Добавлен: 05.05.2024
Просмотров: 29
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Тема: «Общие сведения о гидроприводе»
Содержание
Введение……………………………………………………………………..…….……3
1. Гидропривод: общие сведения………………………………………………...……5
1.1 Структурная схема гидропривода…………………………….……………….…..5
1.2 Классификация и принцип работы гидроприводов………………………...……8
1.3 Преимущества и недостатки гидропривода…………………………..…………19
2. Использование гидромашин и гидропривода в технике………………………...21
3.Сравнительная характеристика механического и гидравлического приводов…23
3.1 Гидравлический привод: область применения, достоинства и недостатки…..23
3.2 Электрический привод: особенности, достоинства и недостатки……………..27
4.Техника безопасности при работе с гидроприводами………………………..…..29
Заключение……………………………………………………………………………35
Список литературы……………………………………………………………………36
Введение
Гидравлический привод (гидропривод) – совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии.
Гидроприводы широко применяются в элементах технологических систем: в современных металлорежущих станках, технологической оснастке, элементов автоматизации технологических процессов. Они позволяют существенно упростить кинематику механизмов, приводящих в движение исполнительные органы, снизить металлоемкость, повысить точность надежность работы, а также уровень автоматизации.
Широкое использование гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах исполнительных силовых двигателей.
Компактные гидродвигатели легко встроить в станочные механизмы и соединить трубопроводами с насосной установкой. Это открывает широкие возможности для контроля, оптимизации и автоматизации рабочих процессов, применение копировальных, адаптивных и программных систем управления, модернизации и унификации. К основным преимуществам гидроприводов следует отнести также достаточное значение КПД, повышенную жесткость и долговечность.
Широкое использование гидроприводов определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бес ступенчатого регулирования скорости (при условии хорошей плавности движения), возможность работы в динамических ре жимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий. С помощью гидроцилиндров удается получить прямолинейное движение без кинематических преобразований, а также обеспечить определенное соотношение скоростей прямого и обратного ходов.
1. Гидропривод: общие сведения
1.1 Структурная схема гидропривода
Гидравлическим приводом (гидроприводом) называют устройство для приведения в движение механизмов и машин с помощью гидропередачи, системы гидроуправления и вспомогательных устройств. Под гидропередачей понимают устройство для передачи механической энергии за счет гидростатического напора жидкости. Гидропередача обычно состоит из насоса и гидродвигателя, соединенных гидролиниями. Насос служит для перемещения жидкости в процессе преобразования приложенной к его валу механической энергии приводного двигателя в гидравлическую энергию потока жидкости, а гидродвигатель для преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию ведомого вала.
По характеру движения выходного звена различают гидропередачи поступательного или вращательного движения. В первом случае в качестве гидродвигателя применяют гидравлический цилиндр, во втором - гидромотор. На экскаваторе гидропередачи приводов поворота стрелы, рукояти и ковша - поступательного движения, а вращения платформы и передвижения - вращательного.
Гидропередача, в которой возможно изменение соотношения скоростей ведущего и ведомого звеньев, называется регулируемой, а не удовлетворяющая этому определению - нерегулируемой. Все определения гидропередачи при рассмотрении всего гидропривода переносятся и на определения гидропривода. Кроме того, гидропривод по способу управления регулирующим органом бывает ручным, гидравлическим, электрическим и др.
Гидроприводы могут быть двух типов: гидродинамические и объемные. В гидродинамических приводах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости. В объемных гидроприводах используется потенциальная энергия давления рабочей жидкости.
Объемный гидропривод состоит из гидропередачи, устройств управления, вспомогательных устройств и гидролиний (рис.1).
Рисунок 1 – Схема объемного гидропривода
Объемная гидропередача, являющаяся силовой частью гидропривода, состоит из объемного насоса (преобразователя механической энергии приводящего двигателя в энергию потока рабочей жидкости) и объемного гидродвигателя (преобразователя энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена).
В состав некоторых объемных гидропередач входит гидроаккумулятор (гидроемкости, предназначенные для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением, с целью последующего ее использования для приведения в работу гидродвигателя). Кроме того, в состав гидропередач могут входить также гидропреобразователи - объемные гидромашины для преобразования энергии потока рабочей жидкости с одними значениями давления P и расхода Q в энергию другого потока с другими значениями P и Q.
Устройства управления предназначены для управления потоком или другими устройствами гидропривода. При этом под управлением потоком понимается изменение или поддержание на определенном уровне давления и расхода в гидросистеме, а также изменение направления движения потока рабочей жидкости. К устройствам управления относятся:
– гидрораспределители, служащие для изменения направления движения потока рабочей жидкости, обеспечения требуемой последовательности включения в работу гидродвигателей, реверсирования движения их выходных звеньев и т.д.;
– регуляторы давления (предохранительный, редукционный, переливной и другие клапаны), предназначенные для регулирования давления рабочей жидкости в гидросистеме;
– регуляторы расхода (делители и сумматоры потоков, дроссели и регуляторы потока, направляющие клапаны), с помощью которых управляют потоком рабочей жидкости;
– гидравлические усилители, необходимые для управления работой насосов, гидродвигателей или других устройств управления посредством рабочей жидкости с одновременным усилением мощности сигнала управления.
