Классификация гидроприводов и гидропередач

 

По принципу действия гидромашин гидроприводы делятся на объемные и гидродинамические.

Гидропривод, содержащий объемные гидромашины, называется объем­ным. Основными силовыми и скоростными параметрами объемных гидро­приводов являются давление и расход рабочей жидкости, а также мощность гидропривода.

В зависимости от вида входящих в состав гидравлической передачи насосов и гидродвигателей, способа циркуляции рабочей жидкости и типа двигателя, приводящего в работу насос, объемные гидроприводы (см. рис. 1.3) классифицируются следующим образом.

а - вращательного движения с объемным или машинным регулированием;

б - поступательного движения с дроссельным регулированием рабочего хода;

в - поступательного движения, нерегулируемого; г - поворотного движения

с дроссельным регулированием рабочего и холостого ходов.

Рисунок 1.3 - Принципиальные схемы объемных гидроприводов

 

По характеру движения выходного звена гидродвигателя:

а) вращательного движения - с неограниченным вращательным движением выходного звена гидродвигателя - гидромотора;

б) поступательного движения - с возвратно-поступательным движением выходного звена гидродвигателя - силового гидроцилиндра;

в) поворотного движения - с поворотным движением выходного звена гидродвигателя на угол менее 360^о - поворотного гидродвигателя.

Если в объемном гидроприводе отсутствуют устройства для изменения скорости выходного звена гидродвигателя, то такие гидроприводы являются неуправляемыми.

Гидроприводы, в которых скорость выходного звена гидродвигателя может изменяться по заданному закону, называются управляемыми. По способу регулирования скорости гидроприводы делятся на следующие два типа:

1) с дроссельным управлением - регулирование скорости осуществляется путем дросселирования потока рабочей жидкости;

2) с машинным управлением - регулирование скорости происходит за счет изменения рабочих объемов насоса или гидродвигателя или обеих гидромашин одновременно.

Если в гидроприводе регулирование скорости осуществляется одновременно двумя рассмотренными способами, то он называется гидроприводом с машинно-дроссельным управлением.

В некоторых случаях в насосном гидроприводе регулирование производится за счет изменения скорости приводного двигателя (электродвигателя, дизельного двигателя и т. п.). Такой гидропривод называется гидроприводом с управлением приводящим двигателем.

Регулирование скорости может осуществляться вручную – гидропривод с ручным управлением; автоматически - гидропривод с автоматическим управлением; по заданной программе - программный гидропривод.

По схеме циркуляции рабочей жидкости объемные гидроприводы делятся на:

1) 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. Недостаток систем с замкнутой циркуляцией - плохие условия для охлаждения рабочей жидкости. Кроме того, при замене или ремонте гидроаппаратуры нужно предварительно спускать из гидросистемы всю рабочую жидкость;

2) гидропривод с разомкнутой схемой циркуляции, в котором рабочая жидкость постоянно сообщается с гидробаком или с атмосферой. Достоинство 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. Вариантом гидроприводов с разомкнутой схемой циркуляции рабочей жидкости могут быть гидроприводы с дифференциальной схемой включения гидроцилиндров. Эта схема применяется в случае, когда требуется получить большую скорость рабочего хода.

По виду источника энергии объемные гидроприводы делятся на три типа.

1. Насосный гидропривод - это гидропривод, в котором рабочая жидкость подается в гидродвигатель объемным насосом, входящим в состав этого привода. Он широко используется во всех отраслях машиностроения. В зависимости от характера циркуляции рабочей жидкости насосные гидроприводы бывают с замкнутым потоком (жидкость от гидродвигателя поступает во всасывающую гидролинию насоса) и с разомкнутым (жидкость от гидродвигателя поступает в гидробак.

Наряду с понятием «насосный гидропривод» в практике широко применяется также понятие «объемная гидропередача» - часть насосного гидропривода, предназначенная для передачи движения от приводящего двигателя к машинам и механизмам.

В качестве приводящего двигателя в насосном гидроприводе могут использоваться электродвигатели, турбины, дизели, любые двигатели внутреннего сгорания и т. п. В связи с этим, если понятие «насосный гидропривод» охватывает также приводящий двигатель, то в зависимости от характера этого двигателя различают электрогидропривод, турбогидропривод, дизельгидропривод, мотогидропривод и т. п.

2. Аккумуляторный гидропривод - это гидропривод, в котором рабочая жидкость подается в гидродвигатель от предварительно заряженного гидроаккумулятора. Такие гидроприводы используются в системах с кратковременным рабочим циклом.

3. Магистральный гидропривод - гидропривод, в котором рабочая жидкость подается в гидродвигатель от гидромагистрали. Поток рабочей жидкости в гидромагистрали создается насосной станцией, питающей несколько гидроприводов (централизованная система питания).

Если в гидроприводе скорость выходного звена поддерживается постоянной при изменении внешних воздействий, то такой гидропривод называется стабилизированным.

Особое место среди управляемых гидроприводов занимает следящий гидропривод, в котором движение выходного звена изменяется по определенному закону в зависимости от задаваемого воздействия, величина и характер которого заранее неизвестны.

Недостатками объемных гидроприводов являются:

1. Зависимость характеристик гидропривода от изменения температуры из-за изменения вязкости рабочей жидкости.

2. Повышенные требования к точности изготовления отдельных устройств и промышленной чистоте технологических процессов, что увеличивает стоимость гидропривода и усложняет конструкцию.

3. Наличие объемных потерь, которые снижают КПД привода, вызывают неравномерность движения выходного звена гидропередачи, затрудняют достижение устойчивой скорости движения рабочего органа при малых расходах.

4. Передача энергии на большое расстояние приводит к увеличению протяженности гидролиний, большим гидравлическим потерям, увеличению массы объемного гидропривода и соответственно к резкому снижению КПД и росту его стоимости.

5. Относительная сложность монтажа и ремонта в условиях эксплуатации.

6. Применяемые во многих случаях минеральные рабочие жидкости взрыво - и огнеопасны.

Указанные недостатки ограничивают область применения гидропривода. Однако следует иметь в виду, что некоторые из отмеченных недостатков могут быть устранены (например, за счет применения синтетических рабочих жидкостей со стабильной вязкостью в широком диапазоне изменения температур, применения комбинированного электропневмогидропривода).

Критический анализ преимуществ и недостатков объемных гидравлических приводов позволяет правильно выбрать тип привода. При малых мощностях иногда предпочтительнее применять электроприводы или пневмоприводы. Однако, когда требуются большие усилия и высокое быстродействие, предпочтительнее объемные гидроприводы.

 

 

Лекция № 2.