ГР 34 ТМ-Ф ОСНОВИ ГІДРАВЛІКИ І ТЕПЛОТЕХНІКИ ТЕМА Гідравлічний привод

 

Гідравлічний привод

До гідроприводу відносять сукупність обладнання, яке призначене для приведення в рух механізмів і машин через рідину.

До гідравлічної передачі входить насос, гідродвигун і з’єднуючі їх магістральні канали, а також обладнання управління ними та обслуговування. За принципом дії гідроприводи поділяються на об’ємні і гідродинамічні.

В об’ємних гідроприводах використовують насоси і гідродвигуни об’ємного типу і тому їх робота основана на використанні нестисненості рідини при певних режимах та передачі тиску за законом Паскаля. Прикладом таких гідроприводів можуть слугувати гідравлічний прес, система гідравлічного гальмування у автомобілі.

В гідродинамічних приводах гідравлічною передачею є лопатеві насоси і турбінні колеса, які розміщені співвісно на невеликій відстані. При цьому насос нагнітає потік рідини на турбінне колесо, передаючи обертовий рух і круглий момент. Такого типу привод називають гідравлічними передачами, конструктивні особливості та принцип дії яких буде розглянуто в наступному параграфі.

Змінюючи напрям руху і подачу рідини, можна змінювати швидкість і напрям обертання гідродвигуна або переміщення поршня в гідроциліндрі.

За видом джерела енергії об’ємні гідроприводи поділяються на три типи: насосний, акумуляторний і магістральний.

В насосному гідроприводі використовується для подачі робочої рідини насоси об’ємної дії. Вони бувають із замкнутою і розімкнутою циркуляцією, тобто коли рідина із гідродвигуна поступає відповідно у всмоктуючу магістраль насоса і гідробак. В акумуляторному гідроприводі робоча рідина подається в гідродвигун від попередньо зарядженого гідроакумулятора. Їх використовують в системах з короткочасним робочим циклом (наприклад, відкриття і закрили шлюзів). В магістральному гідроприводі робоча рідина подається в гідродвигун від гідромагістралі, яка живить від насосної станції одночасно декілька гідродвигунів.

За характером руху вихідної ланки гідроприводи бувають поступального, повторного і обертового рухів (рис. 3.20). Ці ланки можуть мати стабільну швидкість, а також із зміною її за певним законом залежно від заданого пристрою.

Рис. 3.20. Схеми об’ємного гідроприводу обертового (а),  поступального (б) і поворотного (в) руху

У процесі роботи різноманітних машин виникає необхідність змінювати швидкість їх робочих органів, для чого в гідроприводі треба мати управління, яке може здійснюватися трьома способами: дросельним, машинним, а також комбінованим. При дросельному керуванні частина рідини, що подається насосом, відводиться в зливну магістраль і не виконує корисної роботи. В гідроприводі з машинним керуванням зміна швидкості вихідної ланки здійснюється шляхом зміни об’єму насоса чи гідродвигуна. Дросель може включатися послідовно в нагнітальному трубопроводі такої схеми на виході і тоді будемо мати комбінований спосіб.

К.к.д. гідроприводу з дросельним управлінням поруч з іншими втратами враховує к.к.д. системи управління. При послідовному під’єднанні двоселя:

 

Sдр.

                                                                                  η=0,385                                                                          (3.25)

Sдр.max

 при паралельному під’єднанні: 

 

Qдр.

                                                                                             η=1- ,                             (3.26)

Q_H

 

де S_др. і S_др.max  – відповідно поточна і максимальна величина

площі проходного перерізу дроселя;

Q_др. і Q_H – витрати дроселя і насоса. 

Робочою рідиною в гідроприводах служать різноманітні мінеральні мастила: індустріальне, турбінне, веретенне, трансформаторне та інші. Вона одночасно є і змащуючим та охолоджуючим агентом. Тому робоча рідина повинна відповідати таким вимогам: мати високі змащувальні характеристики, не значну зміну в’язкості в робочому діапазоні температур, низьку пружність парів і високу температуру кипіння, бути хімічно нейтральним до матеріалів гідравлічної системи, мати високу механічну стійкість, стабільність характеристик в процесі збереження та експлуатації, бути пожежобезпечним, нетоксичним, мати хороші діелектричні властивості.

Гідропривод має такі переваги:

–                безступеневе регулювання швидкостей в широкому діапазоні;

–                можливість працювати в умовах перевантажень;

–                можливість автоматизації і дистанційного керування;

–                простота конструкції;

–                самозмащення окремих елементів.

До недоліків гідроприводу слід віднести такі:

–                значні втрати енергії при передачі руху;

–                залежність експлуатаційних характеристик від температурних умов роботи;

–                можливе неконтрольоване витікання робочої рідини.

Розглянемо одну із багаточисленних принципових схем гідроприводу.

  

Рис. 3.21. Гідропривід підйомного механізму навантажувача

Шестеренчатий насос 3 подає робочу рідину з баку 4 через розподільних 2 до силового гідроциліндра і піднімає його разом з вантажною платформою. При цьому шток розподільника повинен знаходитися у верхньому положенні. Якщо шток розподільника перевести у середнє положення, то циліндр відключиться від насосу і від зливного баку. Таким чином рідина в циліндрі буде закрита і поршень разом з площадкою буде зафіксованим у певному положенні. При переведенні рукоятки в нижнє положення гідроциліндр з’єднується з масляним резервуаром і під дією сил тяжіння платформа з вантажем опускається, видаляючи рідину із циліндра в бак.