Объемные гидроприводы
Объёмный гидропривод – это комплекс оборудования для выполнения 2-х функций: передача энергии и преобразования движения с помощью жидкости. В состав гидропривода входят как минимум две гидродинамические машины: объёмный насос и объёмный гидродвигатель, гидроаппаратура, гидролинии, вспомогательные устройства.
В основу действия гидропривода положены два свойства жидкости: низкая сжимаемость и способность передавать производимое внешнее давления во всех направлениях без изменения величины. Рабочей жидкостью в судовых гидроприводах является масло.
Под
действием силы
поршень цилиндра 1 движется вниз, вытесняя
жидкость в цилиндр 2. Жидкость не
сжимается, в результате поршень цилиндра
2 движется вверх, преодолевая силу
,
которая является внешней нагрузкой. За
исключением потерь на сжатие и преодоление
гидравлических сопротивлений и объёмных
потерь, вся энергия, затраченная на
передвижение поршня цилиндра 1, передаётся
цилиндру 2.
,
где
– скорость жидкости.
– площадь поршня.
– давления в
цилиндре.
– подача цилиндра
1.
– мощность потока
масла.
При необходимости происходит преобразование движения.
Классификация гидроприводов
Для классификации гидроприводов используется 4 признака:
Характер движения выходного звена. Выходное звено гидропривода – шток или вал гидродвигателя.
Направление действия выходного звена.
Способ управления действием.
Давление масла.
По первому признаку гидроприводы делятся на поступательные, поворотные, вращательные.
По второму признаку: нереверсивные, реверсивные (одностороннего, двухстороннего действия).
По третьему признаку: нерегулируемые, регулируемые. Регулируемый параметр – скорость движения выходного звена.
По
четвёртому признаку: низкого давления
(
),
среднего давления (
),
высокого давления (
).
Перспективным является привод высокого давления.
Гидроприводы могут быть индивидуальными или групповыми.
Индивидуальные – гидроприводы, имеющие один гидродвигатель и один гидронасос для привода в действии одного механизма.
Групповой гидропривод – насосная станция из 2-х, 3-х насосов и несколько гидродвигателей.
Достоинства:
возможность плавного бесступенчатого (в широком диапазоне) регулирования скорости и создания больших передаточных отношений:
возможность быстрого изменения режима действия, т.к. гидравлические двигатели обладают низкой инерционностью,
возможность простой и надёжной защиты от перегрузок с помощью предохранительных клапанов,
простота преобразования движения,
высокая надёжность действия в морских условиях.
Недостатки:
высокая чувствительность к загрязнениям масла (механические примеси, вода),
КПД ниже КПД электропривода,
сложность использования в условиях низких температур.
Гидравлические схемы
Существует два типа принципиальных схем гидроприводов: схемы с разомкнутой и с замкнутой циркуляцией масла в главном контуре.
Схема с разомкнутой циркуляцией масла в главном контуре на примере индивидуального нерегулируемого поступательного реверсивного двигателя.
– масляная цистерна.
– предохранительный клапан.
– гидропереключатель.
– гидродвигатель.
– трубопроводы главного контура.
– насос.
Насос находится в действии постоянно, когда нет расхода масла на гидродвигатель, вся подача масла через предохранительный клапан отводится в масляную цистерну.
Достоинства – простота и низкая стоимость оборудования.
Недостаток – низкий КПД, когда нет расхода масла на гидродвигатель, подача насоса отводится в масляную цистерну.
Область применения – гидроприводы низкой мощности с кратковременным периодическим использованием (Пример: гидропривод крышек трюмов).
Гидроприводы с замкнутой циркуляцией масла в главном контуре на примере индивидуального, регулируемого, реверсивного, вращательного гидропривода.
1 – насос подпитки.
2 – трубопровод подпитки.
3 – главный насос.
4 – клапан подпитки.
5, 6 – главный масляный трубопровод.
7 – вращательный двигатель.
8 – трубопровод отвода протечек масла.
Главный насос находится в действии постоянно.
Когда нет расхода масла на гидродвигатель, подача насоса равна Ø.
Достоинство: высокий КПД, т.к. нет режима с избытком подачи.
Область применения: гидроприводы большой мощности с длительным периодом (пример: приводы грузовой лебёдки крана или рулевой машины).
17
Нормальными условиями считаются такие условия всасывания и нагнетания, при которых жидкость неотрывно следует за поршнем. Такой режим действия насоса обеспечивается тогда, когда напор под поршнем во время всасывания и нагнетания будет выше напора насыщенного пара жидкости.
,
– давление насыщенных паров жидкости (давление, при котором жидкость закипает при данном значении температуры).
В противном случае произойдёт кавитация.