Схема гидропривода: 13.2. Принципиальная схема гидропривода

alexxlab | 13.02.2023 | 0 | Разное

Объёмный гидропривод, схема, расчет, принцип действия

Гидроприводы в зависимости от типа используемых в них гидромашин делятся на объёмные гидроприводы и гидродинамические передачи. Объемный гидропривод — это гидропривод, в котором используются объемные гидромашины. Принцип действия объемного гидропривода основан на практической несжимаемости рабочей жидкости и на ее свойстве передавать давление по всем направлениям в соответствии с законом Паскаля. Рассмотрим работу простейшего объемного гидропривода, принципиальная схема которого приведена на рис. 1.

 

 

Он состоит из двух гидроцилиндров 1 и 2, расположенных вертикально. Нижние полости в них заполнены жидкостью и соединены трубопроводом.

Пусть поршень гидроцилиндра 1, имеющий площадь S1, под действием внешней силы F1 перемещается вниз с некоторой скоростью V1 При этом в жидкости создается давление P = F1/S1. Если пренебречь потерями давления на движение жидкости в трубопроводе, то это давление передается жидкостью по закону Паскаля в гидроцилиндр 2 и на его поршне, имеющем площадь S2, создает силу, преодолевающую внешнюю нагрузку       F2 = P*S2.

Считая жидкость несжимаемой, можно утверждать, что количество жидкости, вытесняемое поршнем гидроцилиндра 1 (расход Q =V1*S1), поступает по трубопроводу в гидроцилиндр 2, поршень которого перемещается со скоростью V2=Q/S2, направленной вверх (против внешней нагрузки F2). Если пренебречь потерями энергии в элементах гидропривода, то можно утверждать следующее. Механическая мощность N1 = F1*V1, затрачиваемая внешним источником на перемещение поршня гидроцилиндра 1, воспринимается жидкостью, передается ею по трубопроводу и в гидроцилиндре 2 совершает полезную работу в единицу времени против внешней силы F2 со скоростью V2 (реализуется мощность N2 = F2*V2). Этот процесс можно представить в виде следующего уравнения мощностей:

N1=F1*V1=P*S1*V1=P*Q=P*S2*V2=F2*V2=N2

Таким образом, гидроцилиндр 1 в рассмотренном случае работает в режиме насоса, т. е. преобразует механическую энергию привода в энергию потока рабочей жидкости, а гидроцилиндр 2 совершает обратное действие — преобразует энергию потока жидкости в механическую работу, т. е. выполняет функцию гидродвигателя. На основании анализа работы этого простейшего объемного гидропривода, а также принимая во внимание задачи, которые необходимо решать по управлению гидроприводом и обеспечению его работоспособности, можно заключить, что реальный объемный гидропривод обязательно должен включать в себя следующие элементы или группы элементов (число перечисленных ниже элементов в составе гидропривода не ограничивается):

энергопреобразователи — устройства, обеспечивающие преобразование механической энергии в гидроприводе: гидромашины, гидроаккумуляторы и гидропреобразователи;

гидросеть — совокупность устройств, обеспечивающих гидравлическую связь элементов гидропривода: рабочая жидкость, гидролинии, соединительная арматура и т.п.;

кондиционеры рабочей среды — устройства для поддержания заданных качественных показателей состояния рабочей жидкости (чистота, температура и т.п.): фильтры, теплообменники и т. д.;

гидроаппараты — устройства для изменения или поддержания заданных значений параметров потоков (давления, расхода и др.): гидродроссели, гидроклапаны и гидрораспределители.

По виду источника энергии жидкости объемные гидроприводы делятся на три типа:

1. Насосный гидропривод — в нем источником энергии жидкости является объемный насос, входящий в состав гидропривода. По характеру циркуляции рабочей жидкости насосные гидроприводы разделяют на гидроприводы с разомкнутой циркуляцией жидкости (жидкость от гидродвигателя поступает в гидробак, из которого всасывается насосом) и с замкнутой циркуляцией жидкости (жидкость от гидродвигателя поступает сразу во всасывающую гидролинию насоса).

2. Аккумуляторный гидропривод — в нем источником энергии жидкости является предварительно заряженный гидроаккумулятор. Такие гидроприводы используются в гидросистемах с кратковременным рабочим циклом или с ограниченным числом циклов (например гидропривод рулей ракеты).

3. Магистральный гидропривод — в этом гидроприводе рабочая жидкость поступает в гидросистему из централизованной гидравлической магистрали с заданным располагаемым напором (энергией).

Гидроприводы подразделяются также по виду движения выходного звена.

Выходным звеном гидропривода считается выходное звено гидродвигателя, совершающее полезную работу. По этому признаку выделяют следующие объемные гидроприводы:

поступательного движения — в них выходное звено совершает возвратно-поступательное движение;

вращательного движения — в них выходное звено совершает вращательное движение;

поворотного движения — в них выходное звено совершает ограниченное (до 360°) возвратно-поворотное движение (применяются крайне редко).

