Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

гидропривод_мет_машин

.pdf
Скачиваний:
68
Добавлен:
29.06.2020
Размер:
4.58 Mб
Скачать

не регулирование давления производится при настройке пружины. Регу­ лирование давления, в рассматриваемом клапане, осуществляется с по­ мощью пропорционального электромагнита и зависит от силы тока. Чем выше входной ток, тем больше сила магнита, тем выше давление. Таким образом можно настраивать различные уровни давлений в гидросистеме.

Контрольное задание. Нарисовать развернутую схему предохра­ нительного клапана с пропорциональным управлением.

Применение данных схем позволяет значительно упростить схемы гидропривода и расширить их возможности.

Гидравлические элементы с пропорциональным управлением по­ лучили в настоящее время широкое распространение для непосредствен­ ного управления элементами машин, что характерно для металлургиче­ ских, строительных и дорожных машин. Основные преимущества их по сравнению с сервоклапанами следующие: большая надежность, меньшая восприимчивость к загрязнениям рабочей жидкости, более низкая стои­ мость, возможность использования в качестве основной ступени обычно­ го распределителя.

12.9. Следящий гидравлический привод

Наиболее совершенным типом гидравлического привода является следящий гидравлический привод (СГП). Данный привод относится к автоматическим приводам, в которых закон изменения входного (механи­ ческого или электрического) задающего воздействия воспроизводится выходным звеном машины с одновременным усилением по мощности, достаточной для преодоления нагрузок на рабочих органах машины.

Особенность СГП состоит в способе формирования закона управле­ ния, основанного на свойствах отрицательных обратных связей. Сущность

отрицательной обратной связи состоит в измерении выходной регулируемой координаты, преобразовании и сра

Наиболее широко в данных машинах применяется СГП с объем­ ным регулированием. На рис. 12.7 представлена схема СГП с объемным регулированием.

160

Рис. 12.7. Схема гидропривода с объемным регулировани­ ем

В гидроприводе объемного регулирования изменение объемов ра­ бочей жидкости QA, поступающей в гидродвигагсля 10, а следовательно, и его скорости осуществляется изменением рабочего объема гидравличе­ ского насоса 3. Величины расхода и давления рабочей жидкости на выхо­ де насоса 3 являются функциями положения его регулирующего органа и нагрузки (рабочего органа) 8. Изменение положения регулирующего ор­ гана насоса производится механизмом управления 2, в качестве которого использован электрогидравлический следящий привод с дроссельным регулированием. Сигнал ошибки по положению формируется с помощью двух информационных элементов 9. Сигнал ошибки усиливается в

электронном усилителе 1 и подается на вход механизма управления насо­ са. В качестве датчика обратной связи по скорости используется тахогенератор 7, связанный с валом гидродвигателя 10. Гидравлическая схема привода также включает предохранительные клапаны 5, фильтры 6, об­ ратные клапаны 4, систему подпитки с насосом 13, сливным клапаном 12, редукционным клапаном 11 и фильтром 14. Гидроприводы объемного

161

регулирования обладают высоким КПД, большим диапазоном регулиро­ вания, жесткой механической характеристикой, плавностью хода при не­ больших скоростях. Основными недостатками являются: меньшее быст­ родействие, чем в приводах с дроссельным регулированием; сложная конструкция. СГП с объемным регулированием применяется в приводах машин до 100 кВт и более.

На рис. 12.8 представлена типовая схема следящего гидропривода

с дроссельным регулированием.

 

Схема работает следующим образом.

 

