Дросельне регулювання швидкості руху вихідної ланки гідродвигунів

Мета роботи

Дослідити гідропривід з дросельним регулюванням та установити залежність швидкості переміщення штоку гідроциліндра при робочій подачі від площі прохідного перерізу дроселя

Теоретичні відомості

Об’ємне регулювання швидкості

Одним з визначальних параметрів роботи гідродвигуна є швидкість переміщення його вихідної ланки. Швидкість може бути фіксованою під час прямого та зворотнього ходу, регульованою за прямого та зворотнього ходу, змінною і регульованою на протязі прямого ходу і т. п.

Враховуючи, що швидкість поршня циліндра визначається , а частота обертання вала гідромотора - , то очевидно, що складно і недоцільно виконувати регульованими конструктивні параметри S (активна площа поршня) і q (геометричний робочий об'єм гідромотора), більш ефективно використовувати регулювання витрат робочої рідини.

Об'ємне регулювання швидкості руху вихідної ланки гідродвигуна полягає у використанні у гідроприводі насоса 1 з регульованою продуктивністю (рисунок 6.1). Регулюванням продуктивності гідронасоса забезпечують регулювання швидкості переміщення поршня циліндра 2 або частоти обертання вала гідромотора. Для запобігання недопустимого підвищення тиску у гідросистемі встановлюють запобіжний клапан 3, а підпірний клапан 4 використовують для забезпечення плавності ходу поршня та неможливості попадання повітря у гідросистему. Підпірний клапан налагоджується на тиск відкривання 0,3...0,8 МПа.

Рисунок 6.1 - Гідравлічна схема гідроприводу з об 'ємним регулювання швидкості руху вихідної ланки гідроприводу

Баланс витрат робочої рідини складе

,

де Q_н – продуктивність насоса, м³ /с;

v – швидкість поршня циліндра, м/с;

S₁ – площа поршня циліндра, м²;

Q_ВТ – втрати робочої рідини на шляху від гідронасоса до гідродвигуна, враховуючи об'ємні втрати у самому двигуні, м³/с.

Тоді швидкість переміщення поршня

і зміна швидкості, м/с,

де v_т - теоретична швидкість поршня без урахуванням втрат.

Отже, стабільність швидкості переміщення поршня, у разі об'ємного регулювання, залежить від об'ємних втрат робочої рідини. Втрати робочої рідини визначаються тиском у гідросистемі і не залежать від величини витрат.

 

Ступеневе регулювання швидкості

Ступеневе регулювання швидкості виконавчого органу забезпечується встановленням у гідроприводі двох гідронасосів постійної продуктивності.

Часто гідропривід повинен здійснювати швидке підведення, наприклад інструменту, та зі значно меншою швидкістю - виконання власне технологічної операції (наприклад різання). У таких випадках у гідроприводі встановлюють два гідронасоси (рисунок 6.2) різної продуктивності 1 – низької і 2 – високої продуктивності. Під час здійснення прямого ходу одночасно працюють два насоси, що забезпечує швидке підведення різця до заготовки. Під час врізання різця і початку процесу різання миттєво зростає навантаження на шток циліндра, і відповідно, тиск на виході гідронасоса 1, клапан 3 відкривається і робоча рідина, яка подається гідронасосом 2 більшої продуктивності, потрапляє до гідробаку. Швидкість переміщення поршня зменшується до величини робочої подачі.

Рисунок 6.2 - Ступеневе регулювання Рисунок 6.3 - Ступеневе регулювання

швидкості виконавчого органу з швидкості виконавчого органу з

допомогою двох гідронасосів постійної допомогою двох гідронасосів постійної

продуктивності та клапану тиску продуктивності та розподільника

На рисунку 6.3 наведена принципова схема гідроприводу з двома гідронасосами різної продуктивності (1 і 2), гідроциліндр 8 керується розподільником 7, клапан 3 запобігає недопустимому перевищенню тиску у гідросистемі. За даною схемою швидкість переміщення поршня може мати три швидкості, які визначаються продуктивністю насоса – 1, або – 2, або обох гідронасосів разом. Керує швидкістю переміщення поршня циліндра, і відповідно, витратами робочої рідини розподільник 4.