Если в гидроприводе имеется возможность изменять только направление движения выходного звена, то такой гидропривод называется нерегулируемым. Если в гидроприводе имеется возможность изменять скорость выходного звена как по направлению, так и по величине, то такой гидропривод называется регулируемым.

Гидравлический привод в производственных машинах

Содержание страницы

• 1. Устройство гидробака
• 2. Гидронасосы
• 3. Исполнительные устройства
• 4. Контрольно-регулирующая гидроаппаратура
• 5. Распределительные устройства
• 6. Трубопроводы
• 7. Фильтры
• 8. Гидравлические схемы гидропривода

Гидравлический привод (или, сокращенно, гидропривод) широко применяется в производственных машинах, механизмах, в том числе в металлорежущих станках. Если в электроприводе электроэнергия поступает от внешнего источника, то в гидроприводе источник энергии — движение жидкости под давлением создается преобразованием других видов энергии — в основном электричества.

Гидравлический привод состоит (рис. 1) из бака 1 с рабочей жидкостью, гидронасоса 2, контрольно-регулирующей и распределительной гидроаппаратуры (дросселя 3, гидрораспределителя 4 и предохранительного клапана 6) и исполнительного устройства (гидродвигатель, гидроцилиндр и др. ) 5, которым приводится в действие рабочий орган производственной машины.

Рис. 1. Схема гидропривода

Рабочая жидкость – минеральное масло марок ИГП-18, ИГП- 30, ИГП-38 и др., которое применяется в гидравлическом приводе станков для передачи движения и скорости силовому органу. Масло, применяемое в качестве рабочей жидкости, должно быть однородно по химическому составу, иметь высокую температуру вспышки, низкую температуру застывания и не должно содержать водорастворимых кислот и щелочей, т.к. они вызывают коррозию и появление мылообразующих жиров, образующих пену, которая является причиной неравномерного движения силового органа.

Установившаяся температура масла в баке гидросистемы во время работы не должна превышать 55°C, 70°C и т.д., если в технических условиях или заменяющих их технических документах на конкретный станок не предусматривается меньшее значение.

Температура масла в гидробаке должна быть не более 70°C, если выделяемое гидросистемой тепло не оказывает существенного влияния на точность работы станка.

Гидронасос – устройство, всасывающее рабочую жидкость из гидробака и нагнетающее ее в гидросистему. Гидронасос в производственных машинах приводится в действие электродвигателем.

По принципу действия, т.е. по способу передачи механической энергии жидкости, насосы подразделяются на объемные (поршневые, пластинчатые, шестеренчатые, винтовые) и центробежные. Основными величинами, характеризующими работу насоса, являются производительность, давление, потребляемая мощность, коэффициент полезного действия и высота всасывания.

Производительностью насоса называется объемное количество жидкости, подаваемое насосом в единицу времени. Оно обозначается Q (м3/с, м3/ч, л/с).

Энергия жидкости в гидросистеме характеризуется давлением. За единицу давления принимается давление, получающееся при действии силы в 1 кгс/см2. Эта единица давления называется технической атмосферой и обозначается ата. В СИ килограмм-сила на квадратный сантиметр будет равна 100 кПа. Полезная мощность всегда меньше потребляемой за счет потерь, возникающих в насосе. Более высокие значения КПД соответствуют насосам больших размеров. Для поршневых насосов КПД составляет 0,60–0,92, для осевых — 0,7–0,85.

Исполнительные устройства предназначены для преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию вращательного, возвратно-поступательного или возвратно-поворотного (качательного) движения выходного звена (поршня со штоком или лопасти с валом) и связанных с ним устройств.

Контрольно-регулирующая и распределительная гидроаппаратура предназначена для управления исполнительным устройством, т.е. для регулирования скорости вращения гидродвигателя, для регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра и величины усилия за счет изменения количества и направления жидкости, протекающей в единицу времени через трубопровод, и давления жидкости в отдельных полостях гидропривода.

Трубопровод предназначен для соединения всех устройств гидропривода. По трубопроводу перемещается рабочая жидкость.

1. Устройство гидробака

Гидробак — герметичная емкость сварной конструкции, предназначенная для питания гидросистемы маслом; он может быть расположен вне станка (рис. 2), а также может быть выполнен в нише станины станка.

Рис. 2. Гидробак: а — схема устройства гидробака; б — сапун

Масло в гидробак заливают через фильтр 5, защищающий бак от попадания грязи при заливке масла.

Между сливным 4 и всасывающим 2 патрубками обычно располагаются перегородки, которые исключают прямой ток масла между патрубками 4 и 2, что позволяет осесть тяжелым частицам по пути к всасывающему патрубку 2. Обычно дно в гидробаке выполняется наклонным в сторону сливного патрубка, где располагается сливное отверстие. В низкой части дна бака собирается осадок из продуктов износа элементов гидросистемы, загрязнений и других примесей.

На крышке бака установлен сапун 3 (защитное устройство в виде грибка, снабженное фильтром), предназначенный для отвода из бака газообразных примесей, выравнивания давления (внутри и снаружи бака) и защиты от попадания в бак стружки, эмульсии и пыли из цеха (рис. 2, б).

Масло в гидробаке должно находиться на определенном уровне Н, контроль которого осуществляется индикаторами. Для улавливания продуктов износа, взаимодействующих стальных деталей гидропривода, в стенку бака иногда ввертывают магнитную пробку. Постоянство температуры масла в гидробаке обеспечивается нагревательными и охладительными установками.

Обычно гидробак является основанием для установки гидронасоса с электродвигателем, фильтра и защитно-регулирующей аппаратуры. Такую установку называют станцией.

2. Гидронасосы

Поршневые насосы применяются в гидроприводах промышленного оборудования в тех случаях, когда необходимо Ч I. Глава 1. Производственный процесс изготовления машин получить высокое рабочее давление масла.

Наибольшее распространение нашли аксиально-поршневые насосы (рис. 3).

Рис. 3. Аксиально-поршневой насос

В расточках ротора 1 перемещаются поршни 2, которые через шатуны 4 связаны с шайбой 5, наклоненной к валу 3 под углом . Вал 3 связан с шайбой 5 шарнирно, а с ротором 1 — шлицами. При вращении ротора 1 вместе с шайбой 5 наклон шайбы сохраняется, и поэтому поршни совершают возвратнопоступательное движение.

При этом под одним поршнем образуется разрежение и масло по каналам 8 и 9 всасывается из бака в цилиндр, а другой поршень сжимает масло, которое по каналам 6 и 7 нагнетается из цилиндра в напорную магистраль. Объем поступающего в напорную магистраль масла можно регулировать изменением угла α наклона шайбы 5. При α = 90° подача масла в напорную магистраль прекращается.

Шестеренчатые насосы. Эти насосы бывают низкого, среднего и высокого давления.

Шестеренчатые насосы низкого давления применяют в системах смазки и охлаждения станков. Насосы среднего давления применяют в гидравлических системах шлифовальных, фрезерных и других станков. Насосы высокого давления применяют в гидравлических системах сверлильно-расточных, протяжных, токарных и фрезерных станков.

Шестеренный насос внешнего зацепления (рис. 4) состоит из двух зубчатых колес, которые находятся в зацеплении и установлены с минимальным зазором между вершинами зубьев колес и цилиндрическими расточками в корпусе. От ведущего зубчатого колеса 1 приводится во вращение ведомое зубчатое колесо 3. Масло, попадая в полости между зубьями и корпусом, переносится из зоны 5 в зону 2. В зоне 5 образуется разрежение, и масло по каналу 4 всасывается в нее. В зоне 2 зубья колес входят в зацепление и вытесняют масло из впадин между зубьями, в результате чего масло нагнетается в магистраль, соединенную с полостью 2.

Рис. 4. Шестеренчатый насос 

Насосы, у которых зубчатые колеса имеют 5–10 зубьев, применяют для систем охлаждения. В гидроприводах используют зубчатые колеса с 10–20 зубьями.

Лопастные-пластинчатые насосы. Эти насосы применяют в гидросистемах сверлильно-расточных, токарных, фрезерных, протяжных и других станков.

Пластинчатый насос (рис. 5) состоит из статора 1 и ротора 2. В радиальных пазах ротора помещены пластины 3. Оси ротора и статора расположены с эксцентриситетом е.

Рис. 5. Пластинчатый насос

При вращении ротора пластины в его пазах совершают возвратно-поступательное движение, прижимаясь торцами (под действием центробежных сил и силы давления жидкости) к поверхности статора.

В результате объемы пространства между пластинами изменяются. При увеличении объемов создается разрежение, и жидкость, поступая из масляного бака по трубопроводу через отверстия в торцовых крышках, заполняет пространство между пластинами. При уменьшении объемов пространства жидкость вытесняется через отверстия в торцовых крышках в напорную магистраль. Изменяя эксцентриситет е, можно регулировать поток жидкости при неизменной частоте вращения ротора. При е=0 объемы пространства, заключенные между пластинами 3, не изменяются и подачи жидкости нет.

Винтовые насосы. Во многих отраслях промышленности винтовые насосы начали вытеснять шестеренчатые благодаря ряду преимуществ: небольшие размеры и масса, бесшумность, отсутствие взбалтывания перекачиваемой жидкости, способность к перекачиванию жидкостей с самой различной вязкостью, большая допустимая скорость вращения, что позволяет прямое соединение с быстроходными электродвигателями. Конструкция винтового насоса проста, и для сборки не требует высокой квалификации слесаря-сборщика.

Камеры всасывания 10 винтовых насосов (рис. 6, а) и нагнетания 4 располагаются по торцам винтовых роторов, а по цилиндрическим поверхностям роторы плотно охватываются корпусом насоса (рис. 6, б).

Рис. 6. Винтовой насос: а — устройство; б — поперечный разрез трехвинтового насоса; 1 — крышка корпуса; 2 — обойма роторов; 3,9 — ведомые роторы; 4 — нагнетательный патрубок; 5 — ведущий ротор; 6 — нажимная втулка уплотнительного сальника; 7 — корпус; 8 — опорная втулка ведущего ротора;10 — всасывающий патрубок; 11,13 — разгрузочные поршни ведомых роторов; 12 — разгрузочный поршень ведущего ротора

Рабочим органом винтовых насосов является ротор 5, который представляет собой винт, имеющий резьбу специального профиля.

Этот ротор является ведущим. Он своей резьбой вступает в зацепление по всей длине с витками резьбы двух, трех и девяти или более роторов, которые являются ведомыми. Осевые линии роторов могут быть расположены параллельно или под определенным углом, т.е. в первом случае роторы имеют цилиндрическую форму, а во втором — коническую.

Рабочая жидкость, находящаяся во всасывающей полости 10, поступает в раскрывающуюся винтовую впадину каждого ротора. При дальнейшем вращении ротора эта впадина замыкается выступающими витками других роторов, которые проталкивают жидкость, находящуюся во впадине, к нагнетательной полости 4. Для надежной работы винтовых насосов необходимо в максимальной степени исключить возможность перетекания жидкости из нагнетательной камеры во всасывающую. Так как эти камеры разделены роторами, необходимо обеспечить герметичность в зацеплении (рис. 6, б) впадин и наружного диаметра витков (Dн и dв, Dв и dн), а также прилегание витков резьбы по их наружной поверхности (Dн и dн с допуском h5) к расточке в корпусе насоса (с допуском Н6).

3. Исполнительные устройства

Исполнительные устройства, называемые гидродвигателями, служат для преобразования энергии масла в гидросистеме в механическую, используемую для перемещения рабочих органов. В металлорежущих станках в качестве гидродвигателей применяются гидроцилиндры, роторные и пластинчатые гидродвигатели и др.

В принципе все рассмотренные гидронасосы можно превратить в гидродвигатели, если снять с них электродвигатель и в рабочее пространство подать жидкость с определенным давлением и скоростью. В шестеренчатом насосе жидкость вращала бы зубчатые колеса, в лопастном насосе — ротор с лопастями, а в поршневых насосах поршни приводили бы во вращательное движение ротор.

Гидропривод вращательного движения представляет собой комбинацию двух насосов, из которых один работает в качестве насоса, а другой — в качестве гидродвигателя.

Существуют несколько разновидностей гидроприводов вращательного движения: комбинация из двух шестеренчатых насосов, из двух лопастных насосов и, наконец, из двух плунжерных насосов.

Регулирование чисел оборотов на выходе гидропривода производится уменьшением или увеличением давления и, соответственно, расхода масла в гидродвигателе.

Наиболее эффективно применение поршневых гидроприводов (рис. 7), где аксиально-поршневой насос 1 и аксиально-поршневой гидродвигатель 4 размещены в одном корпусе 3.

Рис. 7. Гидропривод с аксиально-поршневым насосом

В корпусе размещены также каналы, по которым масло поступает от насоса к двигателю. Наклон шайбы гидронасоса изменяется золотником 5, который управляется дросселем 2. Вращающий момент гидродвигателя зависит от давления и расхода подаваемой жидкости, а направление вращения зависит от того, к какому каналу гидродвигателя подводится жидкость под давлением.

Гидроцилиндр является гидравлическим двигателем, преобразующим энергию движущейся жидкости в механическую движущегося поршня.

Поршневые гидроцилиндры могут выполняться с неподвижным цилиндром или с перемещающимся поршнем (рис. 8, а), с неподвижным поршнем или подвижным цилиндром (рис. 8, б) и с подачей жидкости через полый шток (рис. 8, в). На рис. 9 показан гидроцилиндр двустороннего действия, предназначенный для сообщения возвратно-поступательного движения рабочим органам станка. Внутри цилиндрической полости гильзы 2 перемещается поршень 6, который соединен со штоком 3 запорными кольцами 4. Цилиндр герметизируется уплотнениями 5, 1 и 8. Проушиной 7 цилиндр соединяется со станиной станка, а конец штока соединяется с исполнительным органом станка, совершающим возвратно-поступательное движение.

Рис. 8. Поршневые гидроцилиндры

Обычно если масло подается в отверстие 4, то поршень, перемещаясь вправо, сообщает исполнительному органу рабочий ход, а если в отверстие 6, то исполнительный орган возвращается в исходное положение.

