Скорость выходного звена гидропривода прямо пропорциональна количеству поступающей к нему жидкости, а при постоянной подаче обратно пропорциональна рабочему объему камер гидравлического двигателя. Применяют два способа плавного регулирования скорости гидропривода: дроссельный и объемный.
Гидропривод с дроссельным регулированием
При дроссельном регулировании применяют насосы с постоянной подачей, а гидродвигатели с постоянным расходом. Для регулирования расхода жидкости гидродвигателем используют гидродроссели. Гидродроссель может быть установлен последовательно с гидродвигателем (в напорной гидролинии или в гидролинии слива) и параллельно ему. Для обеспечения стабильного регулирования расход насоса обычно превышает расход гидродвигателя, излишек жидкости сливается через переливной клапан в бак.
В схеме с последовательным включением гидродросселя в напорной линии (рис. 1, а) давление р1 перед гидродросселем поддерживается постоянным гидроклапаном 1. Часть жидкости, подаваемой насосом 2, сливается через гидроклапан в бак, а часть поступает через гидродроссель 3 к двигателю 4. Давление р2 за гидродросселем зависит от нагрузки, поэтому при изменении нагрузки на выходном звене гидропривода перепад давлений на гидродросселе будет изменяться. Соответственно будет изменяться расход жидкости, протекающей через гидродроссель, и скорость гидродвигателя. Эту схему рекомендуется применять в механизмах с постоянной нагрузкой как по величине, так и по направлению.
В схеме с последовательным включением гидродросселя в сливной линии (рис. 1, б) давление р1 на гидродвигателе поддерживается гидроклапаном 1 постоянным, поэтому изменение нагрузки вызывает изменение противодавления рпр в линии между двигателем 4 и гидродросселем 3. При увеличении нагрузки давление перед гидродросселем уменьшается, а при уменьшении увеличивается. Таким образом, перепад давлений на гидродросселе в этой схеме также зависит от нагрузки, а постоянство скорости движения гидродвигателя не обеспечивается. В результате двустороннего давления жидкости на рабочие органы гидродвигателя схему с гидродросселем в сливной линии можно применять для механизмов со знакопеременными нагрузками.
Схема с гидродросселем, установленным параллельно гидродвигателю, показана на рис. 1, в. Часть жидкости, поступающая от насоса, сливается через гидродроссель 3 в бак, а часть поступает к гидродвигателю 4. При полном перекрытии гидродросселя скорость движения гидродвигателя максимальна. По мере открытия гидродросселя количество жидкости, поступающей в гидродвигатель, уменьшается, уменьшается и скорость его движения. Гидроклапан 1 в этой схеме работает как предохранительный и срабатывает лишь при перегрузках. Изменение нагрузки на гидродвигателе приводит к изменению давления в напорной линии, т. е. к перепаду давления на гидродросселе. Таким образом, постоянство скорости гидродвигателя не обеспечивается. Рассмотренная схема более экономична, чем ранее рассмотренная, так как давление р1, в напорной линии, а следовательно, и потребляемая насосом мощность пропорциональны нагрузке гидродвигателя. Однако диапазон регулирования привода с параллельным включением гидродросселя уже, чем при последовательном включении.
При значительных изменениях нагрузки для исключения колебаний скорости гидродвигателя схемы с простым дросселированием заменяют схемами со стабилизацией скорости путем установки редукционного гидроклапана (рис. 1, г—ё). В этих схемах редукционный гидроклапан 5 автоматически обеспечивает постоянный перепад давлений на гидродросселе 2.
В схемах, приведенных на рис. 1, а, б, г, д, подача насоса превышает потребный расход, поэтому утечки в насосе на стабильность скорости гидродвигателя не сказываются. В схемах рис. 1, в, е при колебаниях давления в напорной линии насоса изменяются его утечки и соответственно подача. Это приводит к дополнительному изменению настроенной скорости гидродвигателя.
