лекция 5. Лекция 5. Элементы гидравлических приводов. Гидромоторы

• Название: Элементы гидравлических приводов. Гидромоторы
• Анкор: лекция 5
• Дата: 29.09.2022
• Размер: 35.61 Kb.
• Имя файла: Лекция 5.docx
• Тип: Лекция; #705944

Лекция №5
Тема: Элементы гидравлических приводов. Гидромоторы.
Вопросы:

1. Гидравлический приивод (гидропривод)

2. Функции и виды гидроприводов

3. Структура гидропривода
1. Гидравли́ческий при́вод (гидропри́вод) — совокупность деталей и устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии (энергии потока жидкости).

Гидропривод вместе со вспомогательными механизмами (обычно — с механической передачей) образует гидравлическую передачу.

Основная функция гидропривода, как и механической передачи, — преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок и др.). Другая функция гидропривода — это передача мощности от приводного двигателя к рабочим органам машины (например, в одноковшовом экскаваторе — передача мощности от двигателя внутреннего сгорания к ковшу или к гидродвигателям привода стрелы, к гидродвигателям поворота платформы и т.д.).

В общих чертах, передача мощности в гидроприводе происходит следующим образом:

1. 
   Приводной двигатель передаёт вращающий момент на вал насоса, который сообщает энергию рабочей жидкости.
   
2. 
   Рабочая жидкость по гидролиниям через регулирующую аппаратуру поступает в гидродвигатель, где гидравлическая энергия преобразуется в механическую.
   
3. 
   После этого рабочая жидкость по гидролиниям возвращается либо в бак, либо непосредственно к насосу.
   

Гидроприводы могут быть двух типов: гидродинамические и объёмные.

• 
  В гидродинамических приводах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости (и соответственно скорости движения жидкостей в гидродинамических приводах велики в сравнении со скоростями движения в объёмном гидроприводе).
  
• 
  В объёмных гидроприводах используется потенциальная энергия давления рабочей жидкости (в объёмных гидроприводах скорости движения жидкостей невелики — порядка 0,5—6 м/с).
  

Объёмный гидропривод — это гидропривод, в котором используются объёмные гидромашины (насосы и гидродвигатели). Объёмной называется гидромашина, рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из рабочей камеры. К объёмным машинам относят, например, поршневые насосы, аксиально-поршневые, радиально-поршневые, шестерённые гидромашины и др.

Одна из особенностей, отличающая объёмный гидропривод от гидродинамического, — большие давления в гидросистемах. Так, номинальные давления в гидросистемах экскаваторов могут достигать 32 МПа, а в некоторых случаях рабочее давление может быть более 300 МПа, в то время как гидродинамические машины работают обычно при давлениях, не превышающих 1,5—2 МПа.
2. Функции и виды гидроприводов

Объёмный гидропривод намного более компактен и меньше по массе, чем гидродинамический, и поэтому он получил наибольшее распространение.

В зависимости от конструкции и типа входящих в состав гидропередачи элементов объёмные гидроприводы можно классифицировать по нескольким признакам.

По характеру движения выходного звена гидродвигателя они бывают:

- Гидропривод вращательного движения когда в качестве гидродвигателя применяется гидромотор, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает неограниченное вращательное движение;

- Гидропривод поступательного движения у которого в качестве гидродвигателя применяется гидроцилиндр — двигатель с возвратно-поступательным движением ведомого звена (штока поршня, плунжера или корпуса);

- Гидропривод поворотного движения когда в качестве гидродвигателя применён поворотный гидродвигатель, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает возвратно-поворотное движение на угол, меньший 270°.

По возможности регулирования:

Если скорость выходного звена (гидроцилиндра, гидромотора) регулируется изменением частоты вращения двигателя, приводящего в работу насос, то гидропривод считается нерегулируемым.

Регулируемый гидропривод-в котором в процессе его эксплуатации скорость выходного звена гидродвигателя можно изменять по требуемому закону. В свою очередь регулирование может быть:

• 
  дроссельным
  
• 
  объёмным
  
• 
  объёмно-дроссельным
  

Регулирование может быть: ручным или автоматическим.

В зависимости от задач регулирования гидропривод может быть:

• 
  стабилизированным
  
• 
  программным
  
• 
  следящим (гидроусилители).
  

Саморегулируемый гидропривод - автоматически изменяет подачу жидкости по фактической потребности гидросистемы в режиме реального времени (без запаздывания).

По схеме циркуляции рабочей жидкости:

Гидропривод с замкнутой схемой циркуляции - в котором рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается во всасывающую гидролинию насоса.

