В.В. Бородкин
ГИДРОПНЕВМОПРИВОД
СПЕЦИАЛЬНЫХ
ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ:
КУРС ЛЕКЦИЙ
Учебное пособие
Воронеж 2010
ГОУВПО «Воронежский государственный
технический университет»
В.В. Бородкин
ГИДРОПНЕВМОПРИВОД
СПЕЦИАЛЬНЫХ
ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ:
КУРС ЛЕКЦИЙ
Утверждено Редакционно-издательским советом
университета в качестве учебного пособия
Воронеж 2010
УДК 532.5 (075.8)
Бородкин В.В. Гидропневмопривод специальных технических систем: курс лекций / В.В. Бородкин. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010. 179 с.
В курсе лекций рассмотрены особенности применения различных гидропневматических систем в технологических процессах машиностроения, их структура, конструктивные параметры и рабочие характеристики наиболее распространенных гидромашин и пневмодвигателей, а также изложены вопросы их проектирования и расчета.
Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 151000 «Конструкторско- технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств», специальности 151001 «Технология машиностроения», дисциплине «Гидропневмопривод специальных технических систем».
Курс лекций подготовлен в электронном виде в текстовом редакторе MS Word XP и содержится в файле КЛ ГПП.doc.
Ил. 81. Библиогр.: 15 назв.
Рецензенты: кафедра автоматизации производственных
процессов ВГЛТА (зав. кафедрой д-р техн. наук,
проф. В.С. Петровский);
д-р техн. наук, проф. А.В. Кузовкин
© Бородкин В.В., 2010
© Оформление. ГОУ ВПО «Воронежский
государственный технический университет», 2010
Введение
Настоящее учебное пособие предназначено для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» и ориентировано на оказание им методической и практической помощи в изучении курса «Гидропневмопривод специальных технических систем».
Современные гидравлические и пневматические системы крайне разнообразны по принципу действия, назначению, конструкции устройств, составляющих систему, и по целому ряду других признаков. По своему назначению их можно разделить на системы, которые используют при управлении различными механизмами, и системы, обеспечивающие рабочий процесс в этих объектах.
Примерами систем первого класса могут служить системы, с помощью которых осуществляется управление технологическим оборудованием, приспособлениями и другими устройствами.
Ко второму классу относятся системы смазки, охлаждения и обеспечения рабочего процесса при выполнении специальных технологических операций, например, при электрохимической обработке поверхностей деталей сложного профиля. Успешное изучение упомянутых гидравлических устройств невозможно без ознакомления с типовыми конструкциями элементов гидропневмоприводов, наиболее широко распространенных в промышленности схем гидропневмоприводов и методов их регулирования и управления.
Для успешного решения вопросов научно-технического прогресса студенты – технологи, а это будущие инженерно-технические работник машиностроения, должны знать теоретические основы создания гидропневматических приводов, типовые конструкции гидромашин и гидроаппаратов, уметь анализировать соответствие конструкции гидромашин требованиям производства; обладать соответствующими навыками проектирования и расчета гидропневматических приводов.
В настоящем учебном пособии приведены необходимые теоретические сведения, рассмотрены особенности гидропневмопривода, используемого в технологии машиностроения, принципиальные конструктивные схемы элементов гидропневмосистем и их функциональные характеристики, приведены типовые схемы регулирования и управления, дается необходимый список специальной и справочной литературы.
Учебное пособие полностью обеспечивает теоретический курс по данной дисциплине в соответствии с требованиями ГОС и рабочей программы.
Лекция 1
1.1. Общие сведения о гидросистемах, используемых в машиностроении
Системой называют совокупность каких-либо объектов, связанных определенными формами взаимодействия или взаимозависимости.
Если объектами служат технические устройства, взаимодействие которых осуществляется с помощью жидкости или воздуха, то такие системы называют соответственно гидравлическими и пневматическими или сокращенно гидро- и пневмосистемами.
В современном машиностроении используются гидросистемы двух типов:
• гидросистемы для подачи жидкости;
• гидравлические приводы.
Для гидросистем, обеспечивающих подачу жидкости к потребителям, характерно отсутствие в них устройств, преобразующих энергию жидкости в механическую работу. К таким гидросистемам относятся: системы жидкостного охлаждения (система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, система подачи СОЖ для металлорежущих станков и т.п.), системы пожаротушения, системы топливоподачи, системы смазки и другие. Такие гидросистемы, в большинстве случаев, относятся к классу разомкнутых гидросистем, в которых, как правило, движение жидкости обеспечивается за счет работы насоса.
Гидравлическим приводом называется совокупность устройств, предназначенная для передачи механической энергии и (или) преобразования движения посредством рабочей жидкости. Такие гидросистемы, как правило, относятся к классу замкнутых гидросистем.
В литературе встречается термин гидропередача, под которым, как правило, понимается силовая часть гидропривода, включающая насос, гидродвигатель и соединительные трубопроводы с рабочей жидкостью.
Гидроприводы в зависимости от типа используемых в них гидромашин делятся на объемные гидроприводы и гидродинамические передачи.
В объемных гидроприводах перемещение или угол поворота выходного звена двигателя прямо пропорциональны объему рабочей жидкости, прошедшей через его рабочие камеры.
В гидродинамических передачах механическое движение выходного звена создается за счет использования в основном кинетической энергии потока рабочей жидкости. Динамические гидродвигатели применяют в приводах большой мощности. В станках в основном применяют объемные гидроприводы, а динамические находят применение редко.
Гидропривод обладает следующими основными достоинствами:
- возможность получения совместных характеристик приводящего двигателя и гидропривода в соответствии с нагрузочными характеристиками машин;
- простота предохранения приводящего двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок;
- широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена, что позволяет осуществить рациональный режим работы исполнительных органов машины;
- возможность передачи больших сил и моментов, а также осуществление больших передаточных чисел при относительно небольших размерах и массе гидроустройств;
- надежная смазка трущихся поверхностей благодаря применению в качестве рабочей жидкости минеральных масел;
- простота реверсирования без необходимости изменения направления вращения приводящего двигателя, а также возможность получения плавного движения и частых быстрых переключений на ходу машины;
- простота преобразования одного вида движения в другой и независимость расположения гидравлических устройств в пространстве, что создает удобства в общей компановке машин;
- простота управления, что способствует применению систем автоматического, программного и дистанционного управления.