На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 92354


Наименование:


Реферат Гидропривод и ГПА

Информация:

Тип работы: Реферат. Предмет: Машиностроение. Добавлен: 19.11.2015. Сдан: 2014. Страниц: 30. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Гидропривод и ГПА

Литература
Абонемент: Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: 1971. – 672 с.
Чит. зал, WWW: 1. Холин К.М., Никитин О.Ф. Основы гидравлики и объемные гидроприводы. – М.: 1989. 2. Свешников В.К., Усов А.А. (Свешников В.К.) Станочные гидроприводы. Справочник. – М.:

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ
Гидравлический привод (гидропривод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии. Простейший гидропривод – гидравлический домкрат.

На поршень ручного насоса площадью S1 действует сила F1. В результате в жидкости возникает давление:
P=F1/S1.
Единица измерения давления – Паскаль, равный Н/м2. Чаще используется мегапаскаль (МПа), равный 106 Па. Традиционно используется также атмосфера (бар). 1 атмосфера =кгс/см2 или »0.1 МПа (105 Па).
Груз начнет подниматься, если будет достигнуто необходимое для этого давление. Для этого надо, чтобы произведение давления P на площадь поршня S2 в гидроцилиндре превысило вес груза F2:
P?S2?F2
Давление в гидроцилиндре может подняться только до пределов, определяемых нагрузкой. После этого давление (при постоянной нагрузке) остается постоянным.
Чем быстрее поршень насоса движется вниз, тем больше жидкости подводится к гидроцилиндру за единицу времени, и тем быстрее будет подниматься груз. Скорость подъема груза V2 зависит от объемного расхода жидкости, поступающей в гидроцилиндр и площади поршня гидроцилиндра:
V2=Q/S2
Объемный расход – объем жидкости, протекающий, например, через трубопровод в единицу времен. Измеряется в м3/секунду или литр/минуту. Литр = кубический дециметр или 10-3 м3.

В гидроприводах механическая энергия двигателя преобразуется в гидравлическую, в этой форме передается и регулируется, а затем снова преобразуется в механическую энергию. Таким образом, гидропривод представляет собой своего рода управляемую «гидравлическую вставку» между приводным двигателем и нагрузкой и выполняет те же функции, что и, например, коробка передач.
Для преобразования механической энергии (параметры – крутящий момент М, частота вращения n) в гидравлическую (параметры – давление P, расход рабочей жидкости Q) служат объемные насосы, а для обратного преобразования – объемные гидродвигатели.

2. Базовые характеристики насосов
Главная характеристика объемного насоса – рабочий объем q, или объем жидкости подаваемый насосом за один оборот. Обычно измеряется в см3. Например, если частота вращения вала насоса n=1800 об/мин, а рабочий объем q=100 см3, то теоретическая подача насоса QТЕОР равна:

QТЕОР= n?q=1800?100=180000 см3/мин=180 литров/мин=0.18 м3/мин=0.003 м3/секунду.

Фактическая подача QФАКТ на выходе насоса всегда меньше теоретической QТЕОР. Потери подачи учитываются объемным КПД hОБ:
, .
Теоретический момент на валу насоса МТЕОР связан с разностью давлений рабочей жидкости на его входе и выходе DP и рабочим объемом q соотношением:
.
Например, если рабочий объем насоса q=100 см3, давление на его входе 0, а на выходе 10 МПа, то теоретический крутящий момент на валу насоса МТЕОР должен быть равен:
.
Фактически момент на валу насоса MФАКТ всегда выше теоретического МТЕОР. Потери момента учитываются механическим (гидромеханическим) КПД:
,
Качество преобразования механической в гидравлическую энергию оценивается общим КПД насоса, равному отношению гидравлической мощности NГИДР на выходе насоса к механической мощности NМЕХ на его валу:
.
Гидравлическая мощность NГИДР, Вт, потока жидкости с расходом Q, м3/с, и избыточным давлением P, Па, равна произведению расхода на давление:

Например, если Q=180 л/мин, а P=10 МПа, то гидравлическая мощность равна:

Механическая мощность NМЕХ, Вт, равна произведению крутящего момента МКР, Н?м, на угловую скорость вращения вала w, радиан/секунду (или произведению скорости, м/с, на силу, Н, для линейного движения):
.
Например, если МКР=200 Н?м, а частота вращения n=1800 об/мин, то механическая мощность равна:

Различают регулируемые или нерегулируемые насосы. Условное изображение насоса имеет вид (зачерненный треугольник служит признаком работы устройства с жидкостью, незачерненный – с газом):



Насос нерегулируемый Насос регулируемый
с нереверсивным потоком с реверсивным потоком с нереверсивным потоком с реверсивным потоком

3. Базовые характеристики гидродвигателей
В качестве гидродвигателей чаще всего используют гидроцилиндры, гидромоторы и поворотные гидродвигатели.
Гидроцилиндры обеспечивают возвратно-поступательное движение выходного звена (поршня со штоком или корпуса гидроцилиндра). Пример условных изображений гидроцилиндров:

Гидроцилиндр двухстороннего действия поршневой с односторонним штоком Гидроцилиндр двухстороннего действия поршневой с двухсторонним штоком

Теоретическое усилие FТЕОР, Н, на штоке гидроцилиндра с односторонним штоком равно:
при выдвижении штока – FТЕОР = P1?S1 – P2?S2,
при втягивании штока – FТЕОР = P2?S2 – P1?S1,
где S1, S2 – площади поршня в бесштоковой и штоковой полостях гидроцилиндра, м2;
P1, P2 – давление жидкости в бесштоковой и штоковой полостях гидроцилиндра, Па.
Скорость штока равна: при выдвижении – V1=Q/S1, при втягивании – V2=Q/S2, где Q – расход рабочей жидкости, поступающей в каждую полость, м3/секунду.
Гидромоторы обеспечивают неограниченное вращательное движение выходного вала. Пример условных изображений гидромоторов:

Гидромотор нерегулируемый Гидромотор регулируемый



с нереверсивным потоком с реверсивным потоком с нереверсивным потоком с реверсивным потоком

Теоретический момент на валу гидромотора МТЕОР, Н?м, связан с разностью давлений рабочей жидкости на его входе и выходе DP, Па, и рабочим объемом q, м3, соотношением:
.
Теоретическая частота вращения n, об/секунду, вала гидромотора с рабочим объемом q, м3, на вход которого поступает расход Q, м3/секунду, равна:
.
Поворотные гидродвигатели обеспечивают ограниченный поворот выходного звена (вала). Пример условного изображения и устройства поворотных гидродвигателей:
Теоретический момент на валу поворотного гидродвигателя МТЕОР, Н?м, связан с разностью давлений рабочей жидкости на его входе и выходе DP и рабочим объемом q, м3, соотношением:
.
Теоретическая угловая скорость поворота вала поворотного гидродвигателя w, радиан/секунду, на вход которого поступает расход Q, м3/секунду, равна:
.

4. Пример проектирования простейшего гидропривода
Создадим гидропривод, гидроцилиндр которого должен обеспечивать движение в обе стороны с управляемой скоростью, а также неподвижно останавливаться, даже под нагрузкой, в любом месте. Начнем с того, что к насосу и гидроцилиндру добавим бак с рабочей жидкость и будем постепенно улучшать конструкцию, добавляя устройства, которые:
– ограничивают нагрузку (давление) на насосе (переливной или предохранительный гидроклапан);
– управляют изменением направления потока рабочей жидкости (гидрораспределитель);
– изменяют скорость движения гидроцилиндра (дроссель).


а) б) в)

г) д) е)

Насос 1 приводится во вращение электродвигателем М, всасывает рабочую жидкость из гидробака 2 и по трубопроводу 3 подает ее в бесштоковую полость гидроцилиндра 5. По схеме на рисунке а, поршень будет стоять неподвижно, поскольку жидкость в штоковой полости не имеет стока (заперта).
Добавляем линию слива, соединяющую штоковую полость гидроцилиндра с гидробаком (рисунок б).
Если поршень упрется в крышку гидроцилиндра, то давление в системе возрастет до опасных пределов. Для предотвращения этой опасности в любом гидроприводе устанавливается предохранительный клапан 4 (рисунок в). В предохранительном клапане усилие пружины прижимает запорный элемент к седлу. С противоположной стороны жидкость давит на запорный элемент. Если давление превышает усилие настройки пружины, запорный элемент поднимается и перепускает жидкость на слив (в бак). Давление уже не возрастает, а вся подача насоса сливается в бак.
Добавляем распределитель 6, обеспечивающий прямое и обратное движение поршня гидроцилиндра, а также его останов в любом положении. Гидрораспределитель имеет три позиции (3 возможных схемы движения жидкости). На гидравлических схемах распределитель всегда показывается в исходном положении.
В позиции «0», как показано на рисунке д, все гидролинии перекрыты и поршень не может сместиться на вправо, ни влево. В позиции «b» (рисунок е) поршень движется вправо (шток выдвигается), а позиции «а» – влево (шток втягивается).
Чтобы изменять скорость перемещения поршня в гидроцилиндре, необходимо изменять величину подаваемого в гидроцилиндр расхода жидкости. Для этого устанавливаем регулируемый дроссель 7 (рисунок е). С помощью дросселя можно изменять проходное сечение трубопровода, через которое жидкость поступает в гидроцилиндр. При уменьшении проходного сечения дросселя давление перед ним повышается. Предохранительный (переливной) клапан 4 приоткрывается, и часть подачи насоса напрямую поступает в бак. В гидроцилиндр поступает только остаток от подачи насоса, и скорость поршня уменьшается.
При выдвижении поршня (рисунок е) давление между насосом и дросселем равно давлению настройки предохранительного клапана, а между дросселем и гидроцилиндром – давлению, соответствующему нагрузке от силы F.

