Регуляторы расхода: дроссели, регуляторы потока, клапаны соотношения расходов.

Дроссель- создает регулируемое местное сопротив­ление потоку жидкости, площадь проходного отверстия которого можно изменять в процессе работы, изменяя тем самым расход жидкости.дроссели отличаются друг от друга формой проходного отверстия и конструкцией регулирующего элемента. Распространенными являются игольчатые, щелевые и втулочные дроссели. Преимущество дроселя — простота конструкции, недостат­ки — невысокая точность регулирования и склонность к облите­рации при малых расходах вследствие значительного периметра кольцевой щели.

Расход через дроссель зависит не только от площади проходного отверстия, но и от перепада дав­ления: чем меньше р, тем меньше Q, и наоборот. Так как перепад давления зависит от нагрузки, приложенной к исполни­тельному органу, при переменной нагрузке нельзя получить с помощью одного дросселя стабильную скорость выходного звена гидродвигателя. Поэтому дроссели применяются только в тех гидроприводах, где не требуется высокая точность регулирова­ния, мало изменяется нагрузка на гидродвигателе или допуска­ется уменьшение скорости его выходного звена при увеличении нагрузки, и наоборот.

Регулятор потока(расхода) предназначен для поддержания заданного расхода Q вне зависимости от перепада давления р между входным и выходным патрубками аппарата.(Для сглаживания пульсации) Он состоит из дрос­селя и клапана разности давлений, поддерживающего постоян­ный перепад давления на дросселе.

Регуляторы расхода часто используют в объёмном гидроприводе, в системах стабилизации скорости движения вала гидромотора или штока гидроцилиндра. Например, будучи установленным в сливной гидролинии он поддерживает на постоянном уровне слив из гидродвигателя, и таким образом поддерживает постоянной скорость движения рабочего органа. На практике, однако, из-за изменений свойств жидкости расход через регулятор расхода колеблется в пределах 10 %.

Принцип работы: жид­кость подводится к втулочному дросселю 1 после клапана раз­ности давлений, состоящего из золотника 6, плавающей втулки 5 и пружины 4, которые размещены вместе с дросселем 1 в од­ном корпусе.

Поддержание постоянного перепада давления на дросселе вне зависимости от изменения значений давления р₁ и р₂ проис­ходит следующим образом. При уменьшении давления р₂ в отво­дящем патрубке, аппарату передаетсяпониженное давление по обводномуканалу 2 в полость втулки 5. При этом золотник 6 смещается вправо и своей кромкой дросселирует входное ок­но гильзы в аппарат (при р1), следовательно, давление перед дросселем 1 понижается. В итоге — перепад давления на дроссе­ле остается неизменным. При повышении давления р₂ повыша­ется давление в камере втулки 5, а золотник 6, смещаясь влево, уменьшает потерю давления при входе в аппарат. В итоге — перепад давления на дросселе опять остается неизменным.

Если понизится давление на входе p₁при неизменном значе­нии р₂, то пониженное давление передается по каналам 3 и 7 в по­лости втулки золотника 6 и плавающей втулки 5. Вследствие уменьшения давления в указанных полостях золотник под дей­ствием пружины 4 смещается влево и увеличивает дроссельное отверстие при входе в аппарат. В результате давление перед дросселем 1 увеличивается, а перепад давления на дросселе остается неизменным. При увеличении давления р1 увеличится сила давления, действующая на торцы золотника 6 и втулки 5, и золотник, сжимая пружину 4, смещается вправо, дросселируя входное окно. В итоге — давление перед дросселем 1 уменьша­ется, а перепад давления на дросселе остается неизменным.

Промышленностью выпускаются также регуляторы расхода со щелевым дросселем (Г55-2), с предохранительным, редукци­онным или обратным клапаном.

Клапаны соотношения расходов (делители и сумматоры потока).

Делителем потока называется клапан соотношения расходов, предназначенный для разделения одного потока рабочей жидкости на два и более равных потока независимо от величины противодавления в каждом из них. Делители потока применяют в гидроприводах машин, в которых требуется обеспечить синхронизацию движения выходных звеньев параллельно работающих гидродвигателей, преодолевающих неодинаковую нагрузку. Делитель потока состоит из двух нерегулируемых дросселей и двух дросселей, проходные сечения которых могут автоматически изменяться благодаря перемещению плунжера. Делитель потока может также быть и сумматором потока.В этом случае в подводимых к нему двух трубопроводах поддерживается постоянный расход рабочей жидкости.

13.Гидродинамические передачи: гидромуфты, гидротрансформаторы.

Гидропередача – устройство для передачи механической энергии посредством потока жидкости, в которое входят динамические машины(лопастные гидродвигатели и насосы). Гидродинамическая передача в отличии от объемной предназначена только для передачи крутящего момента. Ее основные рабочие элементы- колеса лопастных гидромашин
Гидротрансформатор – устройство для передачи мощностей от приводных двигателей к исполнительным элементам, требующим сравнительно малых скоростей вращения и больших моментов.

