l8._gidroprivod

1.

Механика жидкости и газа
Лекция 8
к.т.н. Сазонова Е.К.

2.

Гидравлический привод
□
Гидропривод
–
это
предназначенных
для
механизмов и машин.
совокупность
приведения
в
устройств,
действие
□
Регулируемые объемные гидроприводы широко используются в
качестве приводов дорожных, строительных, транспортных,
подъёмных и сельскохозяйственных машин, станков, прокатных
станов, прессового и т. п.

3.

Гидропривод
□
Преимущества гидропривода по сравнению с
другими приводами: небольшая масса и габариты,
малая инерционность, бесступенчатое регулирование
скорости движения рабочих органов, надежная и
простая защита от перегрузок, смазка деталей самой
рабочей жидкостью.
□
Недостатки гидропривода – изменение вязкости
рабочей жидкости в зависимости от температуры,
возможность утечек рабочей жидкости, проникновение
воздуха в рабочую жидкость. Требуется высокая
точность изготовления всех устройств гидропривода.
Это приводит к повышению стоимости гидропривода.

4.

Классификация гидроприводов
□
□
□
Классификация объемных гидроприводов:
по виду движения выходного звена –
вращательного, поступательного и поворотного
движения; по источнику энергии – насосные и
аккумуляторные; по виду циркуляции рабочей
жидкости – с разомкнутой и замкнутой системой;
по возможности регулирования – регулируемые и
нерегулируемые.
Регулируемые гидроприводы подразделяют на
гидроприводы с дроссельным, объемным и
объемно-дроссельным регулированием, а по
способу регулирования – с автоматическим и
ручным управлением.

5.

Общее устройство
гидравлического привода
□
Гидропривод состоит из гидромашин (насосов и гидродвигателей),
гидроаппаратуры, гидролиний и вспомогательных устройств.
□
Насос предназначен для создания потока рабочей жидкости.
□
Объемный гидродвигатель – является основным устройством
гидропривода. В зависимости от вида движения выходного звена он
может быть гидроцилиндром, гидромотором или поворотным
гидродвигателем.
□
Гидроаппаратура управляет, регулирует и защищает гидропривод.
□
Вспомогательные устройства – это фильтры, теплообменники,
гидробаки и гидроаккумуляторы.
□
Гидролинии (трубопроводы или гибкие шланги) соединяют между
собой все устройства гидропривода.

6.

Общее устройство
гидравлического привода

7.

Общее устройство
гидравлического привода
□
□
□
Рабочие жидкости – минеральные масла, которые
одновременно обеспечивают смазку деталей
гидропривода и повышают их износостойкость.
Рабочая жидкость является рабочей средой, при
помощи которой гидравлическая энергия передается от
ее источника к гидродвигателю. Гидравлический
привод не может выполнять свои функции без рабочей
жидкости. По этой причине рабочую жидкость считают
одним из основных элементов гидропривода.
В качестве приводящего двигателя в насосных
гидроприводах получили широкое применение
электродвигатели, валы которых соединяют с валами
насосов при помощи упругих муфт.

8.

Порядок работы гидропривода
□
1. Приводящий двигатель (электрический
или двигатель внутреннего сгорания)
запускает насос.
□
2. Насос всасывает из гидравлического
бака рабочую жидкость, сообщает ей энергию
и подает к направляющей и регулирующей
гидроаппаратуре.
□
3. После направляющей и регулирующей
аппаратуры жидкость под давлением
поступает в гидродвигатель, в котором
гидравлическая энергия жидкости
преобразуется в механическую энергию
выходного звена гидродвигателя.
□
4. Выходное звено гидродвигателя через
определенные передачи приводит в
движение рабочие органы различных
сельскохозяйственных машин.
□
5. Рабочая жидкость из гидродвигателя
по сливной линии через направляющую и
регулирующую аппаратуру поступает в
кондиционеры рабочей жидкости (фильтры и
теплообменники), а затем возвращается в
гидравлический бак. Рабочая жидкость в
гидроприводе циркулирует по замкнутому
кругу.

9.

Гидравлическая аппаратура
□
Важные
функции
в
гидроприводе
гидравлические аппараты.
выполняют
□
Гидравлические аппараты предназначены для
управления потоком рабочей жидкости. При помощи
гидравлических
аппаратов
в
гидроприводе
осуществляют пуск или перекрытие потока рабочей
жидкости, изменение его направления, а также
изменение давления или расхода жидкости.
□
Гидравлические аппараты разделяют на две основные
группы – направляющие и регулирующие.

10.

