книги из ГПНТБ / Башта, Т. М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем учебник

создается сила, которая может быть использована для привода соответствующего механизма.

На рис. 3 изображены датчик 2 и приемник 12, предназначен­ ные для привода узла, имеющего поворотное движение, напри­ мер, — дросселя мотора. При повороте влево рукоятки 1 датчика

Рис. 3. Схема механизма гидравлического дистанционного управ­ ления

поршень 5, связанный с рукояткой коромыслом 3, опустится вниз и через штуцер 7 вытеснит жидкость в штуцер 18 приемника. При этом поршень 15 приемника переместится вверх и через стер­ жень 14 и рычаг 13 повернет рукоятку 11, связанную с приводи­ мым узлом. При повороте рукоятки 1 датчика вправо поршень 5 датчика будет перемещаться вверх, а поршень 15 приемника под действием пружины 16 — перемещаться вниз, осуществляя тем самым обратный поворот рукоятки 11.

Пружины 6 датчика применены для уравновешивания пру­ жины 16 приемника. Помимо этого, благодаря взаимно противо­ положным направлениям действия указанных пружин, осуще-

20

ствляется распределение нагрузки при действиях рукоятки 1 датчика в обоих направлениях.

Корпус 2 датчика служит резервуаром жидкости; для попол­ нения ею цилиндров 10 к 17 в случаях утечек или отвода излишка, могущего появиться при тепловом расширении жидкости, пре­ дусмотрен клапан 9, который в конце обратного хода (вверх) поршня 5 соединяет полость цилиндра 10 с резервуаром; это осу­ ществляется при помощи рычага 4 и тяги 8.

Добавление или уменьшение объема жидкости в данной си­ стеме необходимо для восстановления синхронизации управления, могущей нарушиться при изменении объема жидкости вследствие изменения температуры и утечек. Благодаря наличию клапана 9 происходит в конце каждого обратного хода компенсация запер­ того объема жидкости.

Основным условием точности и надежности работы рассмотрен­ ного гидравлического механизма является герметичность дви­ жущихся и неподвижных соединений. С учетом практически абсо­ лютной герметичности (что достижимо при современных методах герметизации) и высокого модуля объемной упругости жидкости (практической несжимаемости при возможных здесь давлениях) рассмотренный механизм гидравлической связи обеспечивает пол­ ную и надежную синхронность движений выходного (рычаг 11) и входного (рычаг 1) звеньев.

§ 5. Схемы гидроприводов

Всякий объемный гидропривод состоит из объемных насоса и гидродвигателя, а также распределительно-регулирующей и предохранительной аппаратуры, связанных гидравлической ма­ гистралью (гидролинией).

Рассмотренная выше принципиальная схема (см. рис. 2, а) со­ держит основные элементы, присущие всякому гидроприводу (передаче): насос (цилиндр 1) и гидродвигатель (цилиндр 2). Однако для превращения этой схемы в конструктивную она должна быть снабжена насосом непрерывного действия и рядом дополни­ тельных гидроаппаратов, которые позволили бы управлять потоком жидкости, поступающей от насоса к гидродвигателю и предохра­ нять систему от перегрузок. В соответствии с этим во всяком гидроприводе различают три группы элементов: насос (источник гидравлической энергии), гидродвигатель (приемник гидравличе­ ской энергии или исполнительный механизм) и распределитель­ ная и предохранительная гидроаппаратура. В настоящем курсе рассматриваются первые две группы элементов, третья группа отнесена к курсу «Гидропривод и гидропневмоавтоматика».

Проблема создания качественного насоса и обеспечения на­ дежности его работы является основной проблемой в комплексе задач по гидроприводу. Обычно в гидроприводах машин приме­ няют многокамерные роторные насосы той или иной конструкции,

21

вращательного движения и гидродвигатели вращательного дви­ жения (гидромоторы), а также двигатели прямолинейного воз­ вратно-поступательного движения (силовые цилиндры); реже используют гидродвигатели возвратно-поворотного движения (угол поворота менее 360°).