5. Гидродинамические передачи, области применения, преимущества и недостатки
Гидроприводы подразделяются на два класса: гидродинамические и объемные.
Гидродинамическая передача (ГДП) – гидравлическая передача, состоящая из лопастных колес (насосного и турбинного) с общей рабочей полостью, в которой крутящий момент передается за счет изменения момента количества движения рабочей жидкости.
Насосное колесо разгоняет поток жидкости, который с силой ударяет по турбинному колесу. Затем через реактор (колесо с направляющими лопатками) жидкость возвращается к входу в насосное колесо. Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу и обеспечивает передачу крутящего момента.


Гидродинамическая передача автоматически обеспечивает практически постоянную нагрузку на входе при переменной нагрузке на выходе. Это обеспечивается следующим образом:
– при возрастании сопротивления на выходе уменьшается скорость вращения выходного вала и, соответственно, турбины;
– чем больше разница между частотами вращения насосного и турбинного колеса, тем больше возрастает динамический напор жидкости от насосного колеса на турбину. Давление струи жидкости на стенку равно r?DV2, где DV – разность скоростей потока и стенки;
– чем больше динамический напор жидкости на турбину, тем выше крутящий момент на турбине и, следовательно, на выходном валу.
Гидродинамические передачи бывают двух видов – гидродинамические муфты и гидротрансформаторы. Максимальный крутящий момент, передаваемый муфтой, не превышает момент на входе, а у гидротрансформатора может быть до 2.5 раз выше.
Главная область применения гидродинамических передач – автомобили. Практически обязательна их установка в качестве части коробки передач в грузовиках, автобусах, тяжелой военной техники. Часто их используют в автоматических коробках передач легковых машин, а также в приводах тепловозов и судов.
Достоинства гидродинамических передач:
– передача крутящего момента происходит без жесткой кинематической связи, поэтому минимизируются ударные и динамические нагрузки на привод,
– непрерывное и автоматическое изменение скорости движения и передаваемого момента в зависимости от нагрузки в диапазоне 1 : 2,5,
Недостатки:
– низкий КПД (< 80%) и, соответственно, высокое выделение тепла,
– сложность реверсирования передачи,
– малый диапазон автоматического изменения крутящего момента гидропередачи,
– высокая цена (~10% от стоимости автомобиля),
– высокая сложность и стоимость ремонта.

6. Объемные гидроприводы, области применения, преимущества и недостатки
В общем машиностроении используются, как правило, объемные гидроприводы. Объемный гидропривод – привод, в состав которого входит гидравлический механизм (объемные гидромашины), в котором рабочая среда находится под давлением. В объемных гидромашинах (насос, гидродвигатель) полости с высоким и низким давлением герметично (или почти герметично) изолированы друг от друга.
Объемные гидроприводы разделяют на две большие группы: с дроссельным и машинным (объемным) регулированием. В гидроприводах с объемным регулированием используются гидромашины с регулируемым рабочим объемом q.
Объемные гидроприводы разделяют на две большие группы по способу управления скоростью выходного звена (гидромотора, гидроцилиндра): ОГП с дроссельным и с машинным (объемным) регулированием. В ОГП с дроссельным регулированием скорость регулируется посредством изменения сопротивления течения жидкости дросселем. В ОГП с объемным регулированием скорость регулируется изменением рабочего объема q насоса и/или гидромотора.
Гидроприводы с объемным регулированием разделяют на гидроприводы с разомкнутым и замкнутым потоком. В гидроприводах с разомкнутым потоком рабочая жидкость циркулирует по кругу: бак – насос – гидродвигатель – бак. В гидроприводах с замкнутым потоком рабочая жидкость циркулирует между насосом и гидромотором, а неизбежные утечки компенсируются вспомогательным насосом. Особенность гидроприводов с замкнутым потоком – предохранительный клапан перепускает рабочую жидкость не в бак, а в линию низкого давления.

с разомкнутым потоком с замкнутым потоком

нереверсивный гидропривод

реверсивный гидропривод

Подробная классификация гидро- и пневмоприводов приведена в ГОСТ 17752–81 «Гидропривод объемный и пневмопривод. Термины и определения».
Главная область применения объемного гидропривода – необходимость больших и очень больших усилий (до 80.000 тонн) при относительно небольших скоростях перемещения (порядка 10 м/с, 3000 об/мин).
Наиболее широко применяется в машиностроении в кузнечно-прессовом оборудовании; тракторах, дорожно-строительных машинах, автокранах (привод рабочих органов); горной технике (проходческие щиты, гидрокрепь). Реже – в качестве трансмиссии тяжелой военной техники, авиации (привод рулей, шасси).
В станках и приспособлениях используется в главных приводах протяжных и строгальных станков, приводах подачи шлифовальных станков, зажимных устройствах, устройствах смены инструментов. Реже используется в гидростатических подшипниках тяжелых станков, для гидравлической разгрузки планшайбы (диаметр до 18 м у карусельных станков), уравновешивании тяжелых подвижных частей.
Достоинства:
1) Высокая удельная энергоемкость, равная отношению передаваемой мощности к объему или массе привода (наивысшая в общем машиностроении).
2) Малая инерционность подвижных частей (момент инерции гидромотора в 5…7 раз меньше, чем у электромотора одинаковой мощности; скорость реверса ГП мощностью 500 кВт порядка 0.1 с).
3) Высокая жесткость (малое изменение скорости при изменении нагрузки).
4) Простота плавной регулировки скорости выходного звена.
5) Простота получения линейного перемещения.
Недостатки:
1) Сложность в обслуживании (регулярная замена фильтров) из-за повышенной чувствительности к загрязнениям рабочей жидкости.
2) Низкий КПД дроссельных схем регулирования.
3) Сложность организации работы при низких (–60 оС) и при высоких (+120 оС) температурах.
4) Пожароопасность при использовании горючих рабочих жидкостей.

7. Гидроаппараты объемных гидроприводов
Гидроаппараты объемных гидроприводов делятся на следующие группы:
1) гидроаппараты для управления давлением РЖ (гидроклапана);
2) гидроаппараты для регулирования расхода РЖ;
3) гидроаппараты изменении направления течения РЖ;
4) вспомогательные гидроаппараты.
Главные характеристики гидроаппаратов – максимальное рабочее давление и номинальный расход.
Номинальный расход можно грубо оценить по условному проходу (условному диаметру) DY. Чем больше DY, тем больший расход может пропустить через себя гидроаппарат. Например, гидроклапан с DY=6 мм рассчитан на максимальный расход 18 л/мин, а с DY=25 мм – уже на 300 л/мин.
Если фактический расход через гидроаппарат больше, чем номинальный, то резко возрастают потери давления и гидроаппарат вообще может отказать. С другой стороны, чем больше DY, тем больше масса, размеры и стоимость гидроаппарата.
Обозначение гидроаппаратов обычно составляют из одного-двух (клапан) или 2-3 квадратов, примыкающих друг к другу (распределитель); один квадрат соответствует одной дискретной позиции. Обозначение должно изображать изделие в нормальном или нейтральном положении (в положении «на складе»).
Линии потока изображают линиями со стрелками, показывающими направление потока. Рабочую позицию можно наглядно представить, перемещая квадрат или линию потока таким образом, чтобы внешние гидролинии совпали с линиями потока в этих квадратах.

Давление управления равно нулю, клапан закрыт
Давление управления равно давлению срабатывания, клапан открыт

Обозначения механизмов управления изображают рядом с обозначением устройств, которыми они управляют таким образом, чтобы сила воздействия механизма мысленно перемещала стрелки или квадратики устройства в другую позицию. Обозначения управления аппаратом может быть вычерчено в любой удобной позиции с соответствующей стороны базового обозначения аппарата.
Примеры обозначения управления …

… от электромагнита … от кулачка … ручное с фиксацией положения … гидравлическое с регулируемым усилием возврата

… общий символ … от педали … от толкателя с роликом … от рукоятки

… пневматическое … гидравлическое … от кнопки толкающей

ГИДРОАППАРАТЫ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ

Гидроклапан – это гидроаппарат, оказывающий заранее заданным образом влияние (управление) на давление РЖ в гидросистеме или ее части. Управление достигается за счет изменения размеров проходного сечения под воздействием давления РЖ.
Напорный гидроклапан предназначен для ограничения давления в подводимом к нему потоке рабочей жидкости. Условное изображение клапана прямого действия:

Принцип работы. РЖ под давлением pE стремится открыть запорный элемент клапана. Сила, которая стремится открыть запорный элемент, равна:
Fhydr=pE?S,
где S – площадь проходного сечения.
С противоположной стороны на запорный элемент действует сила
FF = pА?S + FПРУЖ
где pA – давление на выходе клапана (над запорным элементом); FПРУЖ – усилие настройки пружины.
Когда отжимающая сила Fhydr становится больше прижимающей силы FF, запорный элемент приподнимается и открывает проходное сечение для слива избытка РЖ.
Конструктивно клапаны делятся на седельные (запорный элемент плотно прижимается к седлу) и золотниковые. Седельные клапаны быстродействующие, обладают высокой герметичностью, но обычно используются только на малые расходы. Наиболее распространены золотниковые клапаны, когда полости высокого и низкого давления разделяет поясок подвижного цилиндрического золотника.