Направляющие гидравлические
аппараты
□
Направляющие гидравлические аппараты применяют
для управления пуском, остановкой и направлением потока
рабочей жидкости путем полного открытия или полного
закрытия рабочего проходного сечения, т.е. они работают по
принципу «открыто-закрыто».
□
В этих аппаратах при перемещении запорных элементов
(клапана, золотника, крана) не создаются дросселирующие
щели, в результате чего давление или расход рабочей
жидкости, проходящей через полностью открытые рабочие
окна, не изменяются.
□
К направляющим гидроаппаратам относятся обратные
клапаны, направляющие гидрораспределители и гидрозамки.

11.

Направляющие гидравлические
аппараты
□
Обратный клапан –
направляющий гидроаппарат,
предназначенный для свободного
пропускания рабочей жидкости в
одном направлении и для
перекрытия движения жидкости в
обратном направлении.
□
Гидрозамок – направляющий
гидроаппарат, предназначенный
для запирания рабочей жидкости в
одном направлении и пропускания
ее в обратном направлении при
отсутствии управляющего
воздействия, а при наличии
направляющего воздействия – для
пропускания потока в обоих
направлениях.

12.

Направляющие гидравлические
аппараты
□
□
Направляющий
гидрораспределитель направляющий
гидроаппарат,
предназначенный для пуска,
остановки и изменения
направления потока рабочей
жидкости в двух или более
гидролиниях в зависимости
от наличия внешнего
направляющего
воздействия.
Распределители разделяют
по конструкции запорного
элемента на золотниковые,
крановые и клапанные.

13.

Регулирующие гидравлические
аппараты
□
□
□
Регулирующие гидравлические аппараты
используют для управления давлением, расходом и
направлением потока рабочей жидкости путем
частичного открытия рабочего проходного сечения.
В этих гидроаппаратах запорно-регулирующие
элементы при работе могут занимать много
промежуточных положений, образуя дросселирующие
щели. Чем больше воздействие на запорнорегулирующий элемент, тем больше рабочее
проходное сечение (щель).
К регулирующим гидроаппаратам относятся клапаны
давления (предохранительные, переливные,
редукционные и др.), гидроаппараты управления
расходом (дроссели, регуляторы расхода и др.),
дросселирующие распределители.

14.

Регулирующие гидравлические
аппараты
□
□
□
Предохранительный клапан служит для
предохранения гидропривода от давления
рабочей
жидкости,
превышающего
установленное давление. Это клапаны
эпизодического
действия,
т.е.
при
нормальных нагрузках гидроприводов они
закрыты и открываются лишь при
давлении
рабочей
жидкости
в
гидросистеме,
превышающем
установленное.
Переливной клапан предназначен для
поддержания заданного
давления
в
напорной линии путем непрерывного слива
рабочей жидкости во время работы.
Редукционный клапан предназначен для
поддержания давления в отводимом от
него потоке рабочей жидкости более
низкого, чем давление в подводимом
потоке.

15.

Регулирующие гидравлические
аппараты
□
Дроссель – это гидроаппарат
управления расходом, предназначенный
для создания сопротивления потоку
рабочей жидкости. Регулируемые
дроссели применяют в гидроприводах
для управления скоростью движения
выходных звеньев гидродвигателей.
Различают дроссели с золотниковыми и
крановыми запорно-регулирующими
элементами.
□
Регулятор расхода предназначен
для поддержания заданного значения
расхода независимо от перепада
давлений в подводимом и отводимом
потоках рабочей жидкости.
Конструктивно регуляторы расхода
представляют собой блоки, состоящие
из регулируемого дросселя и клапана.

16.

Регулирующие гидравлические
аппараты
□
□
Дросселирующий распределитель - регулирующий
гидроаппарат, предназначенный для управления расходом и
направлением потока рабочей жидкости в нескольких гидролиниях
одновременно в соответствии с изменением внешнего
управляющего воздействия.
Запорно-регулирующий элемент дросселирующего распределителя
может занимать бесконечное множество промежуточных рабочих
положений, образуя дросселирующие щели. Чем больше значение
внешнего управляющего сигнала, тем больше площадь рабочего
проходного сечения.

17.

Гидропривод с разомкнутым
потоком рабочей жидкости
□
По виду циркуляции рабочей
жидкости гидроприводы
могут быть с разомкнутым и
замкнутым потоком рабочей
жидкости.
□
В гидроприводе с
разомкнутым потоком рабочая
жидкость от гидродвигателя
поступает в гидробак.
Основные преимущества таких
гидроприводов – возможность
подключения нескольких
гидродвигателей к одному насосу,
хорошие условия для охлаждения и
очистки рабочей жидкости.
Основными недостатками являются
большие габаритные размеры и
масса гидробака, невозможность
использования реверсивных
насосов.
□
□

18.

