5.Сравнение способов регулирования гидроприводов

Сравнение различных способов регулирования целесообразно провести по трем показателям: по нагрузочным характеристикам, КПД и стоимости применяемых машин и аппаратуры.

Нагрузочная характеристика гидропривода характеризует степень стабильности скорости выходного звена при изменяющейся нагрузке. Обычно требуется возможно большая стабильность. Наибольшей стабильностью обладает гидропривод с объемным регулированием (1). Значительно хуже в этом отношении дроссельное регулирование с последовательным включением дросселя(2) и еще хуже дроссельное регулирование с параллельным включением дросселя(3). Наиболее высокий КПД гидропривода получается при объемном регулировании, ниже – при дроссельном с параллельным включением дросселя и еще ниже при дроссельном с последовательным включением дросселя. Следовательно, по двум важнейшим показателям – нагрузочным характеристикам и КПД – лучшие качества имеет гидропривод с объемным регулированием. Однако при выборе способа регулирования гидропривода необходимо учитывать еще экономические показатели. Регулируемые гидромашины – насосы и гидромоторы – более дорогостоящие, чем нерегулируемые. Поэтому используя регулируемый гидропривод идут на значительные капитальные затраты, но зато благодаря более высокому КПД получают экономию в эксплуатационных расходах, то есть в стоимости энергозатрат. Ввиду этого, объемное регулирование гидропривода обычно применяют, когда существенными являются энергетические показатели, например, для гидроприводов большой мощности и с длительными режимами их работы. Гидроприводы с дроссельным регулированием и дешевыми, например, шестеренными насосами используют обычно в маломощных системах, а также, когда режимы работы гидропривода кратковременные.

6.Дроссельный способ регулирования огп с установкой дросселя на входе в гидродвигатель, на выходе из гидродвигателя и параллельно гидродвигателю

Дроссельный способ регулирования скорости гидропривода с нерегулируемым насосом основан на том, что часть жидкости, подаваемой насосом, отводится в сливную гидролинию и не совершает полезной работы. Простейшим регулятором скорости является регулируемый дроссель, который устанавливается в системе либо последовательно с гидродвигателем, либо в гидролинии управления параллельно гидродвигателю. При параллельном включении дросселя (рис.9.2, а) рабочая жидкость, подаваемая насосом, разделяется на два потока, один поток проходит через гидродвигатель, другой - через регулируемый дроссель.

Рис.9.2. Схемы гидроприводов с дроссельным управлением скоростью: а - с параллельным включением дросселя; б - с дросселем на входе гидродвигателя; в - с дросселем на выходе гидродвигателя; г - с четырехлинейным дросселирующим распределителем

Последовательное включение дросселя осуществляется на входе в гидродвигатель, на выходе гидродвигателя, на входе и выходе гидродвигателя. При этом во всех трех случаях система регулирования скорости строится на принципе поддержания постоянного значения давления P_H на выходе нерегулируемого насоса за счет слива части рабочей жидкости через переливной клапан. Поэтому система дроссельного регулирования с последовательным включением дросселей получила название система с постоянным давлением. Гидропривод с дросселем на входе (рис.9.2, б) допускает регулирование скорости только при отрицательной нагрузке. При положительной нагрузке, направленной по движению поршня, может произойти разрыв сплошности потока рабочей жидкости, особенно при зарытом дросселе, когда поршень продолжает движение под действием сил инерции.

Гидропривод с дросселем на выходе (рис.9.2, в) допускает регулирование скорости гидродвигателя при знакопеременной нагрузке,

При установке дросселя на выходе в случаях больших положительных нагрузок давление перед дросселем может превысить допустимый уровень. Поэтому для предохранения системы параллельно дросселю включают предохранительный клапан. Недостатком дроссельного регулирования является то, что при регулировании часть энергии тратится на преодоление сопротивления в дросселе и предохранительном клапане, вследствие чего повышается температура жидкости, а это отрицательно сказывается на работе гидросистемы. При дроссельном регулировании снижается КПД гидропривода, и отсутствует постоянство скорости движения выходного звена гидродвигателя при переменной нагрузке.

7.Основные параметры привода. Располагаемая и потребная характеристики гидропривода

Основные параметры: диаметр цилиндра D, мм номинальный расход Q*, л/мин, максимальное (теоретическое) толкающее усилие, кН, ход поршня, мм, утечки ΔQ_Ц при заданном давлