3. Разработка принципиальной схемы привода для реализации заданного рабочего цикла

Простейший рабочий цикл гидропривода, содержащий два гидродвигателя А и В, имеет вид: А+; В+; А-; В-.

В качестве гидродвигателей А и В могут применяться гидроцилиндры, цилиндр и гидромотор, гидромоторы. Здесь и в дальнейшем следует иметь в виду, что для простоты речь идёт о гидроприводе и гидроагрегатах. Однако для пневмопривода все рассуждения и выводы являются аналогичными. Принципиальная схема гидропривода для реализации указанного цикла представлена на рисунке 3.1 (А – гидроцилиндр, В – гидромотор).

А В

Рис. 3.1 Базовая схема гидропривода

На рисунке 3.1 показаны: 1 – гидроцилиндр с односторонним штоком (ГЦ с ОШ), 2 – реверсируемый гидромотор (ГМ), 3 – двухпозиционный гидрораспределитель с позициями прямого и обратного хода, 4 – устройство включения позиции прямого хода, 5 – трёхпозиционный гидрораспределитель с нейтральной позицией, 6 – устройство включения позиции прямого хода, 7 – устройство включения позиции обратного хода, 8 – насос, 9 – предохранительный клапан, 10 – гидробак, 11 – путевые (конечные) выключатели.

7

Для пневмопривода насос и бак не нужны, а схема будет содержать только пневмодвигатели и пневмораспределители, к которым воздух подводится из единой магистрали и выпускается в атмосферу или, для обеспечения экологических требований, – в канализацию. При отсутствии воздушной магистрали необходимо предусмотреть компрессор и аппаратуру подготовки воздуха (влагоотделители, осушители, фильтры). Для обеспечения питания струйной системы управления вместо компрессора может использоваться вентилятор.

Устройства для переключения гидрораспределителей (4, 6, 7) могут быть гидравлическими, пневматическими, электромагнитными, электрогидравлическими, механическими (кулачковыми).

В рассмотренном простейшем рабочем цикле сначала выдвигается шток гидроцилиндра (А+), затем он останавливается в крайнем положении, после чего вращается по часовой стрелке гидромотор (В+), затем втягивается шток гидроцилиндра (А–), после этого вращается против часовой стрелки гидромотор (В–).

При использовании в гидроприводе гидроцилиндра с двухсторонним штоком за положительное направление движения штока (А+) принимается его выдвижение вправо.

Для обеспечения различной скорости движения гидродвигателя при прямом и обратном ходах применяют установку дросселя с обратным клапаном (рис. 3.2).

Варианты а и в реализуют рабочий цикл А+; А– –, то есть движение при рабочем ходе быстрое, а при обратном – медленное. Варианты б и г реализуют рабочий цикл А+ +; А–.

Использование в схемах вместо обратного клапана двухпозиционного распределителя позволяет расширить возможности по реализации различных циклов (рис.3.3).

Рис. 3.2 Регулирование скорости привода установкой

дросселя с обратным клапаном

8

Рис. 3.3 Регулирование скорости привода установкой дросселя

с дополнительным распределителем

На рисунке 3.3 показан дополнительный двухпозиционный распределитель 1 с устройством включения 2, которое устанавливает правую позицию этого распределителя со свободным проходом жидкости.

Схема на рис. 3.3а, в зависимости от включения распределителя 1, позволяет реализовать следующие циклы:

а) распределитель 1 в исходной позиции выключен, а затем, при прохождении штоком какого-то пути вправо, включается и остаётся включенным при обратном ходе штока: А+ +; А+; А–;

б) распределитель 1 в исходной позиции выключен, затем, при прохождении штоком какого-то пути вправо, включается, а при обратном ходе штока снова выключается. Реализуется цикл: А+ +; А+; А– –;

в) распределитель 1 в исходной позиции включен, а затем выключается и остаётся выключенным: А+; А+ +; А– –;

г) распределитель 1 в исходной позиции включен, затем, при прохождении штоком какого-то пути вправо, выключается, осуществляя медленный ход вправо, а при обратном ходе штока распределитель 1 снова включается, осуществляя быстрое возвращение штока на исходную позицию: А+; А+ +; А–.

В схеме на рисунке 3.2б показан вариант установки дросселя и дополнительного распределителя 1 после основного распределителя 3.

9

Наиболее широко дроссели используются для изменения скорости движения двигателей в пневмоприводах – там, где не требуется обеспечивать постоянство скорости движения, то есть, когда необходимо осуществлять движения с различной скоростью, но не при рабочей подаче.

Для рабочей подачи должна быть обеспечена стабильная скорость, необходимая для получения высокой чистоты обрабатываемой поверхности. В этом случае вместо дросселя применяются регуляторы потока (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Регулирование скорости привода

с помощью регулятора потока

На рисунке 3.4 а показан регулятор потока 1, содержащий редукционный клапан 2, дроссель 3 и встроенный обратный клапан 4. Схема на рисунке 3.4 (а) позволяет реализовать цикл А+ +; А– . Регулятор потока 1 на рисунке 3.4 (б) содержит встроенный распределитель 2. Эта схема позволяет реализовать цикл: А+; А++; А– и др.

В гидроприводах широко применяется объёмное (машинное) регулирование скорости движения гидродвигателей. В этом случае используется насос регулируемый по давлению или насос с несколькими фиксированными подачами. Также могут применяться несколько нерегулируемых насосов, суммарная подача которых обеспечивает в гидроприводе максимальный потребный расход, а подача каждого насоса в отдельности – промежуточные потребные расходы (рис. 3.5).

10

Рис. 3.5 Изменение скорости перемещения штока

с помощью нерегулируемых насосов

Схема на рисунке 3.5а позволяет реализовать цикл А+; А++; А– путём совместной и раздельной работы обычно одинаковых насосов 1 и 2, включением распределителя 3. При выключенном распределители 3 суммарная подача насосов поступает в гидроцилиндр, что позволяет осуществлять быстрое движение штока. При включенном распределителе 3 масло от насоса 1 поступает в цилиндр, а от насоса 2 сливается в бак, вследствие чего скорость движения штока становится меньше.

Схема на рисунке 3.5б обеспечивает три скорости движения штока, то есть позволяет реализовать цикл А+; А++; А+++; А–. Насосы в такой схеме имеют различную подачу. При выключенных управляющих устройствах 4 и 5 распределителя 3 масло поступает в гидроцилиндр от обоих насосов, поэтому скорость движения его штока максимальна. При включении устройства 4 масло от насоса 1 сливается в бак, а от насоса 2 поступает в гидроцилиндр. При включении устройства 5 масло его от насоса 2 идёт на слив, а от насоса 1 – в гидроцилиндр.

11