Маломощное воздействие в виде напряжения

(определяемое

заданной программой) подается на вход сравнивающего устройства - электронного усилителя 5, одновременно сюда поступают сигналы от датчиков обратных связей по положению 3 (например, потенциометра) и скорости 4 (например, тахогенератора или датчика импульсов). Задающее воздействие сравнивается с величинами сигналов от датчиков обратных связей. Далее полученный сигнал рассогласования усиливается и подает­ ся в виде тока J на катушку электромеханического преобразователя (ЭМП) 6. Шарнирно установленная заслонка при J=0 находится в среднем положении между соплами. При изменении величины J заслонка повора­ чивается на определенный угол, меняется расстояние z (уменьшается с одной стороны заслонки и увеличивается с другой) первого каскада сервоклапана (ГУ). Это перемещение, в свою очередь, преобразуется в пере­ пад давлений на торцах золотника гидравлического распределителя (ЗР) 1. Под воздействием разности сил, действующих на торцы золотника, происходит его перемещение по оси х, что приводит к открытию проход­ ных отверстий между кромками золотника и корпуса. Подача и слив ра­ бочей жидкости из соответствующих полостей гидроцилиндра (ГД) 2 обеспечивают перемещение поршня и элементов машины (РО) (на рисун­ ке отмечены в виде приведенной массы ) на величину с определенной скоростью.

Вместе с перемещением поршня меняется сигнал датчика обратной связи (ДОС) по положению. Когда этот сигнал станет равным задающему сигналу, на выходе электронного усилителя (ЭС) появится нулевой сиг­ нал, заслонка займет среднее положение, разность давлений Рз-р4 будет равна нулю и золотник распределителя уравновесится. Расход жидкости, подаваемой в полости цилиндра, будет равен нулю и ГД остановится.

162

Рис. 12.8. СГП с дроссельным регулирова­ нием

Работу системы обеспечивает насосная установка 8. Основным элементом её является нерегулируемый насос 12, совместно работающий с гидропневматическим аккумулятором 9. Предохранительный клапан 11 обеспечивает защиту гидравлической системы от перегрузок. Фильтр 10 обеспечивает очистку рабочей жидкости от механических примесей, что

163

очень важно для данной схемы, с небольшими зазорами между соплами и

 

заслонкой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СГП с дроссельным регулиро­

 

ванием

отличается

простой

конструк­

 

цией, обладают высоким быстродейст­

 

вием. Основными

недостатками дан­

 

ного привода являются: низкий КПД;

 

малая механическая жесткость из-за

 

утечек

жидкости;

большой

нагрев

 

жидкости при дросселировании.

 

СГП с

дроссельным

регулиро­

 

ванием применяется в приводах не­

 

большой мощности (до 3 кВт).

 

 

 

12.10. Сервоклапаны

 

В электрогидравлических системах

 

управления, например в системах ста­

 

билизации и

системах

регулирования

 

скорости применяют сервоклапаны.

 

Сервоклапаны

позволяют

преобра­

 

зовать слабый электрический сигнал в

 

перепад

давления

рабочей

жидкости,

 

достаточный для управления мощного

 

гидравлического распределителя.

 

Принцип работы сервоклапана

 

с механической

обратной

связью

 

представлен на рис. 12.9. В первом

 

случае показано исходное положение.

 

Заслонка находится в среднем поло­

 

жении. Золотник также удерживается

 

в исходном состоянии. При подаче

 

сигнала на катушку первой ступени

 

происходит

перемещение

заслонки

 

влево (схема 2). На третьей схеме

 

сервоклапан

показан

с

золотником,

Р и с . 12.9. Сервоклапаны

который занял заданное положение.

Функциональные

возможности

 

 

рассмотренных

конструкций

сервок-

 

лапанов

(дросселирующих

гидрорас­

 

пределителей)

и

распределителей с

164

165

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Буренин В.В. Манжетные уплотнения для герметизации подвижных соединений силовых гидроцилиндров // Строительные и дорожные машины. - 2000 - № 2. С. 16 - 19.

2.Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с.

3.Гидравлический следящий привод / Гамынин Н.С. и др.; Под ред. В.А.Лещенко. - М.: Машиностроение, 1968. - 564 с.

4.Марутов В.А., Павловский С.А. Гидроцилиндры. - М.: Машино­ строение, 1966.- 171 с.

5.Повх И.Л. Техническая гидромеханика. Л. Машиностроение, 1969. - 524 с.

6.Правила технической эксплуатации гидроприводов на предприятиях черной металлургии / А.М.Иоффе, О.Н. Кукушкин, Е.К.Левчук и др. - СПб.: Гектор, 1992. - 336 с.

7.Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. - М.: Машиностроение, 1982-464 с.

