8.2. Принцип действия и характеристики

Объемный гидропривод содержит источник энергии, кото­рым служит жидкость под давлением. Гидропривод применяют для передачи давления при малой сжимаемости капельных жидкостей, работа которых основана на использовании закона Паскаля. Принципиальная схема простейшего гидропривода показана на рис. 8.1. Гидропривод состоит из двух цилиндров (малого 1 и большого 2), заполненных жидкостью и соеди­ненных между собой трубопроводом. В малом цилиндре 1 находится поршень, который под действием силы fi переме­щается вниз, вытесняя жидкость в цилиндр 2 При этом поршень цилиндра 2 начинает двигаться вверх и преодолевает нагрузку (силу) fi.

По закону Паскаля давления в цилиндрах 7 и 2 будут одина­ковыми и равными: р = Fi/Si = Fz/Si, где Si и Si — площади поршней цилиндров 1 и 2, если пренебречь потерями давления в

системе.

Считая жидкость практически несжимаемой, можно записать:

hiSi = hiSi, или viSi = v2&, где vi и уз — скорости перемещения поршней.

Затраченная на перемещение поршня мощность цилиндра 1 выражается соотношением N = Fm = piSivi. Величина Sivi яв­ляется расходом жидкости, тогда при отсутствии сил трения условие передачи энергии можно представить в виде avi = pQ = Fi\'i, где F2V2 — мощность, развиваемая поршнем цилиндра 2; pQ — мощность потока жидкости.

Различают нагрузочные и топографические характеристики гидропривода. Для нескольких постоянных значений давления строят нагрузочные характеристики. Их наклон характеризует уменьшение частоты вращения выходного вала гидропривода с возрастанием давления из-за утечки и сжимаемости жидкос­ти.

Рис. 8.1. Схема простейшего щдропри-вода:

1, 2— цилиндры

8.3. Гидроцилиндры

В сельскохозяйственных машинах широко используют гид­роцилиндры. Гидроцилиндр наиболее распространенного типа — с односторонним штоком (рис. 8.2) — представляет собой гильзу 2 —трубу с тщательно обработанной внутренней поверхностью. Внутри гильзы перемещается поршень 5, имею­щий резиновые манжетные уплотнения 4, которые предотвра­щают перетекание жидкости из полостей цилиндра, разделен­ных поршнем. Усилие от поршня передает шток 3, имеющий полированную поверхность. Для его направления служит грунд-букса 1.

Для подвода и отвода рабочей жидкости с двух сторон гильзы укреплены крышки с отверстиями. Уплотнение между штоком и крышкой состоит из двух манжет, одна из которых предотвраща­ет утечки жидкости из цилиндра, а другая служит грязесъемником.

Скорость перемещения штока цилиндра зависит от направле­ния подачи жидкости. Если жидкость от насоса подается в поршневую полость п, то скорость перемещения штока (м/с)

гае и — подача, м^с; Дц — внутренний диаметр гильзы цилиндра; no — объем­ный КПД.

Скорость поршня увеличится и при поступлении жидкости в штоковую полость цилиндра станет равной

где dm — диаметр штока.

От соотношения диаметров цилиндра и штока зависит отно­шение скоростей движения штока в указанных направлениях.

Рис. 8.3. Гидроцилинлры специального назначения:

а - телескопический двойного действия; б - сдвоенный; в - многоскоростной

Для увеличения скорости обратного (часто нерабочего) хода используют эту особенность.

Выпускают также гидроцилиндры специального назначения:

телескопический двойного действия, сдвоенные и многоскорост­ные (рис. 8.3).

Соединение гидроцилиндра с насосом называют дифференци­альным, если жидкость подается в обе полости гидроцилиндра. Жидкость, вытесненная из штоковой полости, перетекает в поршневую, складываясь с потоком от насоса. Поршневую по­лость можно соединить со сливом при подаче жидкости в што-ковую полость для создания движения в противоположном на­правлении.

Телескопические цилиндры одностороннего и двухстороннего действия, которые в собранном состоянии имеют небольшие размеры, применяют для увеличения хода штока.

Телескопические цилиндры, как и обычные, способны разви­вать усилия только в одном направлении — на выталкивание штока. Под действием силы тяжести поднятого груза или устрой­ства совершается обратный ход — втягивание штока.

Представленный на рис. 8.3, а телескопический гидроци­линдр двойного действия работает так. Гидроцилиндр большого диаметра закреплен, шток перемещается. Выдвижение цилинд­ров начинается при подаче жидкости (стрелка направлена вниз) по одному из сверлений в штоке. Вначале выдвигается цилиндр с диаметром di, затем последовательно выдвигаются цилиндр диаметром (/з и шток. Втягивание штока происходит в обратном порядке. Через сверление в штоке жидкость подводят в штоко-вую полость телескопического цилиндра. Шток втягивается и увлекает за собой цилиндр диаметром dz. Гидроцилиндр опуска­ется после открытия отверстий, а жидкость попадает в штоковую полость цилиндра.

Когда предназначенное для размещения гидроцилиндров про­странство ограничено не по длине, а по диаметру, применяют сдвоенные и строенные гидроцилиндры, которые создают необ­ходимое усилие. Схема такого цилиндра приведена на рис. 8.3, б.

Для создания различных скоростей штока гидроцилиндра, приводимого в действие от одного насоса, применяют многоско­ростные гидроцилиндры (рис. 8.3, в). Специальным гидрорас­пределителем (комбинирующим различные соединения полос­тей) жидкость подается в гидроцилиндр.