схема клапана седельного типа схема клапана золотникового типа
Пример конструкции седельного клапана, который ввертывается в корпус блока управления 1. Клапан состоит из втулки 2, пружины 3, винта настройки 4, а также запорного элемента (конуса) с демпфирующим поршнем 5, садящимся на закаленное седло 6. Пружина прижимает конус к седлу. Усилие пружины можно настраивать маховичком. Тем самым настаивается и давление срабатывания клапана. Когда сила, действующая на конус от давления Р, превысит усилие пружины, запорный конус отойдет от седла и пропустит РЖ в полость Т.
При подъеме запорного элемента усилие от пружины возрастает. Это увеличение частично компенсирует усилие от потока жидкости, который ударяется в опорную шайбу пружины при открытии клапана.

9. Схемы включения клапанов давления


а) б) в) г)

Функция клапана давления – сравнивать давления управления выше и ниже запорного элемента («стрелки», линии потока) и открывать проход рабочей жидкости, если усилие от давления ниже стрелки выше, чем усилие давления выше стрелки, плюс усилие пружины.
Клапан (а) откроется в том случае, если давление в линии Р превысит давление в линии Т, плюс усилие пружины. По такой схеме обычно работают предохранительные и переливные клапана. Разница между ними – предохранительный клапан всегда закрыт и открывается только при повышении давления до опасных пределов. Переливной клапан всегда приоткрыт и переливает часть жидкости под давлением на слив для обеспечения дроссельного регулирования расхода.
По такой же схеме может работать и т.н. клапан последовательности, задача которого – включить подачу РЖ в отдельную часть гидросистемы при повышении давления управления до заданного значения. Например, при включении насоса вначале начнет двигаться поршень только правого гидроцилиндра. Поршень левого гидроцилиндра останется неподвижным, поскольку подачу РЖ в него блокирована клапаном последовательности. Когда шток правого гидроцилиндра остановится, например, упрется в закрепляемую деталь, давление резко возрастет. При повышении давления клапан последовательности откроется и пропустит РЖ в левый гидроцилиндр. Его шток начнет выдвигаться. Внешне это выглядит как работа двух гидроцилиндров по очереди, т.е. последовательно, поэтому клапан давления, обеспечивающий такую работу, называется клапаном последовательности.

Клапан (б) откроется в том случае, если давление во внешней линии управления X превысит давление в линии Т, плюс усилие пружины. Такая схема используется, например, в гидросистемах с гидроаккумуляторами. Разгрузочный клапан открывается, когда давление выше обратного клапана достигнет заданного значения. Это происходит, когда гидроаккумулятор полностью зарядится. После этого вся подача насоса сливается в бак практически под нулевым давлением (насос разгружается от давления).

Клапан (в) откроется в том случае, если усилие от давления в линии P превысит усилие от давления во внешней линии управления Y плюс усилие пружины. Обычно линию Y либо запирают – тогда клапан не откроется ни при каком давлении P, либо соединяют со сливом (PСЛИВА»0) – тогда клапан откроется при любом значении P.
Клапан (г) откроется в том случае, если разность сил от давлениях в линиях управления X и Y превысит усилие пружины.

10. Клапан непрямого действия
Для увеличения расхода, пропускаемого через клапан, следует увеличивать площадь его проходного сечения. Пропорционально увеличивается и сила давления жидкости на запорный элемент. Для противодействия этой силе нужна очень мощная и большая пружина. Поэтому для обеспечения пропуска больших расходов используют клапана непрямого действия. В этих клапанах основной клапан с большим проходным сечением управляется небольшим вспомогательным клапаном с малым проходным сечением. Регулируемая пружина вспомогательного клапана небольшая, поскольку должна выдерживать небольшую нагрузку на малый запорный элемент.
Пока давление в системе меньше давления настройки вспомогательного клапана, давление выше и ниже запорного элемента основного клапана одинаково. Он находится в равновесии, слегка поджимается пружиной и плотно перекрывает проходное сечение.
Когда давление в системе возрастает, вспомогательный клапан открывается и через него начинает протекать небольшой поток жидкости. Этот поток протекает через дроссель (небольшое отверстие). При течении жидкости давление после дросселя (выше запорного элемента) становится немного ниже, чем до дросселя (ниже запорного элемента). Эта разность давлений поднимает запорный элемент основного клапана и основной поток РЖ с большим расходом проходит на слив.

Часто предохранительные клапана непрямого действия используют совместно с распределителем разгрузки. В нормальном состоянии (электромагнит выключен) распределитель закрыт и клапан управляется разницей давления на его входе и выходе. При включении электромагнита распределителя полость над запорным элементом основного клапана соединяется со сливом. Клапан полностью открывается, вне зависимости от давления на входе, и перепускает всю подачу насоса на слив на минимальном давлении.


Предохранительный (переливной) гидроклапан на выходе насоса должен выбираться на полную подачу насоса. Как правило, это должен быть гидроклапан непрямого действия. Такие клапана обеспечивают практически постоянный перепад давления при изменении пропускаемого потока жидкости.

11. Редукционный клапан
В отличие от предохранительного клапана, ограничивающего уровень давления, редукционный клапан используется изменения (уменьшения) входного давления. Это необходимо, если необходимо пониженное давление только в отдельной части гидросистемы (например, для зажима хрупкой заготовки).
Выходное давление PA действует на нижний торец золотника и создает усилие, которое сравнивается с усилием регулировочной пружины. Если сила от давления PA?АК превосходит усилие пружины, то золотник смещается вверх, уменьшая сечение дросселирующей щели. В результате выходное давление остается постоянным при изменении входного давления.


ГИДРОАППАРАТЫ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА РЖ

12. Дроссельное регулирование
Дроссель – гидроаппарат, предназначенный для создания сопротивления потоку РЖ. Дроссели используются для изменения скорости движения гидродвигателей путем изменения (увеличения или уменьшения) проходного сечения дросселя.
Известны три способа дроссельного регулировании скорости выходного звена гидродвигателя:
– дросселирование на входе;
– дросселирование на выходе;
– параллельное включение (дросселирование в ответвлении).
При дросселировани на входе дроссель устанавливается в напорной гидролинии между насосом и гидродвигателем. Рекомендуется для гидроприводов, в которых гидродвигатель преодолевает внешнюю нагрузку. Нежелательно применять, если перемещается массивный объект или если нагрузка меняет свой знак в процессе движения.
Достоинства:
– давление между дросселем и гидроцилиндром всегда меньше, чем давление настройки предохранительного клапана. Пониженное давление снижает трение в уплотнениях и улучшает условия их работы;
– облегчается получение малых скоростей гидроцилиндра.
Недостатки:
– насос постоянно (даже без нагрузки на гидродвигателе) работает на максимальном давлении, на которое настроен предохранительный клапан;
– невозможность регулирования при попутной нагрузке (когда направление движения совпадает с направлением приложенной силы);
– нагретая при дросселировании РЖ поступает в гидродвигатель.
При дросселировании на выходе дроссель устанавливается между гидродвигателем и баком. Такая схема наиболее распространена в станочных гидроприводах, поскольку упрощает управление движением массивных узлов.
Достоинства:
– возможность восприятия попутных нагрузок;
– более плавное движение исполнительного органа.
Недостатки:
– насос всегда работает на максимальном давлении, вне зависимости от нагрузки;
– увеличенные силы трения в уплотнениях;
– возможность рывка в начале движения штока гидроцилиндра.
При дросселирвании в ответвлении дроссель устанавливается параллельно гидродвигателю. Дроссель ограничивает поток РЖ, поступающий в гидродвигатель, за счет перепуска части подачи насоса непосредственно в бак. Давление в системе определяется только нагрузкой и наименьшее из всех схем дроссельного регулирования. Поэтому такая схема самая энергосберегающая. Нагретая при дросселировании РЖ поступает в бак.
Главным недостатком этой схемы является необходимость иметь отдельный насос для каждого гидродвигателя. Кроме того, точность регулирования скорости гидродвигателя несколько ниже.


13. Классификация дросселей
По режиму течения жидкости в проходном сечении различают два типа дросселей – ламинарные и турбулентные. По виду зависимости расхода от перепада давлений на дросселе ламинарный дроссель называют еще линейным, а турбулентный – квадратичным. Турбулентный режим наблюдается в коротких узких щелях с острыми кромками; ламинарный – в длинных тонких каналах.

Примеры проходных сечений регулируемых турбулентных дросселей:

Игольчатый дроссель Треугольная канавка Кольцевая щель поворотного дросселя

Величина расхода РЖ Q в щели турбулентного дросселя DP определяется формулой:
,
где Q – расход, м3/с;
a – коэффициент расхода; в зависимости от конструкции щели a=0,6…0,9;
S – площадь проходного сечения дросселирующей щели, м2;
DP – перепад давления, Па (Н/м2);
r – плотность РЖ, кг/м3.
Сопротивление турбулентных дросселей практически не зависит от вязкости, а значит, и от температуры РЖ. Кроме того, короткие щели таких дросселей малочувствительны к загрязнениям РЖ. Поэтому в общем машиностроении практически всегда используются именно турбулентные дроссели.
Расход РЖ через длинный тонкий канал ламинарного дросселя определяется формулой


где Q – расход, м3/с;
d, L – диаметр и длина канала, м;
r – плотность РЖ, кг/м3;
DP – перепад давления, Па (Н/м2);
n – кинематическая вязкость РЖ, м2/с. На практике часто используют внесистемную единицу вязкости сантистокс. 1 сантистокс (сст) = 10–6 м2/с. Например, кинематическая вязкость масла МГЕ-25Т при температуре 50оС равна 50 сст или 50?10–6 м2/с.
Сопротивление ламинарных дросселей зависит от вязкости, а значит, в очень сильной степени, и от температуры РЖ. Они чувствительны к загрязнениям. Поэтому ламинарные дроссели используют редко, например, в качестве своеобразных гидравлических термометров в системе охлаждения гидропривода, а также при конструировании гидростатических подшипников.