Пластинчатый (лопастной) поворотный двигатель предназначен для получения угловых периодических движений (рис. 10).

 

Рис. 9. Гидроцилиндр двустороннего действия

Рис. 10. Схема пластинчатого (лопастного) поворотного двигателя

Такой гидродвигатель состоит из корпуса, вала с лопастью 1 и упора 2 с уплотнением 3, разделяющим полость цилиндра на две части. При подаче масла в отверстие А, расположенное слева от упора 2, лопасть 1 поворачивается против часовой стрелки, а при подаче масла в отверстие В, расположенное справа от упора 2, по часовой стрелке.

4. Контрольно-регулирующая гидроаппаратура

Контрольно-регулирующая гидроаппаратура (дроссели, клапаны и др.) предназначена для регулирования расхода масла, защиты гидросистемы от перегрузки, отвода излишней жидкости, поддержания постоянного давления, снижения давления в ответвлении от главной магистрали.

Дроссель предназначен для регулирования количества масла, подаваемого от насоса в гидросистему путем изменения поперечного сечения отверстия, через которое масло поступает в магистраль. Поперечное сечение отверстия может изменяться осевым перемещением иглы (рис. 11, а), поворотом стержня (рис. 11, б) или установкой шайбы (диафрагмы) с отверстием требуемого диаметра (рис. 11, в).

Рис. 11. Дроссели

Напорные гидроклапаны (рис. 12, а) служат для автоматического ограничения чрезмерного давления рабочей жидкости. При увеличении давления в магистрали до величины, на которую клапан отрегулирован, пружина клапана сжимается и открывает отверстие. Через это отверстие жидкость сливается до тех пор, пока давление не снизится до требуемой величины.

Рис. 12. Клапаны: а — напорный; б — переливной; в — редукционный

Переливные клапаны (рис. 12, б) позволяют получить в гидросистеме постоянное давление, перепуская значительные потоки рабочей жидкости в гидробак. При нормальном давлении жидкости в гидросистеме плунжер 3 перекрывает отверстие клапана, к которому из магистрали подается масло; при этом масло поступает по каналу 1 под нижние торцы плунжера 3. Затем через дроссель 8 по каналу в плунжере 3 масло поступает в полость 6, расположенную над верхним торцом плунжера 3, к напорному клапану 5. При превышении заданной величины давления (в магистрали) клапан 5 открывается, и давление в полости 6 падает. Так как под нижние торцы плунжера 3 подведено полное давление, то плунжер перемещается вверх и открывает отверстие 2, через которое масло из напорной магистрали через отверстие 7 попадает в сливную магистраль, соединенную с баком. Управление работой переливного клапана осуществляется через отверстие 4.

Редукционные клапаны (рис. 12, в) применяют для понижения давления на отдельных участках гидросистемы. Масло из магистрали под рабочим давлением подается в канал 1, который перекрывается плунжером 2 под действием на его верхний торец пружины 5 в полости 4 и давления масла, подаваемого по каналу 3. При уменьшении давления в полости 6 ниже заданной величины плунжер 2 под действием рабочего давления смещается и открывает выход для масла из канала 1 в канал 6. Как только давление в канале 6 достигнет заданной величины, плунжер 2 перекрывает канал 1, что приводит к падению давления в канале 6.

5. Распределительные устройства

Распределительные устройства служат для изменения направления потока жидкости в магистрали гидросистемы.

Плунжер-золотник (рис. 13) управляет потоком масла тем, что соединяет поочередно полости цилиндра с напорной или сливной магистралью.

Рис. 13. Схема работы распределителя потока

Перемещение плунжера может выполняться вручную, кинематическими устройствами (например, кулачками), электромагнитами, а также гидравлическими или пневматическими устройствами.

Поворотные краны (рис. 14) также относятся к распределительным устройствам. В положении I рукоятки масло из магистрали через отверстие 5 в корпусе 1, канал 3 в плунжере и отверстие 7 поступает в полость гидроцилиндра, перемещает шток вверх. Из другой полости гидроцилиндра масло через отверстие 6, канал 4 в плунжере 2 и отверстие 8 поступает в сливную магистраль.

Рис. 14. Схема работы поворотного крана

В положении II рукоятки масло из магистрали через отверстие 5 и полость а, образуемую выемкой в плунжере 2, поступает в отверстие 6; масло на слив поступает через отверстие 7, полость б, канал 4 и полость в в отверстие 8, соединенное со сливной магистралью.

Гидропанель представляет собой сборочную единицу, состоящую из нескольких гидравлических аппаратов, смонтированных на общей плите или встроенных в общий корпус. Аппараты между собой в гидропанели соединены беструбным способом — соответствующими каналами и проходами в корпусах и плитах панели. В гидропанель встраивают также (частично) наладочные органы ручного управления и регулирующие аппараты. Соединение аппаратов проходами в корпусе панели повышает надежность соединения и частично устраняют необходимость уплотнений. Многие гидравлические панели унифицированы.

