Файл: Терехин, Н. И. Расчет параметров объемной гидравлической передачи машин инженерного вооружения учебное пособие.pdf

Для чисто инерционной нагрузки гидравлических передач с возвратно-поступательным движением выходного звена имеем

Откуда скорость перемещения поршня

Уравнения скоростной характеристики соответственно имеют вид:

где A QMx , A Qnx — утечки рабочей жидкости при холостом ходе.

36

Вид скоростной характеристики зависит от утечек (рис. II).

.Анализ уравнений скоростной характеристики показывает, что, изменяя количество жидкости, подаваемой насосом, можно изме­ нять скорость выходного звена, т. е. получить регулируемую гидро­ передачу.

Рис. 11. Характеристики гидропередачи

§ 10. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛИРУЕМЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ И РАСЧЕТ ИХ ПАРАМЕТРОВ

Регулирование скорости выходного звена в гидравлических передачах машин инженерного вооружения может быть достигнуто либо путем изменения сопротивления магистральных трубопрово­ дов и отвода на слив части рабочей жидкости, либо за счет измене­ ния рабочего объема насоса или гидродвигателя. Первый способ регулирования осуществляется при помощи дросселя и получил название дроссельного регулирования, второй — объемного регу­ лирования. В п-рактике гидромашиностроения известны и другие способы регулирования. К ним можно отнести регулирование пу­ тем подключения или отключения других насосов, включенных в гидравлическую передачу, а также способы регулирования, осно­ ванные на комбинации перечисленных выше. В гидропередачах машин инженерного вооружения наиболее широкое применение получило дроссельное и объемное регулирование. Каждый из этих способов регулирования имеет свои особенности, поэтому они до­ полняют один другой.

а) Гидравлические передачи с дроссельным регулированием.

Наиболее широкое применение дроссельное регулирование по­ лучило в гидропередачах поступательного движения и небольших но мощности гидропередачах вращательного движения с примене­ нием нерегулируемых насосов. При дроссельном регулировании к гидравлическому .двигателю подводится только часть рабочей жид-

37

кости, нагнетаемой насосом, а другая часть поступает на слив через клапан, не соверши® никакой полезной работы. В связи с этим дроссельное регулирование является неэкономичным, особен­ но при больших расходах рабочей жидкости и мощностях более 5—5 кет. Дроссель в гидропередаче может быть установлен после­

довательно (в напорной или сливной магистрали) или параллель­ но гидродвигателю. Для обеспечения постоянства давления произ­ водительность насоса должна быть больше расхода в нагнетатель­ ной магистрали. Гидравлическая передача с дросселем на входе (рис. 12,а) отличается тем, что рабочая жидкость из бака насо­ сом 1 нагнетается через дроссель 2 и распределительное устрой­ ство 3 к силовому цилиндру 4. Перед дросселем установлен предо­ хранительный клапан 5, поддерживающий постоянное давление рь

устанавливаемое с учетом максимальной нагрузки на выходе гид­ равлической передачи. Предохранительный клапан при этом вы­ полняет роль переливного клапана, так как часть рабочей жидко­ сти сливается в бак, минуя силовой цилиндр. Количество рабочей, жидкости, нагнетаемой в силовой цилиндр, равно расходу дрос­ селя, причем этот расход зависит от перепада давления и величины проходного сечения дросселя. Поэтому скорость поршня

остается практически неизменным. Давление за дросселем р2 зави­ сит от нагрузки Р, приложенной к штоку поршня, и сопротивления

гидромагистралей. Тогда

С увеличением силы сопротивления Р возрастает давление р2г

уменьшается перепад давлений в дросселе, приводящий к умень­ шению скорости перемещения поршня. Если сила сопротивления уменьшается, то скорость перемещения поршня увеличивается, так. как давление за дросселем уменьшается, перепад давлений и рас­ ход рабочей жидкости через дроссель увеличивается. Следова­ тельно, в гидравлической передаче с дросселем на входе скорость

38

выходного звена не постоянна, а изменяется в зависимости от на­ грузки. Такие гидропередачи наиболее целесообразно применять в машинах с постоянной нагрузкой.

