Литература

1. Наземцев А.С. Рыбальченко Д.Е.-Гидравлические приводы и системы. Основы. – Москва,-2007

Выполнил студент:/Литош С. А./____________________

Методист:/Полищук Л.Н./__________________________

Преподаватель:/Некрашевич Т.Л./_________________

Опорный конспект Назначение и классификация гидравлических исполнительных двигателей

Широкое применение гидроприводов в различных областях промышленного производства в первую очередь связано с поистине уникальными возможностями гидравлических исполнительных механизмов—устройств, в которых происходит преобразование гидравлической энергии в механическую работу. Являясь связующим звеном между гидросистемой и рабочей машиной, обладая высокой энергона­сыщенностью, гидравлические исполнительные механизмы позволяют осуществлять линейное, поворотное или вращательное движение ведомых рабочих органов технологического оборудования без использования каких-либо передаточных устройств. При этом задачи бесступенчатого регулирова­ния скорости в широких пределах, торможения и защиты машины от перегрузки решаются относительно просто.

Многообразие производственных задач, решаемых посредством гидравлических исполнительных механизмов, реализуется благодаря достаточно обширной гамме конструктивных решений этих машин При выборе конкретного исполнения принимают по внимание целый ряд критериев:

• вид движения — вращательное, поворотное или линейное;

• направление движения — реверсивное или нереверсивное;

• развиваемая скорость вращения (угловая) или перемещения (линейная);

• создаваемый момент или усилие;

• эргономические показатели.

По реализуемому виду движения различают три основных типа исполнительных механизмов:

• линейные гидродвигатели — гидравлические цилиндры;

• поворотные гидродвигатели;

• гидродвигатели вращательного действия

Гидродвигатели поступательного действия

Гидроцилиндры используют для создания определенного усилия при осуществлении прямолинейных возвратно-поступательных движений.

Основными параметрами, характеризующими силовые возможности гидроцилиндров, являются:

• диаметр поршня Dn;

• диаметр штока dшт;

• номинальное давление pном

По принципу действия все гидроцилиндры разделяют на две группы:

• цилиндры одностороннего действия;

• цилиндры двустороннего действия.

В зависимости от конструктивного исполнения рабочего органа различают плунжерные, поршневые и телескопические гидравлические цилиндры.

Плунжерные гидроцилиндры

Плунжерные гидроцилиндры (рис. 1) по принципу действия относят к цилиндрам одностороннего действия и используют, когда действие нагрузки обеспечивает гарантированный возврат выходного звена в исходное по­ложение, например, в гидравлических подъемниках и домкратах, в подъемных платформах, прессах с нижним расположением поршня и т.п.

Рис 1 Плунжерный гидроцилиндр

Плунжерный гидроцилиндр состоит из гильзы 1, передней проходной крышки 4, в которой расположены: опора скольжения 3, служащая направляющей для плунжера 2, уплотнительная манжета 5 и грязесъемное кольцо 6.

При подаче рабочего давления в полость гидроцилиндра плунжер начинает выдвигаться. Обратное дви­жение возможно под действием силы веса самого плунжера (при вертикальном монтаже) или под воздействи­ем приложенной внешней нагрузки.

Если пренебречь силами трения в самом цилиндре и в ведомом механизме, то максимально возможное развиваемое усилие будет равно

F=pA,

где F— развиваемое усилие, Н;

р — максимально допустимое давление, Па;

А — площадь поперечного сечения плунжера, м².

Поршневые гидроцилиндры

Благодаря простоте конструкции и высокой надежности наиболее широкое применение в гидравлических приводах получили поршневые гидроцилиндры.

Поршневые гидроцилиндры подразделяют по следующим признакам:

• по принципу действия — одностороннего (рис. 2, а, б) и двустороннего (рис. 2, в, г) действия;

• по числу штоков — с односторонним (рис. 2, в) и двусторонним (проходным)

Рис 2 Поршневые гидроцилиндры

Поршневые гидроцилиндры одностороннего действия выполняют с пружинным возвратом (рис. 4.2, б) или без него (рис. 4.2, а).

Гидроцилиндры с пружинным возвратом. Гидроцилиндры с пружинным возвратом в исходное положение применяют в тех случаях, когда отсутствуют внешние силы для возврата выходного звена в исходное положение. В зависимости от конструктивного исполнения, подобные гидроцилиндры работают на выдвижение (рис. 3, а, б) или на втягивание (рис. 3, в, г) штока. Возвратные пружины могут быть установлены как внутри гидроцилиндра (рис. 3, а, в), так и снаружи (рис. 3, б, г). Поскольку использование возвратных пружин в таких конструкциях, приводит к ограничению величин рабочих ходов такие гидроцилиндры преимущественно применяют в различного рода зажимных механизмах.

Рис. 3. Гидроцилиндры одностороннего действия с пружинным возвратом

Гидроцилиндры двустороннего действия

Гидроцилиндры двустороннего действия применяют в случаях, когда требуется совершать полезную работу, как при прямом, так и при обратном ходе выходного звена, например при транспортировке, установке, механической обработке, подъеме-опускании и других технологи­ческих операциях. Выдвижение и втягивание штока в них осуществляются путем попеременной подачи жидко­сти под давлением в одну из рабочих полостей (поршневую или штоковую), в то время как другая соединена со сливной гидролинией (рис. 4). Очевидно, что перемещение штока в любом направлении является рабо­чим и может осуществляться под нагрузкой. Рис 4 Гидроцилиндры двустороннего действия

Для гидроцилиндров двустороннего действия с односторонним штоком, или как их принято называть — дифференциальных гидроцилиндров, важным параметром является отношение площадей поршня, со стороны поршневой полости А_п и штоковой — А_{п шт}=А_п-Ашт):

Отношение развиваемых цилиндром сил при выдвижении и втягивании прямо пропорционально отношению площадей, а отношение скоростей выходного звена обратно пропорционально этому соотношению. Так в цилиндрах с φ=2 скорость обратного хода поршня будет вдвое больше скорости прямого хода,

У гидроцилиндров, с двусторонним штоком одинакового диаметра слева и справа от поршня, скорость поршня будет одинаковой при движении в обе стороны,

Гидроцилиндры с демпфированием в конце хода. В ряде механических систем, например, металлообрабатывающих станках, гидроцилиндры используются для приведения в движение тяжелых узлов и механизмов, причем зачастую эти перемещения совершаются с большими ускорениями. При этом в конце рабочего хода, когда поршень упирается в крышки цилиндра, появляется опасность возникновения критических напряжений, приводящих к деформации крышек и корпуса цилиндра. Для гашения скорости и амортизации удара движущихся масс в конце хода в гидроцилиндрах используют специальные устройства — демпферы.

В демпферах кинетическая энергия движущихся масс поглощается, т.е. необратимо преобразуется в другие виды энергии и, прежде всего, в тепловую с последующим ее рассеиванием в окружающую среду. Потеря кинетической энергии в демферах обусловлена потерями давления на преодоление гидравлических сопротивлений.

Конструкция гидроцилиндра двустороннего действия с регулируемым торможением в конце хода представлена на рис. 5.

Рис 5 Гидроцилиндры с демпфированием в конце хода

При втягивании штока цилиндра (обратный ход) рабочая жидкость под давлением подается в штоковую полость, а из поршневой полости свободно поступает в сливную линию через цилиндрическую расточку 5 в задней крышке 2. Перед тем как поршень 4 упрется в крышку 2, демфирующая втулка 3, входит в расточку 5 и запирает некоторый объем вытекающей из поршневой полости жидкости между поршнем 4 и крышкой 2. Выдавливание жидкости из данного объема на слив теперь может осуществляться только через дроссель 6. Давление в поршневой полости при дальнейшем движении поршня 4 будет возрастать, что приведет к снижению скорости его движения и обеспечит безударный приход на крышку 2. Чем меньше проходное сечение дросселирующей щели, тем труднее жидкости вытекать из поршневой полости и, следовательно, тем больше будет сила торможения. Таким образом, с помощью дросселя 6 можно регулировать степень демпфирования. При прямом ходе поршня (выдвижение штока цилиндра) жидкость подается в поршневую полость через обратный клапан 1, минуя дроссель 6.

Существуют конструкции гидроцилиндров с нерегулируемым демпфированием, в которых отсутствует дроссель 6. В них дросселирование жидкости осуществляется в цилиндрической щели, которая образуется между демпфирующей втулкой и расточкой в крышке. По мере движения поршня протяженность щели меняется, меняется и сила торможения. Спрофилированные специальным образом демпфирующие втулки позволяют осуществлять торможение цилиндров по заданным законам.

В зависимости от назначения гидропривода демпфирование в гидроцилиндре может осуществляться в обоих конечных положениях поршня.

Гидроцилиндры с демпфированием в конце хода рекомендуется применять в тех случаях, когда скорость движения выходного звена превышает 0,1 м/с.

Телескопические гидроцилиндры

Для обеспечения больших рабочих ходов при сохранении небольших продольных габаритов во втянутом положении применяют телескопические гидроцилиндры. Отличительной особенностью таких конструкций является то, что в корпусе 1 цилиндра расположен не один поршень, а несколько (2-5), вставленных друг в друга (рис. 6). Таким образом, длина цилиндра в сжатом состоянии лишь немного больше длины одной из секций. При подаче рабочей жидкости на вход цилиндра поршни выдвигаются последовательно. Поскольку давление в цилиндре определяется величиной нагрузки и эффективной площадью поршней, первым начнет выдвигаться поршень 2, так как его площадь максимальна. Вместе с ним переместятся и вставленные в него поршни 3, 4, 5. При достижении поршнем 2 ограничителя хода, давление в цилиндре возрастет и выдвижение начнет поршень 3. Процесс будет продолжаться до выдвижения последнего, самого малого по площади поршня 5.

Нарастание давления в цилиндре по мере выдвижения поршней происходит вследствие того, что при неизменной нагрузке эффективная площадь поршней уменьшается. При постоянной подаче рабочей жидкости процесс выдвижения поршней сопровождается увеличением скорости движения каждого последующего поршня. Возврат поршней в исходное положение осуществляется в обратной последовательности.

В телескопических цилиндрах двустороннего действия втягивание отдельных секций определяется соотношением эффективных площадей поршней и внешней нагрузки При этом первым возвращаться в исходное положение будет поршень с максимальной площадью. Развиваемое цилиндром усилие должно определяться по площади наименьшего поршня.

План-конспект урока № 3 теоретического обучения по предмету «Гидропривод и гидропневмоавтоматика» в группе 0-31

Дата проведения 14 марта 2011 года

Место проведения: кабинет № 513

Тема урока: Гидродвигатели вращательного и поворотного действия

Тип урока: Комбинированный

Время проведения: 18:25

Цель урока:

7. Обучающая: сформировать основные знания учащихся об гидронасосах;

8. Развивающая: развитие познавательной активности и учебной самостоятельности, развитие гибкости ума, технической направленности мышления, профессиональных интересов и способностей;

9. Воспитательная: воспитание уважения к труду, своей профессии, воспитание умений трудиться в коллективе.

Методическое оснащение: план-конспект урока