Файл: Полубояринов Ю.Г. Основы машиностроительной гидравлики и пневматики учеб. пособие.pdf

Наряду с исполнительными механизмами прямолинейного по­ ступательного движения, в практике применяются моментные (по­ воротные) двигатели для возвратно-поворотного движения. Схема моментного двигателя показана на рис. 24. Внутри корпуса 1 имеется втулка 2, на которой закреплена пластина 3. Рабочая жид­ кость заполняет пространство между корпусом и втулкой. Подача и слив жидкости производится через отверстия 6 и 7. Крутящий момент создается давлением жидкости на пластину. Угол поворота втулки ограничен перемычкой 4. В перемычку вставляется уплот­ нение 5.

К исполнительным механизмам вращательного движения от­ носятся объемные гидро- и пневмодвигатели (моторы). Устройство

внутри которых размещены поршни 2, шарнирно соединенные со штоком 3, изображена на рис. 25, а. Штоки закреплены на колен­ чатом валу 4. С помощью' распределителя воздух попеременно под­ водится в поршневую полость двух цилиндров, а из' остальных трех выпускается наружу. Поступательное движение поршней через штоки передается на коленчатый вал, который приходит_ во вра­ щение.

Схема пневматического шестеренчатого двигателя дана на рис. 25, б. Двигатель состоит из двух шестерен / и 3, размещенных в корпусе 4. В корпусе имеются отверстия 2 и 5 для подачи сжатого воздуха в двигатель и последующего выпуска его в атмосферу. При подаче сжатого воздуха через отверстие 2 шестерни благодаря об­ разованию крутящего момента приводятся во вращение в направ­ лении, показанном стрелками. Реверс осуществляется путем подачи сжатого воздуха в отверстие 5.

На рис. 25, в дана схема пластинчатого двигателя, основными деталями которого являются статор /, эксцентрично расположенный к нему ротор 6 и размещенные в роторе пластины 5. При подаче сжатого воздуха через штуцер 2 и отверстие 3 в пространство 4

68

между пластинами ротор приводится во вращение. При этом отра­ ботанный воздух через отверстие 7 поступает в выходную полость двигателя и оттуда в атмосферу.

Работа пластинчатых двигателей сопровождается меньшим шу­ мом, чем шестеренчатых, благодаря тому, что в этих двигателях объем межпластинного пространства увеличивается в направлении вращения, что содействует понижению давления на выходе.

Рис. 25

Основными рабочими параметрами исполнительных механизмов возвратно-поступательного движения являются величина развивае­ мого усилия F и скорость перемещения v подвижного элемента, связанного со штоком.

Усилие F зависит от Давления рабочей среды, действующего на рабочую площадь подвижных элементов, усилий упругих эле­ ментов, сил трения в уплотнениях и сил инерции (при неустановив­ шемся движении). Для определения усилия F составляется урав­ нение динамического равновесия указанных сил. Регулирование величины F осуществляется путем изменения давления рабочей среды.

69

Скорость перемещения v зависит от скорости движения рабочей среды в полостях исполнительного механизма и определяется ве­ личиной рабочей площади подвижного элемента и расходом рабочей среды. Регулирование скорости осуществляется путем изменения расхода рабочей среды.

Если подача рабочей среды к исполнительному механизму про­ изводится от источника питания постоянного расхода (насос по­ стоянной подачи, аккумулятор, пневматическая сеть), то измене­

лируемого насоса, то изменение расхода можно осуществить, из-

меняя удельную подачу насоса. Такой способ регулирования на­ зывается о б ъ е м н ы м (машинным).

В конструктивном отношении системы с дроссельным регулиро­ ванием получаются более простыми и дешевыми, чем системы с объемным регулированием, но менее экономичными, так как не все количество рабочей среды, поступающее от источника питания, используется в исполнительном механизме. Некоторое количество среды отводится через переливной (перепускной) клапан.

В системах с гидравлическими исполнительными механизмами регулирующие устройства устанавливаются на напорной линии, на линии слива и между напорной линией и линией слива. В первом случае имеем регулирование на входе, во втором случае — регу­ лирование на выходе и в третьем случае — регулирование на ли­ нии, параллельной исполнительному механизму. На рис. 26 даны схемы установки регулирующих устройств для гидравлического исполнительного механизма — силового цилиндра. При регулиро­

70

движении скорость рабочего хода поршня определяется по формуле

где QK — площадь проходного отверстия дросселя; (хд — коэффициент расхода дросселя;

р0 — давление жидкости перед дросселем;

р— давление жидкости за дросселем.

няться, то будет изменяться и скорость движения поршня. Измене­

скоростной характеристики исполнительного механизма, показан­ ной на рис. 27 в виде кривой / . Такая характеристика называется н е ж е с т к о й . Жесткость характеристики оценивается по ве­ личине отношения приращения скорости к приращению нагрузки.

При регулировании на выходе (рис. 26, б) регулирующее уст­ ройство 1 устанавливается на линии слива 2 и регулирует расход

71

QC J I , поступающий из штоковой полости силового цилиндра. Ско­ рость поршня v в этом случае определяется по формуле-

Как и при регулировании на входе, в рассматриваемом случае скорость поршня при рабочем ходе будет постоянной при неизмен­ ном рабочем усилии. Если усилие изменяется, то и скорость будет

постольку скорость поршня будет изменяться при изменении рабо­ чего усилия и характеристика механизма будет нежесткой.

Для того чтобы обеспечить постоянную скорость поршня при из­ менении рабочего усилия и получить тем самым жесткую характе­ ристику исполнительного механизма (кривая 2 на рис. 27), в каче­ стве регулирующего устройства применяют вместо дросселя регу­ лятор скорости (см. § 11). С помощью регулятора скорости можно получить постоянное значение расхода независимо от изменения давления в системе.

Работа исполнительных механизмов вращательного движения характеризуется величиной крутящего момента и скоростью вра­ щения (числом оборотов в единицу времени). Регулирование числа

Рассмотрим схему гидродвигателя с объемным (машинным) ре­ гулированием (рис. 28, а). Насос / с регулируемой удельной по­ дачей qH подает рабочую жидкость по трубопроводу 2 в гидродви­ гатель 3. Из гидродвигателя отработанная жидкость возвращается

72