14. Связь между нагрузкой и скоростью
Оценим, как связана скорость движения поршня гидроцилиндра в зависимости от нагрузки. Рассмотрим простейший гидропривод с дроссельным регулированием. Гидроцилиндр нагружен силой F. Скорость V поршня гидроцилиндра определяется расходом QДР, поступающим в бесштоковую полость: V=QДР/S0, где S0 – площадь поршня.
Расход QДР определяется разностью давлений DP на входе и выходе дросселя; DP = PКЛ–P0. Давление до дросселя PКЛ всегда постоянно и определяется настройкой переливного клапана. Давление после дросселя P0 определяется нагрузкой F и равно: P0= F/S0.
,
,
PКЛ =const, .
Если увеличить нагрузку в два раза (F=2?F), то давление P0 тоже вырастет в два раза, а вот разность DP=PКЛ –P0 – уменьшиться. Уменьшится и расход QДР через дроссель. В результате при повышении нагрузки скорость поршня будет уменьшаться.


15. Регуляторы расхода
Часто требуется постоянная скорость движения гидродвигателя при переменной нагрузке. Для этого используются регуляторы расхода (РР). Регулятор расхода – регулируемый гидроаппарат, предназначенный для поддержания заданного расхода вне зависимости от перепада давлений между подводимым и отводимым потоках рабочей жидкости.
В дополнение к регулируемому дросселю 1, задающему расход, РР имеет встроенный клапан давления. При помощи дросселя управляют расходом рабочей жидкости, а при помощи клапана автоматически обеспечивают постоянный перепад давлений на дросселе.
Кромка золотника клапана играет роль дополнительного дросселя. Благодаря взаимодействию этих двух дросселей, разность давлений р1 – р3, определяемых нагрузкой, делится на две части:
– постоянная разность давлений р1 – р2 на управляемом дросселе;
– переменная разность давлений р2 – р3 на кромке золотника.
Пусть при повышении нагрузки давление р1 возрастает. Золотник 2, преодолевая усилие пружины 3, сдвигается влево. Зазор s между кромкой золотника и седлом уменьшается, а перепад давлений р2 – р3 возрастает. Если р3=const, то возрастает давление р2, компенсируя увеличение давления на входе в РР. В результате разность давлений р1 – р2 на управляемом дросселе остается постоянной и постоянным остается расход через этот дроссель. По такой схеме – клапан давления расположен последовательно с регулируемым дросселем – построен двухлинейный регулятор расхода. Штрихпунктирная линия на обозначении нескольких гидроаппаратов показывает, что эти аппараты расположены в одном корпусе.
Следует подчеркнуть, что направление потока РЖ должно быть строго определенным, от р1 к р3. В этом случае РР будет поддерживать постоянный расход вне зависимости от нагрузки. Если же РЖ будет течь от р3 к р1, то р2 станет больше р1 и золотник сместится вправо, полностью открывая дросселирующую щель. В этом случае РР будет работать как обыкновенный дроссель. Для предотвращения такой ситуации параллельно регулятору расхода обычно ставят обратный клапан.

стрелка на линии потока в упрощенном обозначении 2-хлинейного регулятора расхода обозначает стабилизацию расхода по давлению
Если клапан давления расположен параллельно с регулируемым дросселем, то это трехлинейный регулятор расхода. В этом случае через клапан давления регулятора в бак сливается разница между подачей насоса и расходом через дроссель. Поэтому трехлинейный регулятор расхода всегда устанавливается только на выходе насоса и обычно в него встроен еще и предохранительный клапан.

Таким образом, дроссели используются тогда, когда нагрузка практически постоянная или изменение скорости рабочего органа при изменении нагрузки допустимо или даже желательно (адаптивный привод). Если скорость не должна изменяться при изменении нагрузки, используются регуляторы расхода.

16. Путевой дроссель
Дроссели с механическим приводом (рычаг с роликом, плунжер, толкатель с роликом) применяется для регулирования скорости по пути движения, мягкого торможения или разгона приводимых узлов. Гидроцилиндр, в котором регулируется скорость движения, воздействует на рычаг путевого дросселя, например, с помощью кулачка, установленного на штоке. При наезде на кулачок золотник основного дросселя перемещается, уменьшая проходное сечение. Этим обеспечивается плавное торможение. Требуемый закон торможения достигается за счет подбора профиля кулачка. Для торможения дроссель всегда устанавливается «на выходе».
Для обеспечения возможности обратного перемещения поршня гидроцилиндра параллельно дросселю устанавливается обратный клапан. В результате в обратном направлении гидроцилиндр движется без сопротивления.
Малый расход РЖ при уже закрытом основном дросселе можно обеспечить т.н. «дросселем ползучей скорости».

ГИДРОАППАРАТЫ ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕЧЕНИЯ ПОТОКА РЖ

17. Классификация гидрораспределителей
Гидроораспределитель (ГР) – регулирующий гидроаппарат, предназначенный для управления пуском, остановкой и направлением потока РЖ в двух или более гидролиниях в зависимости от внешнего управляющего воздействия. В сокращенных записях распределители обозначаются дробью, в числителе которой – число основных гидролиний, подходящих к распределителю (исключая линии управления и дренажа), в знаменателе – число рабочих позиций (возможных вариантов движения жидкости, «квадратиков»). Стандартное обозначение гидролиний: P – напорная (соединена с насосом), T – сливная (соединена с баком), A, B – линии, подключаемые к рабочим полостям гидродвигателя.
2/2 4/3
Существуют три типа гидрораспределителей – золотниковые, седельные и поворотные (краны). В общем машиностроении наиболее распространены золотниковые распределители. В корпусе с центральным осевым отверстием на определенном расстоянии выполнены кольцевые расточки. Эти расточки соединены с подводящими гидролиниями. В осевом отверстии перемещается золотник с поясками. В каждой фиксированной позиции золотника его пояски обеспечивают разъединение или соединение кольцевых расточек в корпусе.
Например, в нейтральной позиции пояски золотника перекрывают гидролинии А и В. При перемещении золотника влево расточка с высоким давлением Р соединится с гидролинией А, а гидролиния В соединится с линией слива ТВ.
Достоинства золотниковых гидрораспределителей:
простота конструкции;
четкое срабатывание, без значимых рывков давления;
низкие потери давления при пропускании жидкости;
длительный срок службы.
Недостатки:
наличие утечек;
возможность заклинивания при грязной РЖ или после длительной выстойки.
В седельных гидрораспределителях в качестве запорных элементов используются герметично подогнанные шарики, конусы или плоские диски. Поэтому увеличение рабочего давления приводит к повышению герметичности соединения. Простейший седельный гидрораспределитель 4/2 состоит из двух: с запорным элементом в виде шарика, и с запорным элементом в виде конуса. Усилие на запорных элементах частично компенсируются поршнями. В исходном положении гидролиния А соединена с давлением Р, а гидролиния В со сливом Т. При смещении шарика вправо гидролиния А соединяется со сливом, в бесштоковой полости нижнего распределителя давление падает, и конус перемещается влево, соединяя гидролинию В с давлением Р.

Достоинства седельных гидрораспределителей:
отсутствие утечек;
долговечность, поскольку нет зазоров, которые могут изнашиваться;
высокие рабочие давления.
Недостатки:
большие потери давления из-за малого хода запорных элементов;
малые расходы (примерно 36 л/мин при давлении 63 МПа);
в процессе переключения все гидролинии соединяются между собой, что приводит к всплескам давления.
Поворотные гидрораспределители (краны) в настоящее время применяются редко из-за больших усилий переключения при давлениях более 7 МПа и сложности автоматизации управления.
18. Характеристики гидрораспределителей
Сила, необходимая для переключения золотника, резко возрастает при повышении расхода и, в меньшей степени, рабочего давления. Поэтому выделяют номинальный расход (при максимальном рабочем давлении) и максимальный расход (при пониженном давлении). Типичная связь между допустимым расходом при заданном рабочим давлением (предельная динамическая характеристика) показана на рисунке. Например, максимальное значение расхода для золотников с электроуправлением – 120 л/мин при давлении 20 МПа и только 80 л/мин при давлении 31.5 МПа.