Основными элементами гидротрансформатора являются насосное колесо 1, турбинное колесо 3 и реактор 2, жестко связанный с неподвижным корпусом 4. Мощность от приводного двигателя подводится к насосному колесу 1, при вращении которого механическая энергия преобра­зуется в гидравлическую (создается напор) вследствие силового взаимодействия его лопаток с жидкостью. Под воздействием центробежной силы масло из насосного колеса двигается в турбинное колесо, где при соприкосновении с лопатками турбины отдает ему свою энергию, приводя его во вращение.При этом переносное движение масла возникает при воздействии вращающихся лопаток насосного колеса. А относительное движение возникает под действием центробежных сил - масло перемещается от центра насосного колеса к его периферии. Реактор представля­ет собой неподвижное лопаточное колесо и пред­назначен для изменения момента количества движения жидко­сти, протекающей в гидропередаче. Благодаря наличию реакто­ра в гидротрансформаторе момент на ведущем валу в общем случае не равен моменту на ведомом валу, поэтому гидротран­сформатор можно представить как редуктор с переменными значениями передаточного отношения и коэффициента транс­формации момента. Причем, изменение этих техни­ческих показателей происходит плавно, бесступенчато.

Существуют передачи, в которых необходимо изменение только передаточного отношения при постоянном передаваемом моменте(Передаточное отношение () — одна из важных характеристик механической передачи вращательного движения.Передаточное число показывает, во сколько раз вырос момент силы(или диаметр звеньев, или количество зубьев звеньев или угловое ускорение звеньев или частота вращения звеньев ) в результате её работы(т. е. на ведомом валу). ). Одна из первых таких гидропередач была разработана в 1910 г. на базе гидротрансформатора, из схемы которого ис­ключили неподвижный реактор, и получила название — гидро­динамическая муфта (гидромуфта).

Гидромуфта состоит из насосного колеса 1, закрепленного на ведущем валу, турбинного колеса 3, закреп­ленного на ведомом валу, и корпуса 4 с уплотнением. Как правило, корпус жестко связан с насосным колесом. Из-за отсутствия реактора потери напора в гидромуфте значительно меньше, чем в гидротрансформаторе, а КПД выше: при номи­нальном моменте он составляет 0,95—0,97 (против 0,87—0,9 в гидротрансформаторе).

Гидромуфты выпускаются с тором и без не­го. Опыт эксплуатации показал, что последние име­ют лучшие показатели, так как поток жидкости в них при из­менении режима работы может принимать конфигурацию, ко­торая обеспечивает наименьшие потери напора.

Рабочие колеса обычно имеют одинаковую лопастную сис­тему. Лопатки обоих колес, чаще всего, плоские, устанавливае­мые по радиусу, что кроме унификации изделий позволяет получить неизменные характеристики гидромуфт в том случае, если в процессе эксплуатации ведущий и ведомый валы функ­ционально взаимозаменяемы (например, при спуске груза). Во избежание колебательных явлений число лопаток на каждом колесе должно быть неодинаковом (обычно насосное колесо имеет на 3—5 лопаток больше). Для уменьшения потерь напора в гидромуфте обеспечивают минимальный осевой зазор между колесами (2—3 мм).

Регулируемые гидромуфты постоянного заполнения с шибером или с поворотными лопатками одного из ко­лес не имеют внешнего отвода жидкости из рабочей полости (замкнутые гидромуфты), поэтому при работе таких гидромуфт выделяется большое количество тепла. Это обстоятельство при­водит к уменьшению вязкости жидкости, увеличению утечек, а также к возможному возгоранию масла в случае его ис­пользования в качестве рабочей жидкости. Такие гидромуфты применяются только при небольших значениях передаваемой мощности или при малом диапазоне регулирования.

Гидродинамические передачи обладают рядом преимуществ: преоб­разования моментной характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки; простота и надежность предохранения приводного двигателя от перегрузки; сравнитель­но высокая компактность при значительной передаваемой мощности; возможность бесступенчатого регулирования скорости выходного звена.

В гидродинамических передачах менее жесткая связь между валами, чем в объемных, что способствует сглаживанию пико­вых нагрузок и колебаний при вращении.

Гидродинамические передачи конструктивно проще объемных, и поэтому надежнее в эксплуатации. Они менее требовательны к чистоте рабочей жидкости и ее смазочным свойствам. Кроме того, давление жидкости в них меньше, чем в объемных передачах.

Недостатки гидродинамических передач: нагрев рабочей жидкости в процессе эксплуатации; интенсивное уменьшение КПД при перегрузках; утечки жидкости, особенно в аварийных случаях.

Гидродинамические передачи широко применяю тся в различ­ных отраслях промышленности: гидромуфтами снабжены привода всех штатных скребковых и некоторых ленточных конвейеров, струговые установки; гидротрансформаторы устанавливают на мощных автомобилях, тепловозах и кораблях.