Вспомогательные устройства обеспечивают надежную работу всех элементов гидропривода.
К ним относятся:
– кондиционеры рабочей жидкости (фильтры, теплообменные аппараты и др.);
– уплотнители, обеспечивающие герметизацию гидросистемы;
– гидравлические реле давления;
– гидроемкости (гидробаки и гидроаккумуляторы рабочей жидкости) и др.
Состав вспомогательных устройств устанавливают исходя из назначения гидропривода и условий, в которых он эксплуатируется.
Гидролинии (трубы, рукава высокого давления, каналы и соединения) предназначены для прохождения рабочей жидкости по ним в процессе работы объемного гидропривода. В зависимости от своего назначения гидролинии, входящие в общую гидросистему, подразделяются на всасывающие, напорные, сливные, дренажные и гидролинии управления.
1.2 Классификация и принцип работы гидроприводов
В зависимости от конструкции и типа входящих в состав гидропередачи элементов объемные гидроприводы можно классифицировать по нескольким признакам.
Гидроприводы могут быть двух типов: гидродинамические и объёмные. гидропривод поток жидкость давление
В гидродинамических приводах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости (и соответственно скорости движения жидкостей в гидродинамических приводах велики в сравнении со скоростями движения в объёмном гидроприводе).
В объёмных гидроприводах используется потенциальная энергия давления рабочей жидкости (в объёмных гидроприводах скорости движения жидкостей невелики – порядка 0,5-6 м/с).
Объёмный гидропривод – это гидропривод, в котором используются объёмные гидромашины (насосы и гидродвигатели). Объёмной называется гидромашина, рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из рабочей камеры. К объёмным машинам относят, например, поршневые насосы, аксиально-поршневые, радиально-поршневые, шестерённые гидромашины и др.
Одна из особенностей, отличающая объёмный гидропривод от гидродинамического, – большие давления в гидросистемах. Так, номинальные давления в гидросистемах экскаваторов могут достигать 32 МПа, а в некоторых случаях рабочее давление может быть более 300 МПа, в то время как гидродинамические машины работают обычно при давлениях, не превышающих 1,5 – 2 МПа.
Объёмный гидропривод намного более компактен и меньше по массе, чем гидродинамический, и поэтому он получил наибольшее распространение.
В зависимости от конструкции и типа входящих в состав гидропередачи элементов объёмные гидроприводы можно классифицировать по нескольким признакам.
-
По характеру движения выходного звена гидродвигателя:
– гидропривод вращательного движения (рис. 2, а), когда в качестве гидродвигателя применяется гидромотор, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает неограниченное вращательное движение;
– гидропривод поступательного движения (рис. 2, б, в), у которого в качестве гидродвигателя применяется гидроцилиндр - двигатель с возвратно-поступательным движением ведомого звена (штока поршня, плунжера или корпуса);
– гидропривод поворотного движения (рис. 2, г), когда в качестве гидродвигателя применен поворотный гидроцилиндр, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает возвратно-поворотное движение на угол, меньший 360 .
-
По возможности регулирования:
– регулируемый гидропривод, в котором в процессе его эксплуатации скорость выходного звена гидродвигателя можно изменять по требуемому закону. В свою очередь регулирование может быть дроссельным (рис. 2, б, г), объемным (рис. 2, а), объемно-дроссельным или изменением скорости двигателя, приводящего в работу насос. Регулирование может быть ручным или автоматическим. В зависимости от задач регулирования гидропривод может быть стабилизированным, программным или следящим. Регулированию гидропривода будет посвящена отдельная лекция;
– нерегулируемый гидропривод, у которого нельзя изменять скорость движения выходного звена гидропередачи в процессе эксплуатации.
-
По схеме циркуляции рабочей жидкости:
– гидропривод с замкнутой схемой циркуляции (рис. 2, а), в котором рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается во всасывающую гидролинию насоса. Гидропривод с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости компактен, имеет небольшую массу и допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности возникновения кавитации, поскольку в такой системе во всасывающей линии давление всегда превышает атмосферное. К недостаткам следует отнести плохие условия для охлаждения рабочей жидкости, а также необходимость спускать из гидросистемы рабочую жидкость при замене или ремонте гидроаппаратуры;
– гидропривод с разомкнутой системой циркуляции (рис. 2, б, в, г), в котором рабочая жидкость постоянно сообщается с гидробаком или атмосферой. Достоинства такой схемы - хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Однако такие гидроприводы громоздки и имеют большую массу, а частота вращения ротора насоса ограничивается допускаемыми (из условий бескавитационной работы насоса) скоростями движения рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе.
-
По источнику подачи рабочей жидкости:
– насосные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается в гидродвигатели насосами, входящих в состав этих гидроприводов; Насосный гидропривод.
В насосном гидроприводе, получившем наибольшее распространение в технике, механическая энергия преобразуется насосом в гидравлическую, носитель энергии – рабочая жидкость, нагнетается через напорную магистраль к гидродвигателю, где энергия потока жидкости преобразуется в механическую. Рабочая жидкость, отдав свою энергию гидродвигателю, возвращается либо обратно к насосу (замкнутая схема гидропривода), либо в бак (разомкнутая или открытая схема гидропривода). В общем случае в