Гидропривод с замкнутым
потоком рабочей жидкости
□
□
□
В гидроприводе с замкнутым потоком
рабочая
жидкость от гидродвигателя поступает на вход насоса.
Преимуществами
таких
гидроприводов
являются
благоприятные условия защиты рабочей жидкости от
загрязнений,
возможность
применения
реверсивных
регулируемых насосов.
К основным недостаткам относятся необходимость применения
индивидуального насоса для каждого гидродвигателя, быстрый
нагрев рабочей жидкости в замкнутой силовой гидросистеме,
трудности обеспечения фильтрации рабочей жидкости в
гидролиниях с реверсивным потоком жидкости.

19.

Регулируемые гидроприводы
□
Регулируемые
гидроприводы
делятся
на
гидроприводы с дроссельным управлением, с объемным
(машинным) управлением и с объемно-дроссельным
управлением.
□
Гидропривод с дроссельным управлением – это
гидропривод,
в
котором
управление
параметром
движения
выходного
звена
гидродвигателя
осуществляется при помощи регулируемого дросселя или
регулятора расхода, дросселирующего распределителя
или гидроусилителя.
По циркуляции рабочей жидкости гидроприводы с
дроссельным управлением являются гидроприводами с
разомкнутым потоком. Они могут быть поступательного,
вращательного и поворотного движения.
В зависимости от схемы такие гидроприводы разделяют
на гидроприводы с постоянным и переменным давлением.
□
□

20.

Гидроприводы с постоянным
давлением
□
□
В
гидроприводах
с
постоянным
давлением
регулируемые
дроссели
устанавливают либо в напорной
линии
перед
направляющим
распределителем (дроссель на
входе), либо в сливной линии
после
направляющего
распределителя
(дроссель
на
выходе).
Гидропривод с дросселем на
входе состоит из нерегулируемого
насоса
с
приводящим
электродвигателем,
бака,
переливного
клапана,
регулируемого
дросселя,
направляющего распределителя и
поршневого гидроцилиндра.

21.

Гидроприводы с постоянным
давлением
□
□
Принцип работы гидропривода
следующий. При включении
приводящего электродвигателя насос
всасывает рабочую жидкость из бака и
нагнетает ее под давлением в
напорную линию. Далее рабочая
жидкость поступает через дроссель и
распределитель в одну из полостей
цилиндра, например, в левую. Под
действием давления жидкости поршень
перемещается вправо, а из правой
полости цилиндра рабочая жидкость
вытесняется через распределитель и
по сливной линии поступает в бак.
Направление движения поршня
цилиндра изменяют с помощью
направляющего распределителя, а
скорость – с помощью регулируемого
дросселя.

22.

Гидроприводы с переменным
давлением
□ В гидроприводах с переменным
давлением
регулируемый
дроссель
устанавливают параллельно гидроцилиндру,
т.е. в линии, соединяющей напорную линию
со сливной. В схеме отсутствует переливной
клапан, в результате чего давление в
напорной линии зависит от нагрузки
гидродвигателя.
□ Для
предохранения
гидропривода
от
давления,
превышающего
допустимое
давление в напорной линии, установлен
предохранительный клапан.
□ При работе гидропривода поток рабочей
жидкости,
создаваемый
насосом,
разделяется на два параллельных потока,
один из которых поступает по напорной
линии через направляющий распределитель
в одну из полостей гидроцилиндра, а другой
– через дроссель по сливной линии в бак.
□ Скорость штока цилиндра зависит от
настройки дросселя и внешней нагрузки.

23.

Гидропривод с объемным
управлением
□ Гидропривод с объемным
(машинным) управлением –
это
гидропривод,
в
котором
управление параметрами движения
выходного звена гидродвигателя
осуществляется
регулируемым
насосом
или
регулируемым
гидромотором,
или
обеими
регулируемыми машинами.
□ Частота вращения вала насоса для
гидроприводов
с
машинным
управлением постоянна.
□ Осуществлять управление частотой
вращения вала гилромотора можно
тремя способами: изменять рабочий
объем насоса или гидромотора или
одновременно изменять рабочие
объемы и насоса, и гидромотора.

24.

Гидропривод с объемным
управлением
□ Самым распространенным является гидропривод с
регулируемым насосом и нерегулируемым гидромотором.
□ Принцип работы такого гидропривода следующий. При включении
приводящего электродвигателя насос нагнетает рабочую жидкость по
напорной линии в гидромотор, вал которого под действием крутящего
момента вращается в определенном направлении. Из гидромотора рабочая
жидкость по сливной линии снова поступает насос.
□ Частотой вращения вала гидромотора управляют, изменяя рабочий объем
насоса, а направление вращения вала гидромотора изменяют в результате
реверсирования потока рабочей жидкости, создаваемого насосом.

25.

Гидропривод с объемнодроссельным управлением
□
Гидропривод с
объемно-дроссельным
управлением – это
гидропривод, в котором
управление параметрами
движения выходного
звена осуществляется
регулирующим
гидроаппаратом и
объемной гидромашинной
(чаще всего регулируемым насосом).