Элементы гидроприводов

К основным элементам гидроприводов относятся насосы, гидродвигатели, распределители потоков жидкости и гидроусилитетели, а к вспомогательным – запорные, предохранительные, редукционные, обратные и дроссельные клапаны, фильтры, манометры и др.

Как правило, в состав гидроприводов входят насосы объемного типа, рас-смотренные выше. В качестве гидродвигателей в зависимости от назначения гидропривода применяются гидроцилиндры возвратно-поступательного движения, вращательные и поворотные гидромоторы.

Гидроцилиндры подразделяются на:

– одностороннего действия, в которых поршень или плунжер возвращаются в исходное положение пружиной или силами тяжести
(рис.41,а-б);

– двухстороннего действия, в которых поршень перемещается в прямом и обратном направлениях жидкостью под давлением (рис.41, в-г);

По конструктивному исполнению гидроцилиндры делятся на поршневые со штоком и плунжерные без него.

a)б)

в) г)

Рис.41

Усилие, развиваемое гидроцилиндром при неравномерной скорости передвижения поршня определяется нагрузкой со стороны рабочего органа, силами трения, инерции и тяжести (если цилиндр расположен вертикально). Под действием значительных сжимающих усилий может произойти прогиб штока и даже разрушение цилиндра. Для предотвращения этих явлений необходимо выдерживать определенные соотношения между диаметрами цилиндра и штока и величиной хода поршня.

Гидроцилиндры выпускаются на расход 0,3-20 л/c с давлением до 10 МПа и толкающим усилием на штоке 7-800 кН.

Роторные радиально-поршневые, аксиально-поршневые и пластинчатые моторы вращательного движения по сути являются обращенными насосами такого же типа, т.е. осуществляют преобразование потенциальной энергии жидкости под давлением в механическую энергию вращения ротора. Они развивают мощность до 20 кВт, имеют широкий диапазон регулирования час-тоты вращения (от 0,3 до 40 об/c), допускают изменение крутящего момента от 5 до 200 Н·м и реверсирование, имеют достаточно высокий КПД, отличаются быстродействием, по габаритам меньше электродвигателей в 3 раза, а по массе в 15 раз.

Рис.42

Гидрораспределители предназначены для пуска гидропривода, изменения направления движения рабочей жидкости и прекращения ее подачи в гидро-двигатель при остановке. С их помощью осуществляются и другие функциональные операции. В зависимости от принципа действия различают золотниковые и крановые распределители. Преимущественное применение находят первые из них, как достаточно простые в конструктивном отношении, имеющие малое время реверса (0,01-0,02 сек с соленоидным приводом) и разгруженные от гидростатического давления. По числу положений золотника различают двух-, трех- и многопозиционные распределители. Число поясков золотника определяется количеством присоединенных к нему гидролиний. Схема четырехлинейного золотника с двумя поясками представлена на рис.43.

1

2 3

4

Рис. 43

Рабочая жидкость подводится к золотнику через канал 1, каналы 2 и 3 соединены с полостями гидроцилиндра. Слив жидкости в бак осуществляется через канал 4. При нейтральном положении золотника каналы 2 и 3 перекрыты и жидкость в цилиндр не поступает. В крайних положениях золотника полости цилиндра сообщаются с нагнетательной и сливной линиями гидропривода и происходит прямой или обратный ход поршня.

Золотники изготавливают из низкоуглеродистой цементированной стали. Для обеспечения герметичности зазор между шлифованным пояском и цилиндрической расточкой корпуса находится в пределах 4-10 мкм. В хорошо изготовленном распределителе усилие перемещения золотника не превышает 1Н.

Рабочими элементами крановых распределителей являются цилиндричес-кие, реже конусные пробки с отверстиями, совершающие поворотное движение в расточке корпуса и переключающие имеющиеся в нем каналы. Как правило, они изготавливаются на небольшой расход и давление жидкости.

Гидроусилители

Назначением гидроусилителей в отличие от рассмотренных выше распределителей является не только переключение потоков, но и регулирование расхода жидкости в гидродвигатель. В следящих гидроприводах находят применение золотниковые усилители, усилители типа сопло-заслонка и усилители со струйной трубкой.

Рис.45

где F, ωп – нагрузка на двигатель и площадь поршня.

т.е. статическая характеристика усилителя линейна. Это обстоятельство предопределяет широкое применение золотниковых усилителей такого типа в следящих гидроприводах и системах автоматики.

т.е. характеристики следящего привода и рассмотренного выше привода с последовательным дроссельным регулированием аналогичны.

а) б)

Рис.46

В следящих гидроприводах двухстороннего действия применяют усилители с двумя соплами (рис.46,б). Усилители типа сопло-заслонка имеют малые габаритные размеры и массу, благодаря отсутствию трущихся частей обладают высокой чувствительностью и быстродействием, просты в изготовлении, долговечны. Их статическая характеристика в диапазоне нагрузок +60 % близка к линейной. КПД, однако, не превышает 15 %.

.

Рис.47

При отклонении трубки от нейтрального положения в полостях гидродвигателя 5 меняется давление и плунжер начинает перемещаться.