Рабочие жидкости гидроприводов

В гидроприводах используют минеральные и синтетические масла, эмуль-сии и водно-гликолевые растворы (тасолы). Они часто содержат добавки, улуч-шающие эксплуатационные свойства, и ингибиторы коррозии.

Минеральные масла выгодно отличаются дешевизной и доступностью, работоспособностью в широком диапазоне температур, обладают хорошими смазывающими свойствами, что уменьшает износ трущихся поверхностей. Их главным недостатком является воспламеняемость, что обусловливает повышен-ные требования к безопасности.

Синтетические масла производят на основе хлорированных углеводородов, органичеких соединений, силиконов. К их преимуществам относятся негорю-честь и работоспособность в течение длительного времени. При высоких температурах, однако, возможно разложение с выделением кислот, вызывающих коррозию элементов гидропривода.

Эмульсии являются диспергированными несмешивающимися смесями масел и воды, содержащими до 80 % второго компонента. Они, кроме того, содержат эмульгаторы и добавки, препятствующие возникновению электро-химической коррозии. Следует иметь в виду, что диапазон их применения ограничен повышенной испаряемостью при высоких температурах и замерзанием при низких.

Водно-гликолевые растворы работоспособны при отрицательных темпера-турах. Вязкость и воспламеняемость зависят от содержания воды. При высокой частоте вращения и больших нагрузках резко снижают ресурс подшипников из антифрикционных материалов. Вызывают электрохимическую коррозию деталей из алюминиевых сплавов и разрушают покрытия из цинка, кадмия, магния.

При выборе рабочих жидкостей необходимо также выполнять рекоменда-ции производителей элементов гидроприводов.

Гидропередачи

Гидропередачи вращательного движения (трансмиссии) предназначены для бесступенчатого регулирования частоты вращения различных механизмов при большой передаваемой мощности. Они состоят из насоса и гидромотора и конструктивно могут быть выполнены в раздельном исполнении (на рис.48,а насос и мотор соединены трубопроводами) или в виде единого агрегата (на рис.48,б аксиально-поршневые насос и мотор скомпонованы в одном корпусе).

 

а)

б)

Рис.48

Регулирование частоты вращения выходного вала гидропередачи осуще-ствляется изменением подачи насоса, либо изменением рабочего объема мотора, либо тем и другим вместе. В первом примере это достигается изменением эксцентриситета, а во втором – угла наклона дисков сопряженных машин. Без учета утечек частота вращения мотора связана с частотой насоса и рабочими объемами машин соотношениями

Теоретическая потребляемая мощность и крутящий момент на валу мотора равны

где Δpм – перепад давлений;

φм – угловая скорость.

В пределах, обеспечивающих приемлемые значения КПД (80-95 %), общий диапазон регулирования может достигать 500:1.

Пневмопривод

Пневмопривод широко применяется для механизации и автоматизации операций, не требующих строго заданного режима перемещения исполнительного органа (зажим, поворот, кантование, пневмоинструмент и т.п.). В роботехнике доля пневмопривода превышает 50 %. Это объясняется такими преимуществами, как

– высокая скорость срабатывания;

– работоспособность в экстремальных условиях эксплуатации (высокие и низкие температуры, радиация, вибрации);

– пожаробезопасность;

– простота конструкции и надежность;

– легкость обслуживания.

К недостаткам пневмопривода относятся большой расход энергии на сжатие воздуха и склонность к коррозии.

Принципиальная схема пневмопривода возвратно-поступательного движения приведена на рис.49.

В исходном состоянии поршни пневмоцилиндров 1 и 8 занимают крайнее левое положение, кулачки прижимают подпружиненные выключатели 3 и 6. Через выключатель 3 сжатый воздух подается в правую полость распреде-лителя 5 и удерживает его в левом положении. Сигнал от выключателя 6 прерван пневмотумблером 9. При кратковременном включении тумблера воздух поступает в левую полость распределителя 2 и перемещает его вправо (вторая полость через подпружиненный выключатель 7 связана с атмосферой). Последующее выключение пневмотумблера прерывает сигнал, но пере-ключатель 2 остается в правом положении и поршень пневмоцилиндра 1 начинает двигаться вправо, освобождая выключатель 3. Правая полость распределителя 5 при этом сообщается с атмосферой. В конце хода поршня срабатывает выключатель 4, разблокируется и начинает перемещаться пор-шень пневмоцилиндра 8. После срабатывания выключателя 7 перемещается распределитель 2 и поршень пневмоцилиндра 1 возвращается в исходное положение. То же происходит с поршнем пневмоцилиндра 8 после сра-батывания выключателя 3. При повторном включении пневмотумблера все операции повторяются.

сжатый воздух в атмосферу

Рис. 49

 

(1-фильтр; 2-редуктор; 3-манометр; 4- маслораспылитель;

5-переключатель потоков, 6-пневмоцилиндр)

 

На рис.50 приведена схема автоматической блокировки перемещения двух пневмоцилиндров.

1 8

 

 

2 3 4 5 6 7

9

 

Рис. 50

На рис.51 приведена функциональная схема пневмопривода отрезного полуавтомата. Воздух через распределитель 1 с ручным приводом поступает в пневмоцилиндр 3 с кулачком на конце штока. Из штоковой полости цилиндра воздух удаляется в атмосферу через дроссель 2, с помощью которого регулируется скорость опускания поршня. Происходит зажим изделия. В конце хода поршня срабатывает роликовый переключатель 4 и воздух через дроссель 5 направляется в распределитель 6. Под действием давления золотник занимает нижнее положение и к магистрали со сжатым воздухом подключается распределитель 8, питающий поршневые полости пневмоцилиндров 9 и 10. Одновременно через дроссель 7 наполняется воздухом его правая полость. Из штоковых полостей пневмоцилиндров воздух сбрасывается в атмосферу. При перемещении поршней пневмоцилиндров 9 и 10 изделие разрезается. После наполнения правой полости распределителя 8 и его срабатывания сжатый воздух поступает в штоковые полости пневмоцилиндров и нижнюю полость распределителя 1. Из поршневых полостей воздух сбрасывается в атмосферу и поршни занимают исходное положение. Одновременно переключается распределитель 1, подавая воздух в штоковую полость пневмоцилиндра 3 и опорожняя поршневую полость. При ходе поршня вверх освобождается ролик переключателя 4, он возвращается в исходное положение и с атмосферой через обратный клапан 11 соединяется верхняя полость распределителя 6, который под действием пружины также занимает исходное положение. Настройкой дросселей 5 и 7 обеспечивается нужная задержка выполнения операций.

 

 

 

3

2 1

 

 

9 10

5

 

4

7

11 6

8

 

Рис. 51