При частом срабатывании распределителя усилие переключения практически постоянно. Но при длительных перерывах в работе усилие переключения золотниковых распределителей может возрасти многократно, вплоть до заклинивания золотника.
Поскольку между подвижным золотником и корпусом существуют зазор порядка 5…10 m, у золотниковых распределителей наблюдаются утечки РЖ из областей высокого давления. Утечки приводят к тому, что даже при запертом распределителе гидроцилиндры под нагрузкой могут «сползать» из фиксированного положения.
Величина утечек пропорциональна рабочему давлению. Например, пусть для гидрораспределителя с DY=10 мм максимальная (паспортная) утечка равна qУТ=120 см3/мин на максимальном давлении 32 МПа. Тогда при давлении 6 МПа утечка не должна превышать: 22.5 см3/мин. Объемный КПД hОБ распределителя, при максимальном расходе 40 л/мин, получается равным: 99.95%.
Потери давления DР в гидрораспределителе – это перепад давлений между входом и выходом, т.е. его внутреннее сопротивление. Представляется производителем в виде графика зависимости расхода и соответствующему ему перепада давлений между гидролиниями в разных позициях.
19. Управление гидрораспределителями
Переключение гидрораспределителя осуществляют посредством ручного, механического, гидравлического, пневматического, электрического и электрогидравлического управления. На схеме срабатывает та позиция распределителя, возле которой включен привод.
Самый распространенный тип управление – электрический. Осуществляется при помощи электромагнитов постоянного (24 В) или переменного тока (220 В). Полости с электромагнитами соединены с линиями слива, т.е. могут находиться под небольшим давлением. Трудно выполнить компактный электромагнит с большим усилием. Поэтому распределители с электроуправлением выпускают только с DY?10, т.е. рассчитанными на небольшие расходы. То же относится к большинству распределителей с пневмо- и механическим управлением.
Гидрораспределители с электрогидравлическим управлением используются для управления любыми расходами (от 10 до 7000 л/мин). Состоят из основного и управляющего (пилотного, пилота) распределителей. Пилот представляет собой 4/3 гидрораспределитель с электроуправлением. Основной золотник удерживается в нейтральной позиции центрирующими пружинами 4.1 и 4.2. В пилот подводится давление управления через линию 5 и слив. Давление подается от линии Р основного распределителя, а может выводиться отдельно (линия Х). Например, если электромагнит «а» переместит пилотный золотник влево, камера 6 под левым торцом основного золотника оказывается под давлением, а камера 7 под правым торцом остается соединенной со сливом. Золотник основного распределителя перемещается вправо, соединяя гидролинии Р–В и Т–А. При выключении электромагнитов золотники и пилота, и основного распределителя возвращается в нейтральную позицию под воздействием центрирующих пружин.
Если для разгрузки основного насоса в средней позиции золотника используется распределитель с электрогидроуправлением, необходимо предусмотреть поддержание небольшого давления для питания системы управления. В противном случае переключение золотника станет невозможным. Например, можно установить подпорный клапан на сливной линии для поддержания в напорной линии давления, достаточного для надежной работы системы управления



20. Обратные клапаны и гидрозамки
Обратные клапаны предназначены для пропускания потока РЖ только в одном направлении и запирания в обратном. Запорный элемент 2 пружиной 3 поджимается к седлу 4. Когда поток РЖ проходит слева направо, запорный элемент отжимается от седла и пропускает поток. В обратном направлении пружина и давление прижимает запорный элемент к седлу.
В качестве запорных элементов используются герметично подогнанные к седлу шарики или конусы, поэтому обратные клапаны полностью герметичны. Давление открывания обратного клапана составляет 0.05…1 МПа. Условное изображение ОК подробное и упрощенное, ОК резьбового и стыкового монтажа.
В отличие от обратных клапанов гидрозамки могут принудительно открываться в запираемом направлении. Для этого необходимо подать давление в линию управления. Гидрозамки применяются для:
запирания находящихся под давлением участков гидросистемы;
предотвращения падения давления при поломке;
предотвращения «сползания» находящихся под нагрузкой гидродвигателей.
Давление РЖ действует на поверхность А1 обратного клапана и открывает его, пропуская поток из линии В в линию А. Под воздействием управляющего давления, подаваемого через линию Х, управляющий поршень смещается вправо и открывает обратный клапан. Необходимое управляющее давление соответствует отношению площади А1 к площади поршня. Это отношение составляет от 1:1,5 до 1:10.
Соединение двух гидрозамков в одном корпусе образует сдвоенный гидрозамок. Поток РЖ А1aА2 или В1aВ2 проходит свободно, а в направлении А1?А2 или В1?В2 – заблокирован.
Пример подключения сдвоенного гидрозамка. Обе линии гидроцилиндра герметично заперты. Гидроцилиндр не сможет перемещаться под действием внешней силы любого направления. Для надежной закрывания обоих клапанов линии А1 и В1 должны соединяться со сливом в средней позиции гидрораспределителя.

21. Гидроаккумуляторы
Гидроаккумулятор – устройство для накопления (аккумулирования) определенного объема жидкости, находящейся под давлением. Основные задачи гидроаккумуляторов:
накопление энергии, например, для выравнивания неравномерной нагрузки во время цикла;
накопление запаса РЖ под давлением, например, для аварийного завершения операции при поломке основного привода или исчезновении питания;
компенсации небольших утечек масла для поддержания постоянного давления, например, при зажиме заготовки;
демпфирование (смягчение) пульсаций нагрузки (давления).
Например, большую часть времени потребная подача для привода пресс-автомата невелика, но на 1…2 секунды требуется максимальная подача. Для обеспечения этой пиковой подачи требуется мощный и дорогой насос.
При использовании гидроаккумулятора можно использовать насос, чья суммарная подача за цикл лишь незначительно превышает среднее потребление РЖ. Тогда при медленных рабочих ходах избыток подачи заполняет гидроаккумулятор, а при ускоренных перемещениях на пониженном давлении гидроаккумулятор совместно с насосом на короткое время обеспечивает повышенную подачу.

Гидроаккумуляторы бывают:
пружинные;
грузовые;
пневмогидроаккумуляторы (гидропневматические).
Пружинные и грузовые гидроаккумуляторы в общем машиностроении практически не используются. Гидропневматические гидроаккумуляторы (ГПА) состоят из газовой и жидкостной камер, герметично разделенных между собой. При повышении давления в гидросистеме аккумулятор заполняется рабочей жидкостью, а газ (азот) сжимается. При снижении давления газ расширяется, вытесняя РЖ в гидросистему. По виду разделительного элемента между газом и жидкостью ГПА делятся на поршневые, баллонные и мембранные.
Основные элементы поршневого ГПА: гильза 1, поршень 2 с уплотнениями, крышки 3 и 4 с маслоподводящим отверстием 5 и зарядным вентилем 6. Разность давлений между газом и жидкостью не превышает 1 атм (0.1 МПа). Поршневой ГПА может работать в любом положении, но желательно вертикально, жидкостной камерой вниз, во избежание попадания загрязнений на уплотнения.
В таких ГПА возможен контроль положения поршня (или степень зарядки ГПА). Для этого предусмотрен выходящий наружу шток с кулачком, воздействующий на конечный выключатель. Обычно с его помощью осуществляется включение или выключение насоса.
Поршневые ГПА имеют наибольший объем (до 250 литров). Отношение между максимальным и минимальным давлением не ограничено, но минимальное давление не должно быть меньше чем 0,5 МПа. Обычно используются для накопления энергии в мощных приводах. Для повышения вместимости ГПА при малой разности между максимальным и минимальным рабочим давлением к газовой полости может подключаться дополнительный газовый баллон.
В баллонных ГПА разделение сред осуществляется резиновым баллоном. Для предотвращения выдавливания баллона при снижении давления служит донный клапан.
Наиболее распространены в общем машиностроении. Рабочий объем не превышает 50 литров при максимальном давлении до 55 МПа, обычно ?32 МПа. Отношение между максимальным и минимальным давлением не превышает 4 (PMAX/PMIN?4). Использование универсальное (накопления энергии, демпфирования колебаний, аварийные и т.д.).
Мембранные (диафрагменные) ГПА содержат разделительную резиновую мембрану. В сварном (неразборном) ГПА мембрана перед сваркой запрессовывается в паз корпуса. В разборных ГПА две половинки корпуса соединяются накидной гайкой.
Имеют наименьший рабочий объем (от 3.5 литров для сварных до 10 литров для разборных конструкций). Наиболее надежны при длительной эксплуатации. Отношение между максимальным PMAX и минимальным PMIN давлением не превышает 10 (PMAX/PMIN ?10). Чаще всего используются для демпфирования колебаний и, реже – накопления энергии.



22. Расчет и обслуживание пневмогидроаккумуляторов
Расчет пневмогидроаккумулятора заключается в выборе его типоразмера (объема) и давления зарядки P0 газовой полости. Исходные данные – минимальное P1 и максимальное P2 давление, а также объем рабочей жидкости, который должен подавать аккумулятор.
В начале баллон объемом V0 заряжен сжатым азотом под давление P0. Донный клапан закрыт и препятствует выдавливанию баллона. На минимальном рабочем давлении P1 небольшое количество РЖ (~10% от V0) поступает в ПГА. Разница DV на минимальном P1 и максимальном P2 рабочих давлениях соответствует вытесняемому полезному рабочему объему: DV=V1–V2.
Связь между давлением газа P и его объемом V описывается уравнением:
.
При увеличении давления температура газа повышается. Если изменение давления происходит так быстро, что теплообменом с окружающей средой можно пренебречь, то такой процесс называется адиабатическим. Если давление изменяется так медленно, что температура газа остается постоянной, то такой процесс называется изотермическим. Для адиабатического процесса степенной показатель k=1.4; для изотермического k=1.0.
Рассчитать полезный объем DV можно по формуле:
.
Если длительность цикла «зарядка–разрядка» для ГПА меньше 1 минуты, то допустимо считать процесс адиабатическим (k=1). Если больше 3-х минут – изотермическим (k=1.4).
Для задач накопления энергии давление зарядки газовой полости P0 выбирается равным 0.9 ? минимальное рабочее давление P1. Это позволяет исключить работу разделительного элемента вблизи донного клапана и повысить его долговечность. Для гашения пульсаций P0 выбирается равным 0.6?P1.
В состояние поставки давление в газовой полости равно обычно 32 МПа. Поэтому перед его установкой следует уменьшить давление газа до необходимого. Для этого следует использовать только рекомендуемый изготовителем инструмент и порядок действий.