Достоинствами дроссельного регулирования являются широкий диапазон регулирования и его простота, недостатками— значительные потери энергии и низкий КПД. Для повышения КПД при дроссельном регулировании используют схему с двумя насосами различной подачи, которые могут быть включены поочередно или одновременно. В пределах каждой ступени плавное регулирование осуществляется гидродросселем. Дроссельное регулирование применяют в гидроприводах небольшой мощности.
Гидропривод с объемным регулированием
В поршневом гидроприводе с объемным регулированием скорость движения выходного звена регулируют изменением подачи насоса. Изменение скорости гидроцилиндра 4 (рис. 2) производят, например, при изменении эксцентриситета е радиально-поршневого насоса 5. В схемах с объемным регулированием весь основной поток жидкости поступает в гидродвигатель без потерь на дросселирование, а рабочее давление насоса устанавливается соответственно нагрузке, поэтому КПД гидропривода с объемным регулированием достаточно высок.
В связи с тем, что утечки в насосе пропорциональны давлению в напорной гидролинии, при колебаниях нагрузки (и соответственно рабочего давления) количество жидкости, подаваемой насосом в гидродвигатель, и его скорость будут изменяться. Особенно заметно влияние нагрузки на скорость движения выходного звена гидродвигателя при малой величине установленной скорости. Это может привести к низкому качеству обработки и поломке режущего инструмента. Для обеспечения постоянства скорости гидропривода применяют устройства стабилизации. Принцип работы системы стабилизации заключается в автоматическом регулировании подачи насоса при изменении давления и утечек. Так, например, подача насоса (см. рис. 2) зависит от соотношения силы пружины 1 и давления плунжера 2 гидроцилиндра 3, действующих на подвижный статор. Гидроцилиндр 3 подключен к напорной гидролинии насоса. При установленной скорости и постоянной нагрузке действие сил на статор уравновешивается. При увеличении нагрузки давление жидкости в напорной гидролинии увеличивается, увеличиваются также утечки насоса. Одновременно с этим плунжер 2 под действием повышенного давления в гидроцилиндре 3 смещает статор насоса, сжимая пружину 1. Эксцентриситет е и подача насоса увеличиваются, компенсируя увеличившиеся утечки. При уменьшении нагрузки на гидродвигатель давление жидкости снижается и пружина /, смещая статор насоса в противоположном направлении, уменьшает подачу насоса. Однако при этом уменьшаются утечки в насосе и сохраняется постоянство скорости гидродвигателя. Существуют и другие схемы стабилизации.
В гидроприводах вращательного движения с объемным регулированием скорость выходного звена регулируется либо путем изменения подачи насоса при постоянном расходе гндродвигателя (аналогично схеме рис. 2), либо путем изменения расхода гидродвигателя (вследствие изменения рабочего объема камер). Для расширения диапазона регулирования иногда применяют комбинированное регулирование.
При регулировании изменением подачи насоса изменяется мощность гидропривода, а при регулировании изменением расхода гидродвигателя изменяется вращающий момент на валу, зависящий при постоянном давлении жидкости от рабочего объема камер гидромашины.
Для регулирования скорости приводных механизмов находят применение универсальные регуляторы скорости (рис. 3), представляющие собой сочетание разделенных или неразделенных (установленных в одном корпусе) двух аксиально-поршневых гидромашин: насоса с регулируемой подачей и гидромотора с постоянным расходом.
При вращении входного вала 1 насоса от электродвигателя с постоянной скоростью вращения выходной вал 6 гидродвигателя 5 универсального регулятора скорости может быть остановлен или приведен во вращение с любой скоростью (от нулевой до номинальной). Регулирование осуществляется изменением объема рабочих камер насоса 4 за счет изменения угла наклона наклонного диска 3 рукояткой 2 с винтовой передачей. Масло от насоса поступает непосредственно в рабочие камеры гидродвигателя 5 и приводит его выходной вал в движение.
Вам также могут быть интересны статьи:
(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...