8.Скрицкий В.Я., Рокшевский В.А. Эксплуатация промышленных гидроприводов. - М.: Машиностроение, 1984. - 176 с.

9.Точилкин В.В., Филатов A . M . Гидропривод кузнечно-прессовых и технологических машин: Учеб. пособие. - Магнитогорск: МГТУ им. Г.И.Носова, 1999.-92 с.

10.Точилкин В.В. Пневматические гидравлические двигатели манипуля­ торов: Учеб. пособие. - Магнитогорск: МГТУ им. Г.И.Носова, 2001. - 204 с.

11.Точилкин В.В., Филатов A . M . Основы гидравлики и гидропривода технологических машин: Учеб. пособие. - Магнитогорск: МГТУ им. Г.И.Носова, 2002.-211 с.

12.Точилкин В.В., Филатов A . M . Пневмопривод металлургических ма­ нипуляторов: Монография. - Магнитогорск: МГТУ им. Г.И.Носова, 2005.-211 с.

166

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

3

1. ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГИДРОПРИВОДОВ

3

1.1.

Физико-механические свойства жидкостей

3

1.2.

Требования к рабочим жидкостям гидроприводов

8

1.3.

Старение жидкостей в процессе эксплуатации

11

1.4

Гидравлический удар

12

1.5.

Кавитация

13

1.6.

Гидростатическое давление

15

1.7. Приборы для измерения давления

16

2. МЕХАНИЗМЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ПРИМЕНЕНИИ

УРАВНЕНИЙ

ГИДРОСТАТИКИ

17

2.1. Домкрат и гидравлический мультипликатор

17

2.2. Гидравлический пресс

19

3. ТРУБОПРОВОДЫ. ТИПЫ. РАСЧЕТ

21

3.1. Типы трубопроводов

21

3.2. Расчет трубопроводов

25

4. НАСОСЫ ГИДРОПРИВОДОВ

27

4.1. Насосы. Классификация. Основные параметры

27

4.2. Шестеренные насосы

29

4.3. Пластинчатые насосы

33

4.4. Поршневые насосы

36

4.5. Монтаж, наладка и эксплуатация насосов

43

5. РЕГУЛИРУЮЩАЯ И НАПРАВЛЯЮЩАЯ

 

ГИДРОАППАРАТУРА

45

5.1. Распределители

46

5.2. Запорные клапаны

55

5.3. Поточные клапаны

59

5.4. Напорные клапаны

65

5.5. Монтаж, наладка и эксплуатация гидроаппаратуры

68

5.6. Гидробаки, фильтры, элементы соединений

72

167

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЦИЛИНДРЫ

72

6.1. Общие сведения

72

6.2. Схемы гидроцилиндров

75

6.3. Конструкции гидроцилиндров

78

6.4. Монтаж, наладка и эксплуатация гидроцилиндров

87

7. РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ

88

7.1. Определение параметров гильзы цилиндра

88

7.2. Определение диаметров штока цилиндра

90

7.3. Определение параметров узлов уплотнений

90

7.4. Определение уточненного рабочего давления

91

7.5. Расчет толщины стенки гидроцилиндра

92

7.6. Расчет цилиндров на устойчивость

93

8. УПЛОТНЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ И ПОДВИЖНЫХ

 

ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДОВ

93

8.1. Конструкции узлов уплотнений

94

8.2. Конструкция узлов уплотнения цилиндра с использованием полимерных

97

материалов

9. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МОТОРЫ

99

9.1. Основные параметры и характеристики гидромоторов

99

9.2. Конструкции гидромоторов

103

9.3. Гидропривод закрытой гидросистемы

104

9.4. Монтаж, наладка и эксплуатация гидромоторов

105

9.4. Шаговый электрогидравлический привод

109

10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРОСИСТЕМ

111

10.1. Принципы проектирования гидросистем

121

10.2. Расчет гидросистемы

118

11. СХЕМЫ ГИДРОПРИВОДА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МАШИН

121

11.1. Основные положения

123

11.2. Гидропривод пресса

125

11.3. Гидропривод ковочного манипулятора

126

11.4. Гидравлическая схема крана

129

168

1G9