6. Трубопроводы

Система трубопроводов состоит из труб и их соединений. В зависимости от конструктивного назначения трубопроводы бывают жесткие (металлические) и гибкие (резиновые шланги, гибкие металлические рукава). Для изготовления трубопроводов гидро- и смазочных систем следует применять бесшовные трубы и шланги прозрачные пластмассовые, армированные синтетическими нитями, если они допустимы по условиям эксплуатации.

Допускается применение труб из алюминиевых сплавов, латунных труб и медных труб для трубопроводов с наружным диаметром не более 6 мм, а для диаметров свыше 6 мм — только при затрудненных условиях монтажа.

Гибкие трубопроводы (резиновые рукава и пластиковые трубы) в гидросистемах должны применяться только для подвода масла к подвижным узлам, узлам, служащим для закрепления деталей, съемным узлам, а также в местах, где затруднен монтаж, и в случаях, дающих преимущество (уменьшение вибраций и шума).

7. Фильтры

Для очистки масла, заполняющего гидросистему, применяют фильтры. Их располагают во всасывающей линии насоса или в сливной магистрали.

Для очистки масла от попавших в него твердых частиц применяют фильтры. В качестве фильтрующего элемента используют сетки, фетр, войлок, бумагу и т.д. Недостатком этих фильтров является необходимость частичного демонтажа для замены фильтрующего элемента.

Рис. 15. Фильтры, располагаемые во всасывающей линии насоса: а — непогружаемый; б — погружаемый; в — пластинчатый

Приемные фильтры, приведенные на рис. 1.30, отличаются друг от друга способом монтажа на резервуаре с маслом. В фильтре (рис. 15, а) корпус с фильтрующим элементом располагается над резервуаром, а в фильтре (рис. 15, б) — частично погружается в масло, при этом расстояние от торца погруженной части до уровня масла в резервуаре не должно быть менее 90 мм. В корпусе 1 фильтра установлен сетчатый фильтрующий элемент 2 с перепускным клапаном 3. В зоне входа масла в фильтрующий элемент расположена вставка 10 с магнитными уловителями 11, задерживающими магнитные частицы. В корпусе индикаторного устройства установлена подпружиненная мембрана 4, жестко связанная со штоком 6. Последний взаимодействует с подпружиненным плунжером 5, в котором установлен магнит 8, воздействующий на магнитоуправляемый контакт (геркон) 9. Полость над мембраной соединена с атмосферой, а полость под мембраной (через канал 7) с выходным отверстием 11 фильтра.

При работе насоса масло всасывается из бака через отверстие 1, проходит вблизи магнитных уловителей 11 и далее через фильтрующий элемент 2 поступает во всасывающую линию гидросистемы. По мере роста степени загрязненности фильтрующего элемента возрастает разрежение в отверстии 11, в результате чего диафрагма 4 (вместе со штоком 6) атмосферным давлением смещается вниз. При этом шток 6 освобождает плунжер 5, который пружиной смещается на одну ступеньку влево, причем одновременно магнит 8 воздействует на геркон 9, выдающий электрический сигнал о первой стадии загрязненности фильтрующего элемента. Если последний не очищен и продолжает загрязняться дальше, прогиб мембраны 4 возрастает настолько, что освобождается вторая ступенька плунжера 5, который смещается до предела влево, и в систему управления выдается аварийный сигнал. Одновременно открывается перепускной клапан 3. О степени засорения фильтра можно судить и визуально по положению выходящего наружу конца плунжера 5.

Для очистки фильтрующего элемента его необходимо извлечь из корпуса, промыть в керосине и продуть чистым сухим воздухом; необходимо также очистить магнитные уловители. После сборки фильтра плунжер 5 следует переместить вручную в крайнее правое положение.

Пластинчатый фильтр также нашел широкое применение (рис. 15, в). Фильтрующий элемент пластинчатого фильтра состоит из набора пластин 1, разделенных скребками 2, толщина которых определяет размер фильтрующей щели между пластинами 1. Масло поступает в отверстие 3 корпуса фильтра, проходит через фильтрующие щели, в которых задерживаются частицы, загрязняющие масло. Очищенное масло отводится через отверстие 5. Для очистки фильтрующих промежутков периодически поворачивают ручку 4, вместе с которой поворачиваются скребки 2, которые удаляют грязь из фильтрующих промежутков. Грязь собирается в стакане и периодически удаляется из него через отверстие, закрытое пробкой 6.

Фильтры могут включаться для последовательной или для параллельной работы. В первом варианте предусматривается пропуск через все фильтры полного объема рабочей жидкости, во втором — через каждый фильтр проходит только определенная часть.

Так как при параллельном включении скорость протекания рабочей жидкости через фильтрующие элементы меньше, чем при последовательном, то и очистка масла при прочих равных условиях происходит более полно.

Через фильтрующий элемент рабочая жидкость проходит под действием разности давлений перед фильтром и после него. Для фильтрации минеральных масел в гидросистемах и системах смазки станков и других машин применяются щелевые (пластинчатые) фильтры. Расширяется применение фильтров с металлической, чаще всего с латунной сеткой с количеством ячеек от 3000 на 1 см2.

Для защиты высокочувствительных к загрязнению элементов гидросистемы используются напорные фильтры тонкой фильтрации, которые устанавливаются непосредственно перед защищаемыми элементами.

Бумажные фильтроэлементы изготовляют из высокосортных хлопковых волокон или древесной целлюлозы. Бумажный фильтроэлемент представляет собой гофрированный цилилиндр из фильтровальной бумаги, который во избежание разрыва от давления рабочей жидкости защищается сеткой. Схема работы фильтра с бумажными фильтроэлементами аналогична работе пластинчатого фильтра.

8. Гидравлические схемы гидропривода

Все перечисленные взаимодействующие элементы гидропривода принято называть гидросистемой.

В конструкторской документации приводятся гидравлические схемы, которые помогают производить монтаж и наладку гидросистемы и выявлять дефекты. В гидравлических схемах станков (и других машин) пользуются условными обозначениями для изображения устройств, применяемых в гидросистеме: насосов, гидродвигателей и гидроаппаратов, необходимых для осуществления требуемых технологических циклов работы производственной машины или станка.

В конструкторской документации могут встречаться два основных вида гидравлических принципиальных схем, отличающихся условными обозначениями.

Функциональные гидравлические схемы, т.е. схемы с символическими условными графическими изображениями, показывающими только функциональное назначение каждого аппарата, но не раскрывающими конструктивные подробности устройства.

Принципиальные гидравлические схемы — это схемы с подробным конструктивным обозначением устройства гидравлических аппаратов

Примеры применения условных обозначений, применяющиеся на схемах гидрофицированных станков, приведены на рис. 16; а, б.

Рис. 16. Вариант принципиальной гидравлической схемы станка — с символическими (а) и конструктивными (б) условными обозначениями: 1 — бак; 2 — фильтр сетчатый; 3 — насос лопастной; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — дроссель с регулятором; 6 — клапан предохранительный; 7 — кран управления; 8 — золотник реверсивный; 9 — золотник напорный; 10 — гидроцилиндр; 11-24 — линии связи; 25-29 — линии слива; 30-31 — линии дренажа

 

Просмотров: 761

Моделирование динамики замкнутого гидропривода с двойным входом и одним выходом

Сохранить цитату в файл

Формат: Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV

Добавить в коллекции

• Создать новую коллекцию
• Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Не удалось загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

• Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Электронная почта: (изменить)

Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день

Который день? ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота

Формат отчета: РезюмеРезюме (текст)АбстрактАбстракт (текст)PubMed

Отправить максимум: 1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

. 2022 июль; 126: 649-665.

doi: 10.1016/j.isatra.2021.08.028. Epub 2021 24 августа.

Аджит Кумар Панди ¹ , К. Дасгупта ² , Санджой К. Гошал ³

Принадлежности

• ¹ Факультет машиностроения, Национальный технологический институт, Патна, Бихар, 800005, Индия.
• ² Департамент горного машиностроения, Индийский технологический институт (Индийская школа горного дела) Дханбад, Джаркханд, 826004, Индия.
• ³ Факультет машиностроения, Индийский технологический институт (Индийская школа горного дела) Дханбад, Джаркханд, 826004, Индия. Электронный адрес: [email protected].

• PMID: 34507815
• DOI: 10.1016/j.isatra.2021.08.028

Аджит Кумар Пандей и др. ИСА Транс. 2022 июль

. 2022 июль; 126: 649-665.

doi: 10. 1016/j.isatra.2021.08.028. Epub 2021 24 августа.

Авторы

Аджит Кумар Пандей ¹ , К. Дасгупта ² , Санджой К. Гошал ³

Принадлежности

• ¹ Факультет машиностроения, Национальный технологический институт, Патна, Бихар, 800005, Индия.
• ² Департамент горного машиностроения, Индийский технологический институт (Индийская школа горного дела) Дханбад, Джаркханд, 826004, Индия.
• ³ Факультет машиностроения, Индийский технологический институт (Индийская школа горного дела) Дханбад, Джаркханд, 826004, Индия.
  Электронный адрес: [email protected].

• PMID: 34507815
• DOI: 10.1016/j.isatra.2021.08.028

Абстрактный

В данной работе представлена ​​схема двухвходового-одновыходного замкнутого гидропривода, состоящего из насоса и гидромотора переменного рабочего объема, оба аксиально-поршневого типа. Он анализирует динамику системы гидравлического привода посредством моделирования и симуляции. Модель учитывает нелинейные потери, зависящие от состояния, и временное поведение поворотных приводов, определенное на основе данных испытаний, и эти модели также учитываются в исследованиях моделирования. В работе также обсуждается влияние номинальных изменений значений решающих параметров на прогнозируемую производительность привода для обоснования области его практического применения.

