Класифікація і типові схеми об'ємних гідроприводів

Під об'ємним розуміється такий гідропривод, основою якого

є об'ємна гідропередача (ОГП). Як уже відзначалося, об'ємна гідропередача визначається як гідравлічна передача, складена з об'ємного насоса, об'ємного гідродвигуна, регулюючої, розподільчої і запобіжної апаратури й магістралей.

Об'ємні гідроприводи класифікуються за такими ознаками: за характером руху вихідної ланки - поступального, поворотного й обертального руху; за джерелом подачі робочого середовища - насосні, акумуляторні й магістральні; за циркуляцією робочого середовища - з розімкнутим і замкнутим потоком; за наявністю керування і типом керуючого пристрою - з дросельним, машинним (об'ємним), машинно-дросельними типами керування, з керуванням протитиском, з керуванням двигуном чи без керування.

За задачею керування гідроприводи з автоматичним керуванням класифікуються на стабілізуючі, програмні і слідкуючі.

У гідроприводах поступального руху об'ємний гідродвигун – це гідроциліндр, у гідроприводах поворотного руху - поворотний гідродвигун, а в гідроприводах обертального руху - відповідно гідромотор.

За джерелом подачі робочого середовища найбільше застосування в техніці одержали насосні гідроприводи, в яких робоча рідина від насоса надходить у гідродвигун. В інших типах гідроприводів робоча рідина в гідродвигун надходить або від пневмогідроакумулятора - акумуляторний гідропривод, або від загальної магістралі, яка живить кілька гідроприводів - магістральний гідропривод.

Насосний гідропривод, в якому робоча рідина від об'ємного гідродвигуна надходить у гідробак, називається гідроприводом з розімкнутим потоком. У гідроприводі із замкнутим потоком робоча рідина від об'ємного гідродвигуна надходить безпосередньо на вхід насоса.

Гідропривод з розімкнутим потоком звичайно використовується при невеликій частоті обертання чи швидкості переміщення робочого органа, а також при нереверсивній його роботі.

 Там, де потрібно забезпечити реверсивний характер роботи і керування параметрами вихідної ланки, як правило, застосовують гідропривод із замкнутим потоком. При цьому внутрішні витоки робочої рідини в елементах гідропривода компенсуються спеціальним додатковим насосом.

Об'ємний гідропривод, в якого параметри руху вихідної ланки змінюються, називається керованим гідроприводом, і навпаки, якщо в об'ємному гідроприводі параметри руху, зокрема швидкість, не змінюються, то такий гідропривод прийнято вважати некерованим.

Гідравлічні схеми різних приводів виконуються відповідно до ДСТУ 2704-76. Види і типи схем і загальні вимоги до їхнього виконання регламентуються ДСТУ 2701-76. Найчастіше використовуються структурні і принципові схеми.

На структурній схемі (рис. 3.51, а) зображують суцільними лініями у вигляді прямокутників усі основні функціональні частини гідроагрегатів (елементи, пристрої і функціональні групи) і головні зв'язки між ними.

Найменування кожної функціональної частини агрегату, типи, позначення і функціональні залежності рекомендується вписувати в середину прямокутників у вигляді літерного позначення, що являє собою скорочене найменування елемента, складене з його початкових чи характерних букв.

Наприклад, апарат теплообмінний - АТ (охолоджувач - ОХ, підігрівач - ПО); насос - Н, насос пластинчастий - НП, насос радіально-поршневий - НР і т. ін.

На принциповій схемі (рис. 3.51, б) ці ж агрегати і пристрої зображують у вигляді умовних графічних позначень.

На структурній схемі (рис. 3.51, а) використані такі літерні позначення гідроагрегатів: Б - гідробак; Н - насос; КП - клапан запобіжний; ДР - гідродросель; Ф - фільтр; ОХ - охолоджувач; Ц - гідроциліндр.

На рис. 3.51, б показана принципова схема гідропривода поступального руху, коли золотник трипозиційного розподільника 3 знаходиться в нейтральному положенні.

 

Робоча рідина з бака 9 шестеренним насосом 1 по трубопроводу (гідролінії) 10 подається в розподільник 3 і далі через фільтр 6 і теплообмінник 7 зливається в бак 9. При цьому циліндр 2 знаходиться в замкненому положенні. При зсуві золотника розподільника 3 вгору чи вниз робоча рідина через нього і гнучкі шланги 11 буде надходити у верхню чи штокову порожнину циліндра 2, і поршень зі штоком 12 (вихідна ланка) буде відповідно пересуватися вниз зі швидкістю V _шт= V _зп чи вгору V ' _шт, а на вихідній ланці (шток 12) гідродвигуна можна буде реалізувати зусилля Р _шт. Якщо робоча рідина з гідродвигуна зливається в масляний бак, як на рис. 3.51, б, то це гідропривод з розімкнутою циркуляцією. Якщо ж рідина від гідродвигуна надходить безпосередньо в усмоктувальний трубопровід насоса - це гідропривод із замкнутою циркуляцією.

Гідропривод, в якому V _зп=const, називають нерегульованим, а якщо V _зп перемінна - то регульованим.                            

Відповідно до вищевказаних визначень, на рис. 3.51, б зображена гідравлічна схема гідропривода зворотно-поступального руху з розімкнутою циркуляцією і дросельним регулюванням швидкості вихідної ланки, в якій установлений запобіжний клапан.

На рис. 3.52, а наведена принципова схема гідропривода з поворотним характером руху вихідної ланки з розімкнутою циркуляцією потоку, а на рис. 3.52, б - принципова схема із замкнутою (закритою) циркуляцією потоку обертального руху, з об'ємним регулюванням насоса.

Від мотора М, яким може бути ДВЗ чи електродвигун, приводиться в обертальний рух n _н вал регульованого насоса 7, що створює тиск р _н, може подавати витрату Q _н по гідролінії 3 або 4 до нерегульованого реверсивного гідромотора 2. При подачі рідини Q _н з високим тиском р _н по трубопроводу 3 (гідролінія високого тиску) вал гідромотора 2 (вихідна ланка) буде обертатися проти годинникової стрілки, а трубопровід 4 буде гідролінією низького тиску, в яку з бака 10 живильний насос 5 подає витрату Δ Q через зворотний клапан 6 для заповнення витоків Δ Q робочої рідини з гідромашин.

Якщо робоча рідина Q _н з високим тиском р _н буде подаватися до гідромотора по трубопроводу 4 (гідролінія високого тиску), вал гідромотора 2 буде обертатися за годинниковою стрілкою, а трубопровід 3 стане гідролінією низького тиску, в яку буде подаватися Δ Q через зворотний клапан 7. При перенавантаженні вала гідромотора і підвищенні робочого тиску до р _max=1,25  робоча рідина буде скидатися, минаючи гідромотор, з гідролінії високого в гідролінію низького тиску відповідно через запобіжні клапани 8 чи 9.                     

На рис. 3.52, в наведена принципова схема гідропривода з розімкнутою циркуляцією потоку, обертального руху, з об'ємним регулюванням гідромотора.

Схема потоку робочої рідини при роботі ОГП з регульованим гідромотором така: Н-2-М-3-Б-1-Н, де 1, 2, 3 - відповідно усмоктувальна, нагнітальна й зливальна гідролінії.

У цій схемі діапазон регулювання частоти обертання вала менше, ніж у схемі на рис. 3.52, б. При цьому буде також відсутня можливість здійснення його гідравлічного реверса.

 

На збиральних комбайнах застосовують найбільш економну й зручну в експлуатації ОГП, виконану за схемою (рис. 3.52, б), з регульованим насосом і гідравлічним реверсом гідромотора.

 

 

У верстатобудуванні й ряді інших галузей промисловості знайшли використання ОГП нероздільного виконання за схемою (рис. 3.53) - моноблочна ОГП. У моноблочній ОГП в одному корпусі змонтовані регульований аксіально-поршневий насос з похилим диском і нерегульований реверсивний аксіально-поршневий гідромотор, блоки циліндрівякихспираються з двох сторін на загальну опорну шайбу з клапанами керування і каналами, що з'єднують порожнини циліндрів.