б) Гидравлические передачи с дросселем на выходе (рис. 12,6).

В этих гидропередачах дроссель устанавливается на сливной линии. Пренебрегая изменением потерь напора, получим, что дав­ ление pi будет равно р2 и будет оставаться постоянным независимо от нагрузки Р, так как давление в напорном трубопроводе опреде­

ляется настройкой предохранительного клапана. Давление рабо­ чей жидкости р3 перед дросселем будет зависеть от величины на- 1 рузки, приложенной к штоку поршня. Рассматривая условия рав­

новесия поршня, можно определить перепад давлений в дросселе

Полученное уравнение аналогично уравнению движения гидро­ передачи с дросселем на входе, а скорость движения поршня будет зависеть также от расхода дросселя, т. е.

Гидропередача с дросселем на выходе менее экономична по срав­ нению с гидропередачей, в которой дроссель установлен на входе. Это связано с тем, что в такой гидропередаче затрачивается мощ­ ность двигателя на преодоление противодавления. Однако благо­ даря двустороннему давлению на поршень гидропередача с вклю­ чением дросселя на выходе удобнее для условий работы со знако­ переменной нагрузкой, причем дроссель в таких гидропередачах может быть использован как тормоз. Механические характери­ стики гидравлической передачи с дросселем, установленным после­ довательно, приведены на рис. 13. При параметре регулирования Гдр=1 (при полностью открытом дросселе) характеристика назы­ вается основной, а максимальное значение скорости определяется

В рассматриваемой гидропередаче поток рабочей жидкости от насоса разделяется по двум направлениям: к гидродвигателю 1

40

через распределитель 3 и дроссель 2. Максимальное значение ско­

рости поршня зависит от положения дросселя (дроссель должен быть полностью закрыт). По мере изменения положения дросселя при открывании его часть рабочей жидкости будет отводиться на слив, a скорость гидродвигателя будет уменьшаться. Перепад дав­ ления в дросселе зависит от нагрузки двигателя и определяется из выражения

ЛР

Д/?др=— ~Ро-

Из этого следует, что схема гидравлической передачи с параллель­ ным включением дросселя также не может обеспечить получения постоянной скорости поршня при переменной нагрузке. Уравнение механической характеристики гидропередачи с параллельным включением дросселя имеет вид

Графическое изображение механических характеристик пред­ ставлено на рис. 14. Эти характеристики выходят из одной точки а, соответствующей скорости идеального хода поршня (Р = 0, Ро= 0). Положение точки b соответствует нагрузке

Л2/ др^ др '

В гидравлической передаче с дросселем, установленным парал­ лельно с гидродвигателем, потребляемая насосом мощность про-

41

лорциональна нагрузке двигателя, поэтому такая гидропередача более экономична по сравнению с гидропередачей с последова­ тельной установкой дросселя, в которой мощность насоса остается постоянной независимо от нагрузки. Если в гидропередаче будет установлен вместо дросселя регулятор расхода, то можно полу­ чить жесткую характеристику 1. В этом случае при срабатывании предохранительного клапана скорость гидродвигателя может уменьшиться до нуля.

Для гидравлических передач с возвратно-поступательным дви­ жением выходного звена с односторонним штоком эффект дроссе­ лирования при прочих равных условиях больше в том случае, когда дроссель установлен со стороны бесштоковой полости.

Для гидравлических передач вращательного движения с дрос­ сельным регулированием скорость вращения вала гидродвигателя

где М — момент нагрузки на валу гидродвигателя.

При дросселировании рабочей жидкости последняя нагревает­ ся. Если считать, что при отсутствии излучения рассеивание энер­

42