Структурная схема объемного гидропривода

 

На рис. 1.1. изображена структурная схема гидропривода. Она включает в себя:

· источник гидравлической энергии;

· распределитель гидравлической энергии;

· испольнительное (приводное) устройство;

· блок управления;

· блок питания электроэнергией.

 

 

Рис. 1.1. Схема структурная гидропривода

 

Источником гидравлической энергии в гидроприводе являются объемные насосы, приводимые в движение:

· механическим (ручным) приводом;

· электродвигателем;

· ДВС (двигателем внутреннего сгорания).

Поток энергии от источника энергии поступает на распределитель гидравлической энергии. С него энергия подается на исполнительное устройство (устройства). В перечень исполнительных устройств, осуществляющих различные рабочие перемещения в машинах – автоматах, станках и производственных установках входят:

· гидроцилиндры,

· гидромоторы,

· поворотные гидродвигатели.

В модуль управления распределителем энергии входят:

· датчики,

· кнопки,

· преобразователи входных сигналов (могут отсутствовать).

Выходные сигналы модуля управления управляют работой распределителя гидравлической энергии.

Для гидравлических приводов очень важным является поддержание аданного теплового режима и требуемой чистоты рабочей жидкости. Эти требования выполняются за счёт использования вспомогательного оборудования, которое встраивается в гидролинии, либо является частью сооветствующего гидроаппарата. В перечень вспомогательного оборудования входят:

· охладители;

· подогреватели;

· приборы индикации состояния рабочей жидкости;

· фильтры,

· бак.

Источник энергии в совокупности с соответствующими

гидроаппаратами и вспомогательным оборудованием образует

энергообеспечивающую часть гидропривода.

Перечисленные выше элементы гидропривода имеют соответствующее символьное изображение, что позволяет перейти от структурной схемы к принципиальной схеме гидропривода (рис. 1.2), которая является основым документом при проведении регламентых работ на автомате

(технологическом устройстве).

 

 

 

Рис. 1.2. Схема принципиальная

 

На рис. 1.2 к символьному обозначению (или группе символьных обозначений) приложено текстовое пояснение.

Энергообеспечивающая часть включает:

· электродвигатель 0.4;

· насос 0.3 (источник энергии);

· предохранительный клапан 0.2, фильтр 0.1;

· бак (рядом с ним стоит цифра 50);

· предохранительный клапан 1.3 в функции регулятора давления в гидросистеме.

Все перечисленные элементы гидропривода устанавливаются, как правило, на баке.

В блок управления энергией входит распределитель энергии 1.1 и модуль управления самим распределителем энергии (условно показан схематичным изображением человечка, подающего сигнал управления на распределитель 1.1).

Исполнительная часть представлена цилиндром одностороннего действия.

На рис. 1.3 изображена структурная схема преобразования энергии в гидростатическом объемном гидроприводе. Главными элементами гидропривода являются гидромашины, они же преобразователи энергии: объемный насос и гидродвигатель.

Объемным гидроприводом называется механическая система, состоящая из приводного двигателя, гидростатической объемной передачи,гидроаппратуры и других устройств, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования движения посредством жидкости.

 

 

Рис. 1.3. Структурная схема гидростатического объемного привода

 

В гидростатическую объемную передачу входит объемный насос, объ емный гидродвигатсль (их может быть несколько) и связывающие ихтрубопроводы. Через гидропередачу протекает основной поток энергии поэтому ее называют силовой частью объемного привода.

Назначение гидропередачи аналогично таким механическим передачам, как коробка скоростей, редуктор и т. д. Однако у гидропередачи есть следующие преимущества:

· большая плавность работы;

· возможность получения бесступенчатого изменения передаточного числа;

· малая зависимость момента на ведущем валу от нагрузки, приложенной к исполнительному органу;

· возможность передачи больших мощностей;

·  малые габаритные размеры и масса.

·  высокая надежность.

Эти преимущества привели к большому распространению гидро­передач, несмотря на их несколько меньший, чем у механических передач, КПД.

