Достоинства и недостатки гидросистем

Достоинством гидравлических элементов является их высокая надёжность. Конструкция элементов проста и доступна обслуживающему персоналу. Влияние массы движущихся частей ИМ на качество регулирования несущественно. Вследствие несжимаемости рабочей жидкости сигналы по гидравлическим линиям передаются практически мгновенно, и движение рабочего органа прекращается одновременно с приходом УУ в среднее положение. Для гидравлических регуляторов характерны большие мощности ИМ при незначительных массе и габаритных размерах, плавное изменение скоростей ИМ в широких пределах, отсутствие люфтов, присущих любым механическим устройствам с редукторами.

Гидравлические элементы нечувствительны к влиянию магнитных и электрических полей, имеют высокую стойкость к воздействию вибраций, сотрясений, температурных изменений.

Устройство гидросистемы достаточно широко применяется практически во всех отраслях, так как обладает рядом преимуществ, среди которых выделяют:

• высокую эффективность — возможность перемещения крупногабаритного и тяжелого груза с максимальной точностью;
• гибкость работы — наличие возможности регулировать как большие, так и малые усилия;
• наличие практически неограниченного диапазона скоростей;
• долговечность и надежность оборудований гидравлических систем, так как устройства можно предварительно оснастить клапанами сброса давления для защиты от перегруза;
• компактность и экономичность — дают возможность агрегатировать навесные устройства, тем самым уменьшая расходы на покупку новой специализированной техники.

 

Широкое распространение гидропривода объясняется тем, что этот привод обладает рядом преимуществ перед другими видами приводов машин:

1) Бесступенчатое регулирование скорости движения выходного звена гидропередачи и обеспечение малых устойчивых скоростей. Минимальная угловая скорость вращения вала гидромотора может составлять 2…3 об/мин.

2) Небольшие габариты и масса. Время разгона, благодаря меньшему моменту инерции вращающихся частей не превышает долей секунды в отличие от электродвигателей, у которых время разгона может составлять несколько секунд.

3) Высокое быстродействие и частое реверсирование движения выходного звена гидропередачи. Например, частота реверсирования вала гидромотора может быть доведена до 500, а штока поршня гидроцилиндра даже до 1000 реверсов в минуту. В этом отношении гидропривод уступает лишь пневматическим инструментам, у которых число реверсов может достигать 1500 в минуту.

4) Простота автоматизации работы гидрофицированных механизмов, возможность автоматического изменения их режимов работы по заданной программе.

5) Автоматическая защита гидросистем от вредного воздействия перегрузок благодаря наличию предохранительных клапанов.

6) Хорошие условия смазки трущихся деталей и элементов гидроаппаратов, что обеспечивает их надежность и долговечность. Так, например, при правильной эксплуатации насосов и гидромоторов срок их службы доведен в настоящее время до 5…10 тыс. ч работы под нагрузкой. Гидроаппаратура может не ремонтироваться в течение долгого времени (до 10…15 лет).

7) Простота преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и возвратно-поворотные без применения каких-либо механических передач, подверженных износу.

 

К недостаткам гидравлических элементов следует отнести ограниченную область применения, необходимость специальных устройств для питания рабочей жидкостью. Они менее, нежели электронные ТСА, приспособлены для построения функционально сложных схем АСР, громоздки и имеют большую массу. Поэтому гидравлические регуляторы применяют там, где требуются непрерывная надёжная работа имеющих сравнительно простую схему автономных устройств автоматического регулирования. На морских судах - это локальные АСР энергетических агрегатов и различных механизмов.

К недостаткам использования оборудований гидросистем относят также:

• вероятность возникновения течи рабочей жидкости, которую необходимо устранять;
• большую чувствительность комплектующих гидравлической системы к разнообразным загрязнениям и наличию абразивных частиц в рабочей жидкости (масле);
• наличие вероятности возгорания в процессе работы, так как чаще всего в качестве рабочей жидкости используют горючую жидкость.

Если следовать рекомендациям по обслуживанию и уходу за устройствами гидравлической системы, следить за чистотой рабочего масла, то тогда недостатки гидросистемы теряют свою значимость.

Гидроприводу присущи и недостатки, которые ограничивают его применение:

1) Изменение вязкости применяемых жидкостей от температуры, что приводит к изменению рабочих характеристик гидропривода и создает дополнительные трудности при эксплуатации гидроприводов (особенно при отрицательных температурах).

2) Утечки жидкости из гидросистем, которые снижают КПД привода, вызывают неравномерность движения выходногозвена гидропередачи, затрудняют достижение устойчивой скорости движения рабочего органа при малых скоростях.

3) Необходимость изготовления многих элементов гидропривода по высокому классу точности для достижения малых зазоров между подвижными и неподвижными деталями, что усложняет конструкцию и повышает стоимость их изготовления.

4) Взрыво- и огнеопасность применяемых минеральных рабочих жидкостей.

5) Невозможность передачи энергии на большие расстояния из-за больших потерь на преодоление гидравлических сопротивлений и резкое снижение при этом КПД гидросистемы.

Со многими из этих недостатков можно бороться. Например, стабильность вязкости при изменении температуры достигается применением синтетических рабочих жидкостей. Окончательный выбор типа привода устанавливается при проектировании машин по результатам технико-экономических расчетов с учетом условий работы этих машин. Гидропривод, тем не менее, имеет преимущества по сравнению с другими типами приводов там, где требуется создание значительной мощности, быстродействие, позиционная точность исполнительных механизмов, компактность, малая масса, высокая надежность работы и разветвленность привода.

Многие элементы гидравлических систем автоматизации унифицированы в соответствии с отраслевой нормалью.

Примеры гидравлических систем

Изучите