7.4 Гидроприводы с машинным управлением

Гидроприводом с машинным управлением называется гидропривод, в котором управление параметрами движения выходного звена гидродвигателя осуществляется регулируемым насосом пли регулируемым гидромотором, или обеими регулируемыми гидромашинами (насосом и гидромотором).

Теоретическую (расчетную) частоту вращения вала гидромотора в таких гидроприводах определяют из условий равенства подача насоса Q_н и расхода Q_м гидромотора:

Q_н = Q_м или V_онп_н = V_омп_м, (7.6)

где V_он и V_ом – рабочие объемы насоса и гидромотора; п_н и п_м – частоты вращения насоса и гидромотора:

п_м = Q_м / V_ом = п_н V_он / V_ом. (7.7)

Частота вращения вала насоса для гидроприводов с машинным управлением постоянна. Следовательно, осуществлять управление частотой вращения вала гидромотора можно тремя способами: изменять рабочий объем насоса или гидромотора или одновременно изменять рабочие объемы и насоса, и гидромотора. Первый способ применяют в гидроприводах поступательного, поворотного и вращательного движения, второй и третий – только в гидроприводах вращательного движения.

На рис. 7.12 приведены простейшие схемы гидроприводов с машинным управлением. Гидропривод с регулируемым насосом и нерегулируемым гидромотором (рис. 7.12, а) является самым распространенным. Принцип его работы следующий. При включении приводящего электродвигателя ЭД насос Н нагнетает рабочую жидкость по напорной линии 1 в гидромотор М, вал которого под действием крутящего момента вращается в определенном направлении. Из гидромотора рабочая жидкость по сливной линии 2 снова поступает в насос.

Рисунок 7.12 – Простейшие принципиальные схемы и характеристики гидроприводов с машинным управлением:

а, б – с регулируемым насосом; в, г – с регулируемым гидромотором

Давление р_н гидропривода в напорной линии зависит от нагрузки гидромотора:

,

где – вращающий момент гидромотора, Нм; – перепад давлений в гидромоторе, Па; – потери давления в гидролиниях, Па.

Частотой вращения вала гидромотора управляют, изменяя рабочий объем насоса, а направление вращения вала гидромотора изменяют в результате реверсирования потока рабочей жидкости, создаваемого насосом.

Нa рис. 7.12, б приведены характеристики такого гидропривода с учетом следующих условий: n_н = const; V_ом = const и Δр_м = const.

Основные параметры гидропривода определяют по следующим формулам

п_м = п_н V_он / V_ом; N_н = N_м =

= Q_н Δр_м ≠ const; = const, (7.8)

где N_н и N_м – мощность насоса и гидромотора.

Следовательно, частота вращения вала гидромотора и его мощность изменяются в рассматриваемом гидроприводе прямо пропорционально рабочему объему насоса, а вращающий момент гидромотора (без учета потерь) является постоянным.

Гидропривод с регулируемым гидромотором и нерегулируемым насосом (рис. 7.12, в) применяют значительно реже по сравнению с гидроприводами, которые имеют регулируемые насосы. На рис. 7.12, г приведены характеристики такого гидропривода с учетом следующих условий: n_н = const; V_он = const; Δр_м = const.

Основные параметры гидропривода определяют по формулам

п_м = п_н V_он / V_ом; N_м = Q_н Δр_м = const;

≠ const. (7.9)

Частота вращения вала гидромотора изменяется в рассматриваемом гидроприводе обратно пропорционально его рабочему объему.

К недостаткам гидроприводов с регулируемыми гидромоторами относятся сложность управления гидромоторами при их значительном удалении от операторов и ограничение минимального рабочего объема гидромотора, при котором момент, развиваемый гидромотором, становится равным или меньше момента внутреннего трения (самоторможение).

Основным недостатком гидроприводов и объемных гидропередач с машинным управлением является сложность системы автоматического управления рабочими объемами регулируемых насосов и гидромоторов. Для перемещения элементов регулирования насосов и гидромоторов требуются значительные усилия, которые создаются с помощью двух каскадных электрогидравлических механизмов управления, имеющих низкий КПД.