При использовании гидроаккумулятора необходимо дополнительно установить:
манометр, контролирующий давление в газовой полости гидроаккумулятора;
вентиль, отсоединяющий аккумулятор от системы;
вентиль для разгрузки аккумулятора.
Эти аппараты часто объединяют в единый блок.
Поскольку в ГПА содержится газ под высоким давлением, они требуют регулярного (не реже, чем 2 раза в году) технического обслуживания (ТО). ТО включает, в частности, проверку давления газа и, при необходимости, его дозаправку.
Самостоятельный ремонт ГПА недопустим.

23. Манометры, реле/датчики давления, термометры, расходомеры, …
Для измерения и контроля давления используется:
манометры;
реле давления;
датчики давления.
В любом гидроприводе должен быть хотя бы один манометр. Наиболее часто используют манометры с трубкой Бурдона – упругой изогнутой трубки. Чем выше измеряемое давление, тем сильнее разгибается трубка 1. Перемещение ее конца преобразуется в поворот стрелки через тягу 2 и зубчатый сектор 3. Для сглаживания колебаний стрелки манометр подсоединяется к гидролинии через демпфер – шайбу с тонким отверстием. С этой же целью корпуса качественных манометров заполняют глицерином.
Для измерения давления загрязненных, агрессивных или вязких жидкостей используют манометры с диафрагмой. Чем выше давление, тем сильнее прогибается диафрагма. Через толкатель 5 и зубчатый сектор перемещение диафрагмы преобразуется в поворот стрелки.
Для измерения разности давлений между различными точками гидросистемы используются дифференциальные манометры. Они имеют два патрубка для раздельного подключения давления. Совместное перемещение двух трубок Бурдона или разница давлений по обе стороны диафрагмы преобразуется в поворот стрелки.
Максимальное рабочее давление не должно превышать примерно 2/3 от верхнего предела измерения манометра. Класс точности манометра целесообразно выбирать 1,5.
Манометры всех типов могут снабжаться электрическими выключателями, срабатывающими при достижении заданного максимального или минимального давления.

Переключатели манометра позволяют подвести давление к одному манометру из нескольких точек гидросистемы по очереди. Манометр может быть встроен непосредственно в переключатель или установлен отдельно. Одна из позиций переключателя обязательно должна соединяется со сливом.

Реле давления предназначены для электрического управления гидроаппаратами. Встроенный в реле выключатель замыкает или разрывает цепь в зависимости от настроенного давления. Нечувствительность (разность давлений при включении и выключении) порядка 1 МПа. В ответственных гидроприводах реле давления использовать нежелательно, поскольку велика вероятность ложных срабатываний из-за пульсаций давления.
Датчики давления служат для преобразования давления в аналоговый электрический сигнал (0…10 В или 4…20 ma). Измеряемое давление деформирует металлическую мембрану. Деформация мембраны изменяет сопротивление наклеенных на нее тензодатчиков. Встроенный усилитель формирует выходной электрический сигнал.
Температуру РЖ измеряют посредством встроенных в бак термометров. Для поддержания постоянной температуры РЖ используют электроконтактные термометры. Если необходим управляющий сигнал, пропорциональный изменению температуры, используют датчики, сопротивление которых зависит от температуры.

Для измерения расхода РЖ наиболее часто используют турбинные и объемные расходомеры. В турбинном измеряется частота вращения турбинки в потоке РЖ. Простейший объемный расходомер – гидромотор, включенный без нагрузки. Частота вращения его вала пропорционально проходящему через него расходу РЖ.
Для измерения уровня РЖ в гидробаке используют встроенные в бак индикаторы уровня. Его условное изображение всегда показывают вертикальным. Для контроля минимального и максимального уровня РЖ в баке используют поплавковые выключатели. Если один из уровней достигнут, срабатывает бесконтактный выключатель.


24. Типовые схемы управления давлением в дроссельном гидроприводе
В некоторых случаях на различных этапах цикла работы гидропривода может понадобиться устанавливать различные значения давления настройки предохранительного (переливного) клапана. Возможный вариант гидросхемы представлен на рисунке а.
Часто бывает необходимо подать в ту или иную часть схемы рабочую жидкость под давлением меньшим, чем в остальной системе. Для этого используются редукционный клапан. На рисунке б в гидромотор подается рабочая жидкость под пониженным давлением, в то время как гидроцилиндр находится под давлением, определяемым настройкой переливного клапана.
Если гидродвигатели на каком-то этапе рабочего цикла не требует подачи жидкости, то насос следует разгрузить от давления. Чаще всего это реализуется при помощи основного распределителя (рисунок в), когда в нейтральном положении (при выключенных электромагнитах) вся подача насоса сливается в бак.
Возможна также использование переливного клапана со встроенным распределителем разгрузки.




а) б) в) г)

25. Типовые схемы обеспечения нескольких подач
Рабочий цикл гидропривода может быть трех видов:
подача примерно равномерная во времени;
есть два или более этапа, примерно близкие по длительности, но многократно отличающиеся по подаче. Например, рабочий ход и быстрое перемещение;
подача примерно равномерная во времени, за исключением короткого этапа.
Оптимальный вариант по критерию энергопотребления – использование регулируемого насоса. Но стоимость такого гидропривода резко возрастает. Поэтому обычно используют нерегулируемый насос, подача которого превосходит максимальную потребную подачу.

Общий принцип построения гидросхем для обеспечения нескольких значений настраиваемых подач представлен на рисунке а. Такая схема, в принципе, может обеспечить 3 независимых или 23–1=7 зависимых скоростей выдвижения штока гидроцилиндра. Пример модификации только с одним 3х–позиционным распределителем показаны на рисунке б.
Если на разных этапах цикла необходимые подачи существенно различаются, то целесообразно использовать дискретные схемы регулирования: с несколькими насосами на разные подачи. Общий принцип использования 2-х и более насосов показан на рисунке д. Насос Н1 обеспечивает малую подачу при большом давлении (рабочий ход), насос Н2 обеспечивает дополнительную подачу на малом давлении (быстрые перемещения). Давление настройки предохранительного клапана насоса Н1 выше, чем у КП насоса Н2.


а) б)


в) г)

д) е)

НАСОСЫ

Во время работы объемного насоса образуются механически изолированные камеры, в которых РЖ перемещается из полости всасывания в полость нагнетания. Поскольку между полостями не существует прямого соединения, объемные насосы позволяют развивать высокое давление.
По типу вытеснителя насосы делятся на шестеренные, шнековые (винтовые), пластинчатые, радиально-поршневые и аксиально-поршневые.
Шестеренные насосы наружного зацепления состоят из двух шестерен в плотно охватывающем корпусе. Каналы нагнетания и всасывания расположены в местах входа в зацепление шестерен и выходе из него. При вращении шестерен РЖ, запертая в межзубых впадинах, переносится из области всасывания в область нагнетания.
В момент соединения межзубых впадин с полостью нагнетания возникают пульсации давления (шум).
Достоинства:
самые дешевые;
широкий диапазон рабочих температур (вязкости РЖ);
широкий диапазон частот вращения (500…6000 об/мин–1);
Недостатки:
относительно низкий КПД;
высокий уровень шума.
В шестеренных насосах внутреннего зацепления РЖ также переносится в межзубых впадинах из области всасывания в область нагнетания, где выдавливается зацепляющимися зубьями через окна в боковых крышках. Для разделения областей всасывания и нагнетания используется серпообразный вкладыш.
Достоинства:
более компактны по сравнению с насосами с внешним зацеплением
один из самых тихих насосов
широкий диапазон рабочих температур (вязкости РЖ)
широкий диапазон частот вращения (500…6000 об/мин–1)
Недостатки:
выше цена по сравнению с насосами внешнего зацепления.
Героторный насос является шестеренным насосом внутреннего зацепления без разделительного элемента. Это обеспечивается специальным профилем зубьев. Внутренняя шестерня обкатывается по наружной, совершая планетарное движение, и имеет на один зуб меньше, чем наружная. Поэтому скорость относительного скольжения зубьев мала, что обеспечивает большой срок службы и плавную работу насоса.
По основным характеристикам занимает промежуточное положение между насосами внутреннего и внешнего зацепления, но несколько компактней.

Винтовые насосы обычно состоят из трех винтовых роторов в общем корпусе. Центральный ротор с правой резьбой вращает боковые роторы с левой резьбой. При этом образуется замкнутый промежуток между винтовыми поверхностями роторов, который перемещается без изменения объема от полости всасывания к полости нагнетания. Так обеспечивается равномерная, практически без пульсаций (бесшумная) работа насоса.

Достоинства:
самый тихий тип насоса
долговечен
допускает высокие скорости вращения и подачи
Недостатки:
высокая цена
невысокое рабочее давление (порядка 20 МПа).
Пластинчатый насос состоит из вращающегося ротора с прорезями, в которых перемещаются пластины. Торцы пластин упираются в поверхность статора, образуя замкнутые рабочие камеры.
В пластинчатом насосе одинарного действия ротор размещен эксцентрично относительно цилиндрической поверхности статора. За этот счет при его вращении обеспечивается изменение объема рабочих камер. При увеличении объема жидкость всасывается, при уменьшении – нагнетается через серповидные окна в торцевых уплотнениях. Меняя степень эксцентриситета с помощью механического или гидравлического устройства, можно регулировать подачу насоса.
В пластинчатом насосе двойного действия статор имеет овальную форму. За один оборот ротора образуется две зоны нагнетания и всасывания. Отсутствует осевая нагрузка на ротор. Насос нерегулируемый.