На рис. 4, а показана принципиальная схема гидропривода (гидросистемы) с гидродвигателем прямолинейного возвратно­ поступательного движения. Привод состоит из насоса 1 с резер-

Рис. 4. Принципиальные схемы гидросистем

вуаром 6 и гидродвигателя (силового цилиндра) 2, соединенных трубопроводами, а также дросселя 4 и переливного клапана 5, ограничивающего повышение в процессе дроссельного регулиро­ вания давления жидкости на выходе насоса. Реверсирование гидродвигателя (изменение направления движения штока силового цилиндра) осуществляется распределительным устройством (кра­ ном) 3, с помощью которого изменяется направление потока жидкости от насоса к гидродвигателю.

При положении распределителя 3 как показано в схеме на рис. 4, а, жидкость от насоса 1 поступает в левую полость ци­ линдра 2, перемещая его поршень вправо. Жидкость, вытесняемая

врезервуар (бак) 6. При установке (повороте) распределителя 3

впротивоположное положение жидкость от насоса 1 будет посту­ пать в правую полость цилиндра 2 и отводиться в бак 6 из левой его полости; поршень цилиндра в этом случае будет перемещаться влево. При повышении давления жидкости сверх установленной

22

величины откроется клапан 5 и жидкость от насоса будет посту­ пать (переливаться) через него в бак.

На рис. 4, б и в представлены схемы гидропередач (приводов) с гидродвигателем (гидромотором) 7 вращательного движения. Приведенные схемы снабжены предохранительным клапаном 5 и баком 6 для рабочей жидкости.

Реверсирование гидродвигателя гидропередачи вращательного движения осуществляется либо с помощью распределительного устройства 3 (рис. 4, б), либо изменением направления потока жидкости, подаваемой насосом / (рис. 4, в). Гидросистема (гидро­ передача) в последнем случае должна быть снабжена обратными клапанами 8, которые отсоединяют нагнетательную линию от бака 6 и одновременно обеспечивают подпитку всасывающей полости насоса 1 в случае, если в последней в результате утечек жидкости образуется вакуум.

При условии герметичности гидроагрегатов и практической несжимаемости жидкости выходное звено гидродвигателя должно перемещаться (или вращаться) с определенной скоростью, для того чтобы пропустить через свои рабочие камеры жидкость, пода­ ваемую насосом, т. е. должно быть соблюдено условие QH= <2Д, где(2нифд—теоретические подачи (расхода) насоса и гидродвига­ теля, т. е. величины изменения их рабочих камер в единицу времени. В результате, при условии указанных допущений, получим жест­ кую кинематическую связь между насосом и гидродвигателем.

Регулирование скорости гидродвигателя, т. е. движения поршня силового цилиндра 2 (на рис. 4, а) или вала гидромотора 7 (на рис. 4, б), в передачах мощностью более 5 л. с. осуществляется изменением подачи насоса 1 (см. рис. 4, б) и в передачах меньших мощностей —“посредством дросселя 4 (рис. 4, б), с помощью которого создается сопротивление на выходе из насоса, в резуль­ тате чего часть жидкости отводится (переливается) через предохра­ нительный клапан 5 в бак 6. При полном перекрытии трубопро­ вода дросселем 4 вся жидкость удаляется в бак, в результате скорость гидродвигателя 7 будет равна нулю.

Вгидроприводах в качестве источников подачи применяются аксиально-поршневые 4и реже — радиально-поршневые насосы. Шестеренные и прочие шиберные насосы нашли в основном применение в качестве вспомогательных насосов, а также, в основных системах — при невысоких (до 100 кгс/см2) давлениях.

Вкачестве основного насоса они применяются в гидросистемах строительно-дорожных машин, в сельхозмашинах и пр.

§6. Условные графические обозначения объемных гидравлических и пневматических машин

Вкомплект технических документов на гидравлическую (или пневматическую) систему входят схемы, в которых показывается взаимодействие гидроаппаратуры (гидроагрегатов) управления

23

с источником питания и силовыми исполнительными механизмами (гидродвигателями).

