3.Объемный способ регулирования гидропривода:

А) регулируемый насос;

Б)регулируемый привод;

Объемным называется гидропривод, в котором используются объемные гидромашины.

Каждый гидропривод, как правило, включает в себя:

- энергопреобразователи (насосы, гидродвигатели, гидроаккумуляторы), соответственно предназначенные для преобразования механической энергии в энергию потока рабочей жидкости и обратно, а также для ее накопления в виде либо потенциальной энергии груза, либо упругодеформируемого тела, либо сжатого газа;

- гидросеть (рабочая жидкость, гидролинии, элементы их соединения), осуществляющая передачу энергии потока рабочей жидкости от ее источника к потребителям;

- гидроаппараты (дроссели, клапаны, распределители), предназначенные для регулирования параметров потока рабочей жидкости (давления, расхода, направления течения) и, за счет этого, обеспечивающие управление характером движения выходного звена гидропривода.

При дроссельном способе регулирования рабочая жидкость от насоса всегда направляется по двум ветвям (параллельным трубопроводам). Одна ветвь включает в себя гидродвигатель и энергия жидкости, поступающая по этой ветви, преобразуется в механическую работу на выходном звене гидродвигателя. По другой ветви жидкость сливается в бак, энергия этой жидкости теряется, не совершая полезной работы. Принцип дроссельного регулирования заключается в перераспределении жидкости между этими потоками за счет изменения величины проходного сечения регулируемого гидродросселя.

В зависимости от места установки регулируемого гидродросселя гидроприводы с дроссельным регулированием делятся на:

- гидроприводы с параллельным включением дросселя - гидродроссель устанавливается в гидролинию параллельно гидродвигателю (рис. 1);

- гидропривод с последовательным включением дросселя - гидродроссель устанавливается в гидролинию последовательно с гидродвигателем (рис. 2).

В гидроприводах с объемным регулированием бесступенчатое изменение скорости движения поршня осуществляется за счет изменения подачи насоса или с помощью регулируемых гидромоторов, в качестве которых используют роторно-поршневые и пластинчатые гидромашины. При постоянной нагрузке на штоке мощность насоса и скорость поршня пропорциональны подаче насоса. При малых скоростях движения поршня, т.е. в том случае, когда насос отрегулирован на малую подачу, величина утечек масла соизмерима с расходом жидкости через гидроцилиндр. Это приводит к существенным колебаниям скорости при изменении нагрузки и ограничивает возможность объемного регулирования при малых скоростях движения поршня. Однако, гидрорпиводы с объемным регулированием имеют преимущество, заключающееся в том, что насос переменной подачи дает возможность осуществлять непрерывное изменение скорости рабочего органа без потерь энергии, связанных с перепуском рабочей жидкости, находящейся под давлением, на слив.

Рассмотрение процесса регулирования проводят с помощью безразмерного параметра регулирования гидромашины е, равного отношению текущего значения рабочего объема q¢ к его максимальному значению q, т.е.

.

Регулирование изменением рабочего объема насоса заключается в плавном изменении скорости движения выходного звена гидродвигателя путем изменения безразмерного параметра регулирования насоса е_н.

При закрытом предохранительном клапане скорость выходного звена гидродвигателя определяется размерами машин, их объемными КПД и изменяется пропорционально параметру регулированияе_н, т.е.

для гидропривода поступательного движения

;

для гидропривода вращательного движения

,

где   - объемный КПД гидропривода, который является линейно убывающей функцией давления в системе (нагрузки на выходном валу). Кроме того объемный КПД несколько уменьшается с уменьшением параметра регулирования из-за незначительного изменения утечек жидкости в насосе в процессе регулирования, что приводит к неодинаковому их влиянию на различных режимах работы.

Нагрузочные характеристики гидропривода, т.е. зависимости скорости выходного звена от нагрузки (V_п=f(F) для поступательного движения поршня гидроцилиндра, илиn_г=f(M_г) для вращательного движения вала гидромотора) имеют вид, представленный на рис. 4.5.

При некотором предельном значении нагрузки (максимальном давлении в системе) срабатывает предохранительный клапан или автомат изменения рабочего объема насоса и скорость выходного звена круто уменьшается до нуля (ветвь ВС), т.к. происходит торможение гидродвигателя под нагрузкой.

Снижение скорости выходного звена, обусловленное нагрузкой, называют просадкой. При использовании гидромотора полная просадка гидропривода (при закрытом предохранительном клапане) равна отношению частот вращения при предельной и нулевой нагрузках и составляет

.

На эту величину при высоких давлениях ощутимо влияет сжимаемость жидкости.

Реверс гидродвигателя, т.е. изменение направления движения выходного звена гидропривода при регулируемом насосе, можно осуществлять двумя способами: с помощью гидрораспределителей или изменением направления подачи, что возможно лишь в гидроприводах с замкнутой циркуляцией жидкости. Во втором случае при переходе через нулевой рабочий объем приходится проходить зону нечувствительности, на границах которой гидромотор останавливается, так как вся подача идет на компенсацию утечек жидкости. Внутри этой зоны насос не способен компенсировать утечки. Поэтому вместе с частотой вращения гидромотора давление в гидроприводе постепенно уменьшается до нуля. Зависимость частоты вращения гидромотора n_г от параметра е_н при р=0 (линия а) и при р=const (кривые b), а также зона нечувствительностис представлены на рис.4.6.

Для гидроприводов вращательного движения встречаются способы регулирования гидропривода изменением рабочего объема гидромотора, а также совместное изменение рабочих объемов насоса и гидромотора с целью расширения диапазона регулирования.

Выбор способа регулирования определяется многими факторами, а именно, мощностью, давлением, характером изменения полезной нагрузки и др. Объемное регулирование применяется в тех случаях, когда требуется большое усилие на штоке и при пуске под нагрузкой.