Глава 4. Краткая характеристика гидропривода Основные понятия и определения. По принципу преобразования энергии гидравлические машины делятся на объемные и динамические.

Динамические гидравлические машины– это гидравлические динамические передачи, принцип действия которых основан на преобразовании кинетической энергии жидкости, поступающей от насоса, в механическую энергию генератора.

Такие гидродинамические передачи нашли ограниченное применение в технологическом оборудовании и представляют отдельный раздел при изучении гидравлических машин, поэтому рассматривать их не будем.

На базе объемных машин выполняются системы объемных гидроприводов.

Объемный гидропривод– это гидросистема или система гидроагрегатов, служащая для передачи посредством жидкости энергии на расстояние и преобразования ее в механическую энергию на выходе системы и одновременно выполняющая функции регулирования и реверсирования скорости выходного звена.

Гидропривод обычно отождествляется с гидросистемой, под которой понимается совокупность устройств, передающих энергию путем использования жидкости под давлением.

На рис. 4.1. показана общая схема гидропривода.

Он состоит из источника расхода жидкости 1, гидродвигателя2, агрегатов управления3, которые связаны между собой магистралями (гидролиниями)4и прочих гидроаппаратов.

Под гидроцепьюпонимается совокупность соединенных друг с другом устройств, имеющих непосредственный контакт с рабочей жидкостью и предназначенных для выполнения определенной функции в объемном гидроприводе.

Гидроаппаратуройназывают устройства, предназначенные для изменения параметров потока рабочей жидкости или поддержания их на определенном постоянном уровне. Подпараметрами потокав данном случае понимают давление, расход и направление движения.

Под гидролиниейилигидросетьюподразумевают устройства, предназначенные для прохождения рабочей жидкости в процессе работы объемного гидропривода.

Различают:

напорную гидролинию – часть основной гидролинии (гидросети), по которой рабочая среда движется от насоса к распределителю или непосредственно к гидродвигателю;

исполнительную гидролинию– часть основной гидролинии, по которой рабочая жидкость движется от распределителя к гидродвигателю и обратно;

сливную гидролинию– часть основной гидролинии, по которой рабочая жидкость движется в бак от распределителя или непосредственно от гидродвигателя.

Насосомназывается машина, преобразующая механическую энергию, приложенную к его валу, в энергию потока жидкости.

Объемный гидродвигатель с поворотным движением ведомого звена на угол меньше 360называютгидроповоротником, или моментным гидроцилиндром, или гидроквадрантом. Объемный гидропривод с гидроповоротником называетсягидроприводом поворотного движения.

Объемный гидродвигатель с вращательным движением ведомого (выходного) звена называется гидромотором, а гидродвигатель с прямолинейным возвратно-поступательным движением –гидроцилиндром.

В соответствии с этим объемный гидропривод, в котором ведомое звено совершает вращательное движение, называется гидроприводом вращательного движения, а гидропривод, в котором выходное звено совершает прямолинейное движение, –гидроприводом прямолинейного движения.

В зависимости от того, поступает ли рабочая среда от объемного гидродвигателя в бак или во всасывающую линию насоса, различают гидроприводы с открытой циркуляцией(рабочая среда поступает в бак) изакрытой циркуляцией(рабочая среда поступает во всасывающую линию насоса).

Преимущества и недостатки гидроприводов. Практика применения гидроприводов в промышленности, и в частности в машиностроении, доказала прогрессивную их роль в развитии техники. Благодаря таким важным для большинства случаев применения преимуществам гидроприводов, как малая масса и объем, приходящиеся на единицу передаваемой мощности, высокий КПД, надежность действия, а также простота автоматизации управления, гидроприводы нашли широкое применение в самых различных отраслях машиностроения.

Помимо указанных преимуществ гидродвигатели вращательного действия (гидромотора) отличаются большим отношением крутящего момента на выходном валу к моменту инерции ротора, определяющим динамические свойства двигателя.

Благодаря указанному благоприятному отношению вращательного момента гидромотора к моменту инерции его подвижных частей может быть получено ничтожно малое время: его реверса (0,03–0,05 с), достижения максимальных частот вращения (высокое быстродействие привода) и запаздывания при отработке гидромотором командных сигналов.

Ввиду этого, гидропривод обеспечивает высокую частоту реверсирования (для гидромотора вращательного типа она может быть доведена до 500 и более реверсирований в минуту). Число же реверсирований гидроприводов прямолинейного движения с относительно небольшими массой и ходом, достигает 1000 в минуту.

Высоким быстродействием отличаются также и насосы. Так, например, время, в течение которого подача некоторых насосов, в частности авиационных, может быть изменена от нулевого до максимального значений, не превышает 0,04 с, а время снижения подачи от максимального значения до нулевого – 0,02 с.

Преимуществом гидросистем является также возможность бесступенчатого регулирования выходной скорости в широком диапазоне. Передаточное число гидропривода вращательного действия, под которым понимается отношение минимальной частоты вращения вала гидромотора к максимальной, составляет во многих случаях 1000. Нижний предел частоты вращения большинства существующих гидромоторов доведен до 5–10 об/мин.