Гидравлические схемы составляются либо в полуконструктивных изображениях, либо в условных (символических) обозначениях. Схема первого вида обеспечивает удобство чтения и наглядность

впонимании взаимодействия входящих в схему гидроагрегатов.

Всхемах же второго вида показывается лишь тип гидроагрегата и даются линии тока жидкости. Достоинством этих схем является их универсальность, а также простота исполнения (вычерчива­ ния), Каждой группе гидроагрегатов присваиваются определен­

ные обозначения (см. ГОСТ 2.782—68). Размеры и начертания таких изображений выбирают в каждом отдельном случае сооб­ разно принятому габариту общей схемы гидросистемы.

Объемные насосы и гидромоторы. Насосы обычно обозначают окружностями. Размеры окружностей не регламентируются и берутся соизмеримыми с обозначениями прочих гидроагрегатов данной гидросхемы. Направление потока жидкости показывается острием жирной стрелки (треугольника), помещенной внутри контура символа, а потока воздуха — острием незачерненного треугольника; регулируемость подачи показывается длинной тонкой стрелкой, пересекающей этот контур под углом. Неревер­ сивный насос постоянной производительности изображают одной, а реверсивный — двумя жирными стрелками (треугольниками) внутри контура, направленными во внешнюю сторону (показы­ вает, что поток жидкости направлен из насоса в гидросистему).

Обозначения гидро- и пневмомоторов такие же, как и насосов, однако острие стрелок направляется внутрь контура (показы­ вает, что поток рабочей жидкости направлен из гидросистемы в мотор).

Условные графические обозначения объемных насосов, гидро- и пневмомоторов показаны в табл. 1. Допускаются также к при­

ведомое звено совершает ограниченное прямолинейное возвратно­ поступательное (силовой гидроцилиндр) или возвратно-поворот­ ное (моментный гидроцилиндр) движение. В табл. 3 приведены символические обозначения гидроцилиндров. Сильфон изобра­ жается как плунжерный гидроцилиндр.

Объемная гидропередача вращательного движения состоит из объемных насоса и гидромотора неограниченного вращательного движения, соединенных между собой магистральными линиями. Обозначения этих передач (табл. 4) зависят от регулируемости и реверсивности входящих в них насосов и моторов.

Условные изображения типов управления механизмами подачи гидромашин приведены в табл. 5. Примеры распространенных комбинаций условных обозначений, включающих регулируемые объемные насосы, приведены в табл. 6.

24

Таблица 2

Насосы

I

-vAAЛ

Гидроаппаратура управления и регулирования изображаются в схемной символике в виде простых контуров (преимущественно прямоугольников). Гидравлические аппараты, состоящие из не­ скольких простых элементов, объединяют в группу условных обо­ значений, относящихся к составному (комплексному) аппарату; группа заключается в общую рамку, очерченную штрих-пунктир­ ными линиями (см. рис. 7, е), чем подчеркивается, что все эти

Рис. 5. Конструктивные и условные изображения распределительных золотников

элементы размещаются в одном общем корпусе. Простые элементы составного аппарата, которые объединены внешними связями, в общую рамку не заключаются.

Размеры условных изображений гидравлических аппаратов выбираются в каждом отдельном случае сообразно принятому габариту общей схемы гидросистемы.

Направление потока рабочей жидкости (среды) условно изо­ бражается жирной стрелкой, течение жидкости в обоих направле­ ниях изображается двумя противоположно направленными стрел­ ками. Направление потока газов изображается такими же стрел­ ками с незачерченным острием (треугольником).

Распределители (устройства управления, предназначенные для изменения направления движения рабочей жидкости) всех типов условно изображаются прямоугольниками (квадратами), причем количество фиксированных позиций подвижного элемента распре­ делителя показывается соответствующим количеством прямо­ угольных полей, а число ходов — числом подведенных к нему внешних линий (входов и выходов трубопроводов).

На рис. 5, а—в показаны конструктивные схемы и условные обозначения двухпозиционных распределительных золотников:

29