насосы, фильтры и т.п.). Вблизи гидродвигателей ставятся стрелки с указанием направления действия (например, "зажим", "фиксация" и др.).

На принципиальной гидравлической схеме в виде таблицы следут приводить перечень элементов в алфавитном порядке с их позиционным обозначением, наименованием, типом и количеством; в примечании указываются основные параметры (рабочее давление, расход, размеры гидродвигателей, скорости движения и др.). Однотипные элементы (например, распределители Р1...Р12) записываются в одну строку. Всем линиям связи присваиваются порядковые номера 1, 2, 3..., как правило, в направлении потока; дренажные линии нумеруются в последнюю очередь. Номера обычно ставятся около обоих концов линий, причём номера соответствующих трубопроводов на схеме соединений, составляемой разработчиком автомата, аппарата, машины или установки, и принципиальной схеме должны совпадать.

Кроме перечня элементов на принципиальной схеме приводится таблица всех основных движений, реализуемых гидроприводом, с указанием номеров включаемых при этом электромагнитов разделителей.