Гидропривод с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости компактен, имеет небольшую массу и допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности возникновения кавитации, поскольку в такой системе во всасывающей линии давление всегда превышает атмосферное. К недостаткам следует отнести плохие условия для охлаждения рабочей жидкости, а также необходимость спускать из гидросистемы рабочую жидкость при замене или ремонте гидроаппаратуры;

Гидропривод с разомкнутой системой циркуляции - в котором рабочая жидкость постоянно сообщается с гидробаком или атмосферой.

Достоинства такой схемы — хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Однако такие гидроприводы громоздки и имеют большую массу, а частота вращения ротора насоса ограничивается допускаемыми (из условий бескавитационной работы насоса) скоростями движения рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе.

По источнику подачи рабочей жидкости:

Насосный гидропривод

В насосном гидроприводе, получившем наибольшее распространение в технике, механическая энергия преобразуется насосом в гидравлическую, носитель энергии — рабочая жидкость, нагнетается через напорную магистраль к гидродвигателю, где энергия потока жидкости преобразуется в механическую. Рабочая жидкость, отдав свою энергию гидродвигателю, возвращается либо обратно к насосу (замкнутая схема гидропривода), либо в бак (разомкнутая или открытая схема гидропривода). В общем случае в состав насосного гидропривода входят гидропередача, гидроаппараты, кондиционеры рабочей жидкости, гидроёмкости и гидролинии.

Наибольшее применение в гидроприводе получили аксиально-поршневые, радиально-поршневые, пластинчатые и шестерённые насосы.

Магистральный гидропривод

В магистральном гидроприводе рабочая жидкость нагнетается насосными станциями в напорную магистраль, к которой подключаются потребители гидравлической энергии. В отличие от насосного гидропривода, в котором, как правило, имеется один (реже 2—3) генератора гидравлической энергии (насоса), в магистральном гидроприводе таких генераторов может быть большое количество, и потребителей гидравлической энергии также может быть достаточно много.

Аккумуляторный гидропривод

В аккумуляторном гидроприводе жидкость подаётся в гидролинию от заранее заряженного гидроаккумулятора. Этот тип гидропривода используется в основном в машинах и механизмах с кратковременными режимами работы.
3.Структура гидропривода

Обязательными элементами гидропривода являются насос и гидродвигатель. Насос является источником гидравлической энергии, а гидродвигатель — её потребителем, то есть преобразует гидравлическую энергию в механическую. Управление движением выходных звеньев гидродвигателей осуществляется либо с помощью регулирующей аппаратуры — дросселей, гидрораспределителей и др., либо путём изменения параметров самого гидродвигателя и/или насоса.

Также обязательными составными частями гидропривода являются гидролинии, по которым жидкость перемещается в гидросистеме.

Критически важной для гидропривода (в первую очередь объёмного) является очистка рабочей жидкости от содержащихся в ней (и постоянно образующихся в процессе работы) абразивных частиц. Поэтому системы гидропривода обязательно содержат фильтрующие устройства (например, масляные фильтры), хотя принципиально гидропривод некоторое время может работать и без них.

Поскольку рабочие параметры гидропривода существенно зависят от температуры рабочей жидкости, то в гидросистемах в некоторых случаях, но не всегда, устанавливают системы регулирования температуры (подогревающие и/или охладительные устройства).


Рис. 1 Золотниковый гидрораспределитель
Золотниковый гидрораспределитель — гидравлический распределитель, в котором запорно-регулирующим элементом служит золотник. В качестве золотника чаще всего выступает плунжер переменного диаметра (рис. 1). Однако известны и другие конструкции золотников. В корпусе золотникового распределителя может также располагаться переливной клапан

Принцип действия золотникового гидрораспределителя показан на рисунке 1. В простейшем случае золотник может занимать 3 позиции. В нейтральном положении, показанном на рис. 1, каналы распределителя заперты и жидкость не поступает от насоса ни в одну из полостей гидроцилиндра — шток остаётся в покое. При смещении золотника влево рабочая жидкость по каналам в корпусе распределителя и по трубопроводам поступает в левую полость гидроцилиндра, и шток выдвигается. Если же золотник сместить вправо от нейтрального положения, то рабочая жидкость будет поступать уже в правую полость гидроцилиндра, а из левой полости пойдёт на слив в гидробак. В этом положении золотника шток вдвигается.

Стоит отметить, что при подаче жидкости в левую полость гидроцилиндра (в поршневую полость), шток движется с меньшей скоростью, чем при подаче в правую полость (штоковую полость). Это объясняется тем, что часть объёма штоковой полости занимает шток, и эта полость заполняется быстрее. Эти выкладки верны, если подача жидкости остаётся постоянной.