Судовые вспомогательные механизмы и системы и их эксплуатация
Модуль 3 «Судовые гидроприводы, рулевые машины и палубные механизмы»
Объёмные гидроприводы
Назначение
Гидравлическим приводом называется совокупность устройств, служащая для передачи механической энергии на расстояние с помощью жидкости.
Гидроприводы могут быть двух типов: гидродинамические и объемные. В гидродинамических приводах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости. В объемных гидроприводах используется потенциальная энергия давления рабочей жидкости.
В объёмном гидроприводе используются объёмные гидромашины (насосы и гидродвигатели).
Насос осуществляет преобразование механической энергии в гидравлическую, а гидродвигатель преобразует гидравлическую энергию в механическую.
Области применения
В настоящее время гидропривод используется для приведения в действие:
- рулевых машин,
- якорно-швартовных устройствах,
- грузоподъёмных устройствах,
- буксирных устройствах,
- систем склонения мачт,
- люковых закрытий,
- дистанционно управляемой арматуры судовых систем,
- винтов регулируемого шага,
- насосов,
- подруливающих устройств,
- гребных установок,
- погрузочно-разгрузочных устройствах,
- успокоителей качки,
Область его применения непрерывно расширяется.
Условные обозначения
Состав
- насосы;
- гидродвигатели;
- гидробаки;
- фильтры;
- охладители рабочей жидкости;
- гидроаппаратура (обеспечивает регулирование, реверсирование, защиту от перегрузок);
- гидроаккумуляторы;
- контрольно-измерительные приборы;
- гидравлические линии.
Весьма ответственным элементом гидроприводов являются насосы, от эффективности, действия которых зависят надёжность и экономичность гидропривода в целом. Теоретически в гидроприводах можно применять любые насосы, но чаще всего используются объёмного типа, действующие по принципу вытеснения, - это радиально-поршневые, аксиально-поршневые, шестеренные, винтовые и пластинчатые. Все эти насосы являются роторными, а роторные насосы обладают свойством обратимости и поэтому они же используются в качестве гидродвигателей (гидромоторов).
Наряду с гидромоторами пластинчатого, аксиально-, радиально-поршневого типов широко применяется в качестве гидродвигателей силовые поршни (сервомоторы), совершающие возвратно-поступательные движения, и лопастные неполноповоротные гидродвигатели, совершающие возвратно-поворотные движения.
Классификация
1. По характеру движения выходного звена гидродвигателя: - гидропривод вращательного движения (рис.1.2, а), когда в качестве гидродвигателя применяется гидромотор, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает неограниченное вращательное движение; - гидропривод поступательного движения (рис.1.2, б, в), у которого в качестве гидродвигателя применяется гидроцилиндр - двигатель с возвратно-поступательным движением ведомого звена (штока поршня, плунжера или корпуса); - гидропривод поворотного движения (рис.1.2, г), когда в качестве гидродвигателя применен поворотный гидроцилиндр, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает возвратно-поворотное движение на угол, меньший 360 .
2. По возможности регулирования: - регулируемый гидропривод, в котором в процессе его эксплуатации скорость выходного звена гидродвигателя можно изменять по требуемому закону. В свою очередь регулирование может быть дроссельным (рис.1.2, б, г), объемным (рис.1.2, а), объемно-дроссельным или изменением скорости двигателя, приводящего в работу насос. Регулирование может быть ручным или автоматическим. В зависимости от задач регулирования гидропривод может быть стабилизированным, программным или следящим; - нерегулируемый гидропривод, у которого нельзя изменять скорость движения выходного звена гидропередачи в процессе эксплуатации.
3. По схеме циркуляции рабочей жидкости: - гидропривод с замкнутой схемой циркуляции (рис.1.2, а), в котором рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается во всасывающую гидролинию насоса. Гидропривод с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости компактен, имеет небольшую массу и допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности возникновения кавитации, поскольку в такой системе во всасывающей линии давление всегда превышает атмосферное. К недостаткам следует отнести плохие условия для охлаждения рабочей жидкости, а также необходимость спускать из гидросистемы рабочую жидкость при замене или ремонте гидроаппаратуры; - гидропривод с разомкнутой системой циркуляции (рис.1.2, б, в, г), в котором рабочая жидкость постоянно сообщается с гидробаком или атмосферой. Достоинства такой схемы - хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Однако такие гидроприводы громоздки и имеют большую массу, а частота вращения ротора насоса ограничивается допускаемыми (из условий бескавитационной работы насоса) скоростями движения рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе.