49

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»

КАФЕДРА МЕХАНИЗАЦИИ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОЕКТИРОАВНИЯ МАШИН

Гидравлические системы технологических машин И ОБОРУДОВАНИЯ лесного комплекса

Методические указания к практическим занятиям

для студентов по направлению подготовки бакалавров

151000.62 - Технологические машины и оборудование

ВОРОНЕЖ 2014

У ДК 630 *:65.011.

Попиков, П. И. Гидравлические системы технологических машин и оборудования лесного комплекса» [Текст]: Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки бакалавров 151000.62 – Технологические машины и оборудование» / П. И. Попиков, Р. В. Юдин, В.П. Попиков ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. –70 с.

Печатается по решению учебно-методического совета

ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 2 от 30.10.14г.)

Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ

ВПО Воронежский ГАУ д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев

Практическое занятие № 1.

Основные параметры гидропривода лесных машин и исходные данные для расчета и проектирования

1.1 Цель занятия: ознакомиться с гидроприводами с разомкнутой и замкнутой циркуляцией; научиться определять основные параметры гидропривода.

1.2 Лабораторное оборудование: действующие стенды с гидроприводом; натурные образцы машин с гидроприводом технологического оборудования.

1.3 Общие сведения

Гидравлический привод состоит из силовой, распределительной и рабочей частей. Силовой частью гидропривода является насос, который получает механическую энергию от приводного привода и превращает ее в гидравлическую энергию потока в рабочей жидкости. В распределительную часть входят трубопровод, распределители, арматура и другие вспомогательные устройства, обеспечивающие контроль и распределение потоков рабочей жидкости между соответствующими потребителями. Рабочей частью гидропривода служат гидродвигатели возвратно-поступательного действия (гидроцилиндры) или вращательного движения (гидромотора), которые превращают гидравлическую энергию потока рабочей жидкости в механическую и передают ее исполнительным механизмам.

Основные параметры гидропривода следующие: Р_ном – номинальное давление рабочей жидкости, при котором работает оборудование в течение всего срока службы; для большинства лесохозяйственных машин Р_ном составляет 10-16 мРа; q - рабочий объем насоса или гидромотора, равный разности наибольшего и наименьшего значений замкнутого объема за один оборот вала, см³ /об.; Q_ном - номинальный поток жидкости, который проходит в единицу времени через систему гидропривода, дм³/с; η-общий КПД гидропривода, который равен произведению объемного η_о, механического η_мех и гидравлического η_r КПД:

η=η_оη_мехη_r. (1.1.)

К основным параметрам гидропривода относятся также номинальная частота вращения η_ном насосов и гидромоторов, с^-1 , емкость V_ном гидробаков и гидроаккумуляторов, дм³, диаметр гидроцилиндров D_4, мм.

Кроме основных параметров гидропривода, существуют дополнительные параметры гидроаппаратуры и вспомогательных устройств, d_y- внутренний диаметр (условный проход гидролиний и различных элементов гидроаппаратуры), мм; S- ход поршня гидроцилиндра, мм; δ- номинальная тонкость фильтрации, мкм, которая характеризует минимальный размер задерживаемых частиц, число которых составляет 90-95 % от числа частиц такого же размера, находящихся в нефильтрованной жидкости (ГОСТ 14066-68).

Исходными данными, необходимыми для расчета гидропривода, являются :

-усилия, действующие на шток гидроцилиндра Р_ц, Н или крутящий момент на волне гидромотора М_кр, Н м;

-скорость (длина) перемещения v, м/c , или скорость вращения n , с^-1;

-режим работы отдельных механизмов (циклограмма);

-температура окружающего пространства, ⁰С;

-конструктивные особенности машины и ее технологического процесса.

По устройству системы циркуляции рабочей жидкости все объемные гидроприводы делятся на гидроприводы с разомкнутой циркуляцией и гидроприводы с замкнутой циркуляцией.