Достоинства:
относительно дешевый
малочувствителен к загрязнениям
насос двойного действия долговечен
насос однократного действия – регулируемый
Недостатки:
невысокое рабочее давление (порядка 25 МПа)
невысокие скорости вращения и подачи.
Радиально-поршневые насосы. Включают в себя ротор (блок цилиндров) со звездообразным расположением цилиндров. При вращении опоры поршней скользят или катятся по направляющей, при этом поршни совершают возвратно-поступательное движение. Для поочередного подключения каждого цилиндра к линиям всасывания и нагнетания используются всасывающий и напорный клапан (при давлении ? 40 МПа) либо торцевые распределители.
– с эксцентричным ротором. Поршни размещены в роторе, который с некоторым эксцентриситетом вращается в круглом статоре. Опоры поршней скользят/катятся по поверхности статора. Как вариант – многотактный насос (обычно гидромотор), в котором статор имеет профилированную поверхность. За один оборот каждый поршень производит несколько циклов всасывания – нагнетания.
– с эксцентричным валом (эксцентриком). Поршни размещены в корпусе. Опоры поршней скользят по шейке вала.

Достоинства:
возможность регулировать рабочий объем, изменяя эксцентриситет для насосов с эксцентричным валом;
высокое рабочее давление (до 70 МПа, некоторые до 100 МПа);
длительная работа на высоком давлении;
высокий КПД.
Недостатки:
высокая цена;
низкая скорость регулирования (~ 1 сек).
Аксиально-поршневые насосы. Различают аксиально-поршневые гидромашины (АПГ) с наклонным блоком цилиндров и наклонным диском. У АПГ с наклонным блоком поршни перемещаются под углом к оси приводного вала, с наклонным диском – параллельно.
АПГ с наклонным блоком. Блок цилиндров (БЦ) приводится во вращения через штоки поршней, шарнирно закрепленных на фланце входного вала. БЦ поджимается к распределителю, в котором выполнены серповидные отверстия. При вращении БЦ поршни возвратно-поступательно перемещаются в цилиндрах, всасывая и нагнетая РЖ. Величина перемещения и, соответственно, подача на оборот, зависит от угла наклона БЦ. При нулевом угле наклона подача равна 0. Угол наклона – до 45о.
АПГ с наклонным диском (шайбой). Приводной вал вращает БЦ. Поршни скользят по наклонному диску. В результате они возвратно-поступательно перемещаются в цилиндрах БЦ. При перемещении поршни всасывают и нагнетают РЖ через серповидные отверстия распределителя. Величина перемещения поршней и, соответственно, подача на оборот, зависит от угла наклона диска. Угол наклона – до 20о.

Достоинства:
долговечность;
высокий КПД (~ 0.95…0.99);
высокая удельная мощность (~ 10 кВт/кг);
высокое быстродействие при регулировании (реверс ~ 0.1 сек).
Недостатки:
цена;
высокие требования к чистоте РЖ (размер загрязнений не выше ~ 5…10 m).

Сравнительные характеристики насосов разных типов (1 – наихудший, 5 - наилучший)
Тип насоса Диапазон частот вращения Макс. давление Вязкость РЖ Шум Срок службы Цена
Шестеренный наружного зацепления 5 4 5 2 3 5
Шестеренный внутреннего зацепления 4 4 4 5 4 4
Героторный 4 3 3 4 4 4
Винтовой 4 3 5 5 5 3
Пластинчатый однократного действия 3 3 3 4 5 4
Пластинчатый двойного действия 3 3 3 4 5 4
Радиальный с эксцентричным валом 4 5 5 3 4 3
Радиальный с эксцентричным ротором 4 5 5 3 4 3
Аксиальный с наклонным блоком 4 5 5 3 4 3
Аксиальный с наклонным диском 4 5 5 3 4 3

ГИДРОДВИГАТЕЛИ

Гидроцилиндры
Различают гидроцилиндры:
плунжерные (возврат под действием нагрузки, например, веса подъемного стола),
с пружинным возвратом,
двухстороннего действия:
а) с односторонним штоком;
б) с двухсторонним штоком.
телескопические:
а) одностороннего действия;
б) двухстороннего действия.
Для ГЦ с односторонним штоком распространена схема т.н. дифференциального включения, когда РЖ под давлением подается одновременно в штоковую и бесштоковую полости ГЦ. Наиболее часто используется при необходимости обеспечить одинаковую скорость выдвижения и втягивания штока при управлении одним дросселем. Сила, действующая на полную площадь поршня в бесштоковой полости, будет больше, чем сила, действующая только на часть площади поршня в штоковой полости. Поэтому он начнет выдвигаться. Вытесняемая из штоковой полости РЖ переливается в бесштоковую и объединяется с РЖ, поступающей от дросселя. Одинаковая прямая и обратная скорость достигается, если площади штоковой и бесштоковой полости отличаются в 2 раза.
Гидроцилиндр состоит из гильзы, в которой перемещается поршень со штоком. Обычно поршень закрепляется на штоке гайкой с защитой от откручивания.
Стык поршня с гильзой уплотняется резиновыми кольцами или манжетами. Часто устанавливается также опорные кольца из фторопласта для предупреждения перекоса и повышения плавности хода. Стык поршня со штоком тоже уплотняется резиновыми кольцами. Для предупреждения выдавливания резины в зазор устанавливаются защитные кольца из фторопласта.
С торцов к гильзе крепятся массивные крышки. В крышках выполнены отверстия для подвода жидкости, и, часто клапан для выпуска воздуха.
В месте выхода штока установлены грязесъемник и уплотнение штока. Грязесъемник – кольцо из фторопласта или полиэтилена, защищающее основное уплотнение. В качестве уплотнения штока используют резиновые кольца или шевронные манжеты.
При жестко заданной длине хода используют ГЦ с демпфированием. В конце хода коническая втулка на штоке входит в расточку в крышке. По мере продвижения поршня зазор, через который вытесняется РЖ из поршневой полости, уменьшается до нуля. В результате обеспечивается плавное торможение поршня в конце хода.
При необходимости настраивать степень торможения дополнительно устанавливают тормозной дроссель. Когда коническая втулка полностью перекрывает проход жидкости в конце хода, жидкость может вытесняться только через дроссель. Настраивая проходное сечение дросселя, регулируют степень торможения на конечном участке хода.

По конструктивному исполнению чаще всего используют гидроцилиндры с анкерной связью (шпильками) и с круглыми крышками.
В гидроцилиндрах с анкерной связью стык гильзы и крышки уплотняется резиновыми кольцами. Крышки стягиваются шпильками (анкерами).
В гидроцилиндрах с круглыми крышками одна крышка обычно привариваются к гильзе, а вторая стягивается с гильзой при помощи накидного фланца или пружинного кольца.

Поворотные гидродвигатели
Поворотный гидродвигатель (ПГД) обеспечивает ограниченный угол поворота выходного вала, но с большим крутящим моментом. В зависимости от типа рабочего органа выделяют шиберные и поршневые ПГД.
Наиболее распространены лопастные ПГД. Состоят из вала с установленной в нем пластиной (лопастью). Кольцевая полость между валом и корпусом разделена перемычкой с уплотнением. Вращающий момент возникает при нагружении поворотной лопасти давлением рабочей жидкости. Во время поворота остается постоянным. Угол поворота доходит до 280о, рабочее давление – до 30 МПа. Используя 2 лопасти, можно вдвое увеличить крутящий момент при уменьшении угла поворота.
ПГД с параллельно работающими поршнями состоит из двух встречно работающих гидроцилиндра в общем корпусе. Их штоки при выдвижении поворачивают коромысло, жестко соединенное с выходным валом. Угол поворота – до 100о, крутящий момент – переменный. Пример использования – поворот заслонок магистральных трубопроводов.
ПГД с реечной передачей. Перемещающийся в гильзе поршень с зубчатой рейкой изменяет свое положение под воздействием давления рабочей жидкости. С рейкой зацепляется шестерня, соединенная с выходным валом. Угол поворота вала может быть больше 360о. Часто используется в манипуляторах станков.


РАБОЧАЯ ЖИДКОСТЬ И ЕЕ КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ

Типы РЖ
Рабочая жидкость – главный элемент гидропривода. Условно выделяют четыре класса РЖ –
минеральные масла,
на водяной основе (масловодяные эмульсии),
синтетические РЖ,
экологически чистые (например, рапсовое масло).
Минеральные масла получают в результате смешивания базового масла с небольшим количеством (~5%) присадок. Базовое масло – результат глубокой переработки высококачественных сортов нефти. Присадки улучшают эксплуатационные свойства масел. Различают присадки антиокислительные, вязкостные, противоизносные, снижающие температуру застывания жидкости, антипенные и т.д.
Делятся на индустриальные и гидравлические. Индустриальные (ГОСТ 17479.4–87) предназначены для работы в технологическом оборудовании, гидравлические (ГОСТ 17479.3–85) – в широком диапазоне температур (всесезонные).
Пример обозначения индустриального масла для использования в гидроприводе:
И–Г–А–32 – индустриальное (И) масло для гидравлических систем (Г) без присадок (А) для работы при давлении до 6.3 МПа. Вязкость при 40оС примерно 32 сСт (сантистокс, мм2/с). Старое (торговое) название: И–20А по ГОСТ 20799. Буква «В» в обозначении индустриального масла означает добавление антиокислительных и антикоррозионных присадок, буква «С» – к «В» добавляется противоизносная присадка, буква «Д» – к «С» добавляется противозадирная присадка.
Пример обозначения гидравлического масла: МГ–22–Б – минеральное масло с антиокислительными и антикоррозионными присадками, предназначены для гидросистем с рабочим давлением до 25 МПа и температурой масла в объеме 80оС. Вязкость при 50оС примерно 22 сСт (сантистокс). Старое (торговое) название – АУП по ТУ 38.1011258.
Водомасляные эмульсии представляют собой смеси (эмульсии) воды и минерального масла. Минеральные масла в эмульсиях служат для уменьшения коррозионного воздействия и увеличения смазывающей способности рабочей жидкости. Эмульсии применяют в гидросистемах машин, работающих в пожароопасных условиях и в машинах, где требуется большое количество рабочей жидкости (например, в гидравлических прессах). Применение – в диапазоне температур +5оС…60оС.
Синтетические жидкости на основе силиконов, хлор- и фторуглеродистых эфиров и т.д. малогорючи, могут работать в широком диапазоне температур (~ –60оС…+200оС). Дороги, имеют худшие смазывающие свойства, плохо совместимы с резиновыми уплотнениями и шлангами.