Объемный гидропривод построен на преобразования механичесческой энергии в потенциальную энергию рабочей жидкости и обратного преобразования этих энергий. Пройдя через насос, жидкость поступает в гидродвигатель, где происходит преобразование потенциальной энергии жидкости в механическую энергию выходного звена гидродвигателя.

Объемным насосом называется гидромашина, рабочий процесс которой, основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснением ее из этой камеры, путем периодического изменения своих размеров. Насос преобразует механическую энергию привода насоса в потенциальную энергию, протекающей через него жидкости (энергию давления).

Объемный гидродвигатель это объемная гидромашина, преобразующая энергию потока жидкости в энергию движения выходного звена гидродвигателя. По характеру движения выходного звена объемные гидродвигатели делят на три вида:

· гидродвигатели с возвратно – поступательным движением выходного звена (гидроцилиндры);

· гидродвигатели с непрерывным движением выходного звена (гидромоторы);

· гидродвигатели с ограниченным углом поворота выходного звена (поворотные гидродвигатели).

Объемный насос и объемный гидродвигатель объединяет общий термин гидромашина. Пребразование энергии в гидромашине происходит в герметично отделенных друг от друга рабочих камерах, постоянно изменяющих свой объем и поочередно соединяемых с областями высокого и низкого давления через механизм распределения. При уменьшении рабочей камеры давление в ней возрастает, при увеличении рабочей камеры давление в ней падает.

Изменение рабочих камер насоса обеспечивает механизм всасывания/вытеснения. В зависимости от конструкции механизма всасывания/вытеснения машины делятся на:

· роторные;

· максиально-поршневые (угол наклона поршней к валу <45°);

· радиально-поршневые (угол наклона поршней к валу ³45°);

· шестеренные;

· пластинчатые;

· винтовые;

· героторные и т.д.

· цилиндры.

Кинематика элементов механизма всасывания /вытеснения определяет равномерность подачи насоса или скорости гидродвигателя.

Конструкция механизма распределения жидкости предопределяет такие свойства гидромашины как реверсивность и обратимость.

Механизм распределения служит для соединения рабочих камер с областями высокого и низкого давления в периоды изменения их объемов и герметизации зон переноса жидкости между этими областями.

Гидромашина является обратимой, если онаможет работать как врежиме насоса, так и в режиме гидромотора.

Гидромашина способная изменять направление потока жидкости при изменении направления вращения вала называется реверсивной.

Обратимость и реверсивность гидромашины определяетс конструкцией механизма распределения жидкости (в дальнейшем – распределитель жидкости).

Механизмы распределения бывают:

· клапанные;

· клапанно-щелевые;

· золотниковые;

· щелевые;

· цапфенные.

Золотниковые механизмы выполняются в виде цилиндрических и плоских золотников с возвратно-поступательным и поворотным движением.

Машина может быть реверсивной при наличии кинематической связи между механизмами всасывания/вытеснения и распределения жидкости, а свойством реверсивности обладают гидромашины у которых, кроме указанного свойства, существует кинематическая или силовая связь между элементами механизма всасывания/вытеснения.

Трубопроводы в гидроприводе называют гидролиниями. В соответствии с выполняемыми функциями они подразделяются на:

· всасывающие,

· нагнетательные (напорные),

· сливные,

· линии управления,

· дренажные.

Через всасывающую линию рабочая жидкость поступает на вход насоса. С выхода насоса жидкость поступает в линию нагнетания. С выхода гидродвигателя рабочая жидкость сливается по сливным линиям в бак (открытая гидросистема). Утечки из гидроаппаратов отводятся через дренажные линии. По линиям управления подается жидкость для управления работой гидроаппаратов.

Механизм регулирования обеспечивает изменение рабочего объема гидромашины. Снабженный этим механизмом насос может изменять подачу при постоянной частоте вращения вала приводного двигателя.Регулируемый гидродвигатель способен изменять частоту вращения выходного вала при постоянном потребляемом расходе. Особенности механизма регулирования придают машине свойство реверсируемости, т.е. способности изменять направление потока посредством этого механизма без изменения направления движения вала.

Гидроаппараты – этоустройства осущест­вляющие в гидроприводе управление потоком жидкости, выполняющие функцию регулирования гидропривода и его защиту от чрезмерно высоких и низких давлений.