В гидроприводе с разомкнутой циркуляцией рабочая жидкость поступает из гидробака 3 (рис. 1.1.) в основной насос 2, который нагнетает ее под высоким давлением в распределитель 5. От распределителя рабочая жидкость поступает к потребителям: гидромотору 6, гидроцилиндру 7 и т. д., а от них через сливные каналы распределителя и сливную гидролинию опять в гидробак.

Рис. 1.1. Схема гидропривода с разомкнутой циркуляцией:

1 – приводной двигатель; 2 – насос; 3 – гидробак; 4 – фильтр; 5 – распределитель; 6 – гидромотор; 7 – гидроцилиндр; 8 – предохранительный клапан

На входе в бак обычно устанавливают фильтр 4 для очистки отработанной жидкости. При перегрузках гидродвигателей срабатывает предохранительный клапан 8, и вся жидкость сливается в бак, в результате чего гидродвигатели останавливаются.

В гидроприводе с замкнутой циркуляцией рабочая жидкость от насоса 2 (рис. 1.2.ж), приводимого в действие двигателем 1 , подается по напорной гидролинии к распределителю, а от него - к гидродвигателям 6 и 7 . Из гидродвигателей жидкость поступает в сливную гидролинию, которая является одновременно всасывающей для насоса 2.

Рис. 1.2. Схема гидропривода с замкнутой циркуляцией:

1 – приводной двигатель; 2 – насос; 3 – обратный клапан; 4, 8 – предохранительные клапаны; 5 – распределитель; 6 – гидромотор; 7 – гидроцилиндр; 9 – гидробак системы подпитки; 10 – насос системы подпитки

Такой гидропривод может работать лишь при одинаковом расходе рабочей жидкости во всасывающей и напорной гидролиниях. Однако, вследствие утечки жидкости в распределителе, гидродвигателях и соединениях трубопроводов это равенство нарушается и во всасывающей гидролинии образуется вакуум, что недопустимо. Поэтому для восполнения потерь жидкости предусмотрена система подпитки. Дополнительный насос 10 засасывает рабочую жидкость из гидробака 9 и подает ее через обратный клапан 3 во всасывающую гидролинию. Избыточное количество жидкости сливается через предохранительный клапан 8 в подпиточный бачок. Предохранительный клапан создает давление, несколько превышающее давление во всасывающей магистрали системы (0,5-03 МПа). При проектировании лесохозяйственных машин той или иной конструкции выбранная принципиальная схема гидропривода конкретизируется включением в нее необходимого количества силовых гидроцилиндров или гидромоторов и аппаратуры управления (распределители, дроссели, предохрани­тельные клапаны и др.).

К достоинствам гидроприводов с замкнутой циркуляцией относятся их компактность и защищенность от загрязнения, к недостаткам - сложность охлаждения и фильтрация рабочей жидкости. Такие схемы рационально использовать для энергетических лесохозяйственных машин с активными рабочими органами, имеющих циркулирующий рабочий режим (ямобуры, машины для фрезерования пней и др.), а также для привода ходовых колес и бортовых передач гусеничного хода самоходных лесохозяйственных машин.

Преимущества гидроприводов с разомкнутой схемой заключаются в их небольшой стоимости, а также возможности включения любого количества исполнительных гидроцилиндров и гидромоторов независимо от количества насосов. Простота компоновки гидроагре­гатов, удобство охлаждения рабочей жидкости и ее очистки позволяют применять такие гидроприводы на большинстве лесохозяйственных машин.

1.4 Содержание отчета

Название и цель занятия; таблица с заданными, рассчитанными и измеренными параметрами; гидросхема машины; формулы для вычислений с результатами вычислений; выводы.

1.5 Контрольные вопросы

1 Перечислите основные параметры гидропривода.

2 Как влияют параметры гидропривода на качественные показатели работы машины?

3 Перечислите достоинства и недостатки гидропривода по сравнению с другими приводами?

4 Какое назначение предохранительного клапана?