Выбор РЖ
Тип жидкости выбирается исходя из интенсивности использования гидропривода. Для периодически работающего ГП, отказ которого не приведет к катастрофическим последствиям, приемлемо индустриальное масло без присадок. Для ответственного ГП, непрерывно работающего в широком диапазоне температур, лучше использовать гидравлические масла с противоизносными присадками.
При выборе РЖ важнейшей характеристикой является вязкость. Чем выше вязкость, тем меньше утечки, но больше потери давления. Слишком вязкую РЖ не сможет подать насос.
Вязкость очень существенно зависит от температуры. Эту связь оценивают по диаграммам «вязкость – температура» или приближенно – по индексу вязкости (ИВ). Чем выше ИВ, тем медленнее возрастает вязкость с понижением температуры. РЖ с индекс вязкости ИВ выше 100 можно использовать при больших перепадах температуры (вне помещений).
Вязкость РЖ должна оставаться в заданных пределах при максимальной и минимальной рабочих температурах. Чаще всего предельные значения вязкости определяется характеристиками насоса. Ориентировочно, для лопастных насосов допустимая вязкость РЖ лежит в диапазоне от 14 до 160 сантистоксов (сСТ); для шестереночных насосов с внешним зацеплением – от 10 до 300 сантистоксов (сСТ), с внутренним зацеплением максимальная вязкость РЖ может достигать 2200 сантистоксов (сСТ). Для аксиально-поршневых насосов допустимая вязкость РЖ лежит в диапазоне 10…1000 сСт.

Пример выбора РЖ
Цеховой кран оборудован гидроприводом ходовой части и лебедки. При разгрузке автомобилей он должен быть способен выезжать из помещения. Режим эксплуатации – непрерывный. Принимаем диапазон изменения: температуры окружающей среды: –10…+40оС; температуры РЖ: 0…+60оС.
Выбираем индустриальное масло И–Г–А–32 для гидравлических систем без присадок для работы при давлении до 6.3 МПа. По диаграмме вязкости его вязкость при 0оС=300 сСт, при +60оС=15 сСт.
Для заданных условий использования и выбранного масла можно использовать любой тип насоса, кроме лопастного, поскольку для него допустимая вязкость РЖ лежит в диапазоне от 14 до 160 сантистоксов.

Фильтры
Загрязнения РЖ является причиной 80% отказов гидропривода и главным фактором износа его компонентов. Самые опасные загрязнения, размер которых равен примерно половины высоты зазора в гидроаппаратах.
Источники загрязнений:
внешние – поступают из окружающей среды через отверстия в баке и уплотнения.
внутренние – оставшиеся после сборки (самые опасные), а также продукты износа.
Чистота РЖ оценивается классом от 0 (самый чистый) до 17 по ГОСТ 17216–2001. Различие между классами – число частиц загрязнений разного размера в мерном объеме 100 см3. В настоящее время уровень загрязненности определяется с помощью автоматических счетчиков частиц.
Оптимальный уровень чистоты РЖ – на уровне 9-11 класса, причем частицы размером свыше 50 мкм практически отсутствуют. Это уровень обеспечивает минимальный эксплуатационный износ агрегатов и отработку ими полного ресурса.
Для очистки РЖ используются фильтры и сепараторы.
Принцип работы фильтра основан на пропуске жидкости через щелевые, сетчатые или пористые фильтрующие элементы. Загрязнения задерживаются на их поверхности или в глубине. Наиболее распространены гофрированные фильтроэлементы из бумаги или стекловолокна (т.н. стеклобумага).
Бумажные фильтроэлементы не подлежат восстановлению. Загрязненные фильтроэлементы необходимо заменять по сигналу индикатора на фильтре. Критерий замены – достижение перепада давления на фильтре заданной величины (~0.05 МПа или 0.5 кГ/см2) при рабочей температуре РЖ.
Главная характеристика фильтра – тонкость очистки. Номинальной тонкостью фильтрации принято считать минимальный размер частиц, 95% которых задерживается фильтром. Повышение тонкости фильтрации с 25 до 10 m увеличивает ресурс гидропривода в 7…8 раз.
Сепараторы осаждают частицы загрязнений в гравитационном, центробежном или магнитном поле. Простейший гравитационный сепаратор – гидробак, где загрязнения осаждаются на дно. В бак встраивают магнитные патроны, фиксирующие стальные частицы загрязнений. Одно из самых эффективных средств очистки РЖ – центрифуги. РЖ подается во ротор, вращающийся со скоростью ~20000 об/мин. Под действием центробежной силы частицы загрязнения размером до 5…10 m оседают на стенках и накапливаются в отстойнике.
Для защиты от поступления пыли из воздуха на гидробак устанавливается фильтр-сапун с набивкой из синтетической ваты или поролона.
В зависимости от мест установки в гидросистеме различают всасывающие, напорные и сливные фильтры.
Установка фильтров на всасывающей гидролинии обеспечивает защиту всех элементов гидросистемы. Недостатки: ухудшатся всасывающая способность насосов и возможно появление кавитации.
Установка фильтров на напорной гидролинии обеспечивает защиту всех элементов, кроме насоса. Засорение может вызвать разрушение фильтрующих элементов и залповый выброс загрязнений в систему. Для предотвращения этого устанавливают обходный (байпасный) клапан.
Установка фильтров на сливной гидролинии наиболее распространена, так как фильтры не испытывают высокого давления и не создают дополнительного сопротивления РЖ, возвращающейся в гидробак. Недостаток такой схемы заключается в создании подпора в сливной гидролинии, что не всегда желательно.


ПНЕВМОПРИВОД

В качестве рабочей среды в пневмоприводах используется сжатый воздух. Типичный состав пневмопривода:

Типовая схема пневмопривода: 1 – воздухозаборник; 2 – фильтр; 3 – компрессор; 4 – теплообменник (холодильник); 5 – влагоотделитель; 6 – воздухосборник (ресивер); 7 – предохранительный клапан; 8 – дроссель; 9 – маслораспылитель; 10 – редукционный клапан; 11 – дроссель; 12 – распределитель; 13 – пневмомотор; М – манометр.
Воздух в пневмосистему поступает через воздухозаборник 1. Воздушный фильтр 2 осуществляет предварительную очистку воздуха.
Компрессор 3 сжимает воздух, как правило, до давления ~0.7 МПа (7 кГ/см2). При сжатии воздух сильно нагревается. Поэтому перед подачей его в пневмосистему воздух охлаждают в теплообменнике 4.
При охлаждении из воздуха конденсируется вода. Конденсат вызывает коррозию или даже обледенение. Поэтому перед подачей воздуха в систему устанавливают влагоотделитель 5.
Ресивер 6 служит для создания запаса сжатого воздуха, а также для сглаживания пульсаций давления в пневмосистеме.
В маслораспылителе 9 в сжатый воздух распыляют масло для смазывания подвижных частей пневмоаппаратов.
Редукционный клапан 10 обеспечивает постоянное давление подаваемого воздуха, как правило, 0.6 МПа (6 кГ/см2).
Распределитель 12 управляет движением выходных звеньев пневмодвигателя. В пневмодвигателе 13 (пневмомоторе или пневмоцилиндре) энергия сжатого воздуха преобразуется в механическую энергию.
На предприятиях сжатый воздух обычно подается по магистральным трубопроводам, с отводами к рабочим местам.
Достоинства пневмопривода
большая удельная мощность – мощность / (объем или вес) по сравнению с электрическими;
в отличие от гидропривода
простота конструкции и эксплуатационного обслуживания – отработавший воздух выпускается непосредственно в атмосферу. Отсюда низкая стоимость и быстрая окупаемость;
надежность работы в широком диапазоне температуры, высокой влажности и запыленности окружающей среды;
пожаро- и взрывобезопасность, отсюда широкое применение в шахтах и на химических производствах;
высокая скорость перемещения (линейного до 15 м/с, вращательного до 100 000 об/мин);
способность передавать пневматическую энергию на большие расстояния (до нескольких километров), что удобно в шахтах и на железной дороге;
отсутствие возможности перегрузки (пневмодвигатели могут быть заторможены до полной остановки без опасности повреждения и могут оставаться под нагрузкой практически без потребления энергии).
Недостатки пневмопривода
стоимость пневматической энергии примерно в 3-4 раза выше по сравнению с электрической;
в отличие от гидропривода
КПД существенно ниже;
усилия на рабочих органах значительно меньше;
низкие точность срабатывания и плавность хода;
требуют применения смазочных устройств;
загрязнение воздуха парами масла;
повышенный шум при выхлопе.



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.