Без демонтажа компонентов системы сравнение данных испытаний с результатами моделирования позволяет проверить модель системы для различных условий работы привода. Этот аспект важен для априорного анализа системы и может быть полезен инженерам по применению для первоначального выбора и разработки аналогичного привода, используемого в мобильном оборудовании.

Ключевые слова: график облигаций; Гидравлический привод; объем двигателя; объем насоса; Установившиеся потери.

Copyright © 2021 ИСА. Опубликовано Elsevier Ltd. Все права защищены.

Заявление о конфликте интересов

Декларация о конкурирующих интересах Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.

Похожие статьи

• Исследование метода управления силовой системой анкерного оборудования шагового типа.

  Су Г, Го И, Ван П, Ченг Г, Чжао Д. Су Г и др. Датчики (Базель). 2021 27 октября; 21 (21): 7123. дои: 10.3390/s21217123. Датчики (Базель). 2021. PMID: 34770430 Бесплатная статья ЧВК.

• Моделирование и улучшение характеристик систем регулирования постоянной мощности в аксиально-поршневых насосах переменного рабочего объема.

  Пак С.Х., Ли Дж.М., Ким Дж.С. Парк С.Х. и др. Журнал «Научный мир». 2013 24 октября; 2013:738260. дои: 10.1155/2013/738260. Электронная коллекция 2013. Журнал «Научный мир». 2013. PMID: 24282389 Бесплатная статья ЧВК.

• Методы моделирования щелевого потока в аксиально-поршневых насосах высокого давления с переменным рабочим объемом.

  Завистовский Т., Клайбер М. Завистовский Т. и соавт. Arch Comput Methods Eng. 2017;24(3):519-542. doi: 10.1007/s11831-016-9180-5. Epub 2016 26 апр. Arch Comput Methods Eng. 2017. PMID: 29962829 Бесплатная статья ЧВК.

• Адаптивное повторяющееся управление линейным колебательным двигателем при периодической гидравлической ступенчатой ​​нагрузке.

  Ли С, Цзяо З, Ли И, Цао Ю. Ли Х и др. Датчики (Базель). 2020 19 февраля; 20 (4): 1140. дои: 10.3390/s20041140. Датчики (Базель). 2020. PMID: 32093049 Бесплатная статья ЧВК.

• Интеллектуальная диагностика гидравлического аксиально-поршневого насоса с использованием новой интегрированной модели CNN.

  Тан С., Чжу Ю., Юань С., Ли Г. Тан С. и др. Датчики (Базель). 2020 14 декабря; 20 (24): 7152. дои: 10.3390/s20247152. Датчики (Базель). 2020. PMID: 33327378 Бесплатная статья ЧВК.

Посмотреть все похожие статьи

Процитируйте

Формат: ААД АПА МДА НЛМ

Отправить

Снижение гидравлических потерь в гидроприводе при вспомогательных нагрузках

• Чулков Максим
;
• Волков Алексей

Реферат

Одним из основных направлений развития авиационных гидросистем является увеличение номинального давления. Повышение номинального давления означает усиление склонности к загрязнению сервоклапана электрогидравлической форсунки-заслонки. Целесообразно использовать обычный золотниковый гидрораспределитель, непосредственно управляемый линейным электродвигателем. Это повышает надежность и эффективность гидропривода и упрощает его конструкцию. Недостатком этой схемы является перетекание жидкости через золотник второго усилительного каскада при вспомогательных внешних нагрузках выходного звена гидроцилиндра. Это приводит к большим гидравлическим потерям, повышению температуры и снижению вязкости гидравлической жидкости. Устранить эти недостатки можно путем установки обратного клапана, который соединяется с напорной камерой гидроцилиндра с давлением, превышающим давление в напорной магистрали при вспомогательной нагрузке. Такая конструкция дает следующие преимущества: 1) при вспомогательных нагрузках температура жидкости не повышается, так как она не протекает через рабочие окна золотниковых клапанов. Это позволит уменьшить массу теплообменников гидросистемы; 2) исключен разрыв потока жидкости в камерах гидроцилиндров при вспомогательных нагрузках. Предложенное усовершенствование проверено имитационным моделированием второго усилительного каскада гидропривода в программе Matlab/Simulink при различных значениях и направлениях внешних нагрузок. Анализ результатов моделирования показал, что схема работоспособна и удовлетворяет требованиям к мощностным характеристикам привода.

Публикация:

Аэрокосмические системы

Дата публикации:

Сентябрь 2022

DOI:

10.1007/с42401-022-00134-0

Биб-код:

2022АэрСы…5..367С