Дросельне регулювання швидкості

Дросельне регулювання швидкості руху виконавчих органів автоматизованого обладнання полягає у використанні дроселів для регулювання витрат робочої рідини. До того ж використовується гідронасос постійної продуктивності, який гарантовано перевищує максимальні витрати робочої рідини за максимальної швидкості переміщення поршня циліндра. Надлишок рідини постійно через запобіжний клапан, який у даному випадку виконує функцію переливного клапана, потрапляє до гідробаку.

Використовують дросельне регулювання швидкості переміщення поршня циліндра на вході, на виході та паралельне дросельне регулювання.

Рисунок 6.4 – Принципові схеми гідроприводу з дросельним регулюванням швидкості вихідної ланки гідродвигуна на вході (а), виході (б) та паралельне дросельне регулювання (в).

 

При дросельному регулюванні швидкості (рисунок 6.4, а) дросель 1 встановлюють у напірній гідролінії між гіднонасосом та гідроциліндром, підпірний клапан 2 призначений для забезпечення стабільності швидкості за незначної її величини.

Дросель 1 (рисунок 6.4, б) може також встановлюватись у зливній магістралі за регулювання швидкості на виході.

У разі паралельного дросельного регулювання дросель 1 (рисунок 6.4, в) встановлюється між гідронасосом та зливною гідролінією. При незначній швидкості її стабільність забезпечують підпірним клапаном 2.

Дросельне регулювання швидкості найбільш розповсюджене регулювання завдяки простоті, надійності та низькій вартості, але має суттєвий недолік – залежність витрат робочої рідини через дросель від різниці тисків на ньому.

Швидкість переміщення поршня визначається відповідно

Вхідний тиск р₁ рівний тиску на виході гідронасоса р_н, а вихідний – визначається, як тиск у гідроциліндрі р_ц

Тоді

Розгляд одержаного рівняння вказує, що нестабільність швидкості переміщення поршня циліндра визначається коливаннями корисного зусилля F_к (навантаження).

Дросельне регулювання швидкості, незважаючи на незначний коефіцієнт корисної дії (не перевищує 0.7), одержало широке застосування у верстатному гідроприводі потужності до 10 кВт.

Для підвищення стабільності швидкості за дросельного регулювання використовують регулятори витрат.

На рисунку 5.5 наведені залежності відносної швидкості транспортування від відносного навантаження р_в = р/р_mах, де v і р поточне значення швидкості та тиску, v_mах і р_mах- максимальне значення швидкості та тиску.

 

Рисунок 6.5 – Залежність відносної швидкості (v_в) від відносного

навантаження (р_в) за об 'ємного регулювання (1), дросельного

послідовного (2) та паралельного (3) встановлення дроселя

 

Найбільшу стабільність забезпечує об'ємне регулювання, за якого досягається найвищий ККД приводу. Значно нижча стабільність швидкості за послідовного (2) та паралельного (3) підключення дроселя.

У потужних гідроприводах тривалими робочими ходами обґрунтовано використовувати об'ємний гідропривід, який більш економічний за значних витрат робочої рідини.

Дросельне регулювання швидкості економічно вигідне за незначної потужності гідроприводу з короткочасними робочими ходами.

Гідравлічні дроселі

Дросель – гідроапарат, який використовується для регулювання витрат робочої рідини, які визначаються за виразом

де , – коефіцієнт витрат, який залежить від параметрів отвору дроселя, стискання та швидкості протікання робочої рідини через отвір тощо, для розрахунків приймають = 0,62...0,71;

s_д – площа прохідного перерізу дроселя;

p_вх, p_вих – тиск на вході та виході дроселя;

– густина рідини. Для олив =870…900 кг/м³.

Дросель конструктивно простий, малогабаритний та надійний у експлуатації гідроапарат, що дає змогу у широкому діапазоні регулювати витрати робочої рідини і відповідно швидкість переміщення поршня. Типи дроселів приведені в таблиці 6.1

Таблиця 6.1 – Типи дроселів

Гідравлічний дросель являє собою гідравлічний опір. Гідравлічний опір залежить від площі прохідного перерізу потоку його форми та в'язкості рідини. В результаті тертя рідини, яке виникає під час протікання її через дросель, з'являється перепад тисків, який можна усунути конструкцією дроселя.

Переважно дроселі виготовляються з паралельно розташованим зворотним клапаном (рисунок 6.6).

Рисунок 6.6 – Гідравлічний дросель із зворотним клапаном

Вибір типу дроселя здійснюють з урахуванням створюваного ним гідравлічного опору, чутливості до настроювання та забруднень рідини. Приклади використання дроселів наведені в таблиці 6.2

 

Таблиця 6.2 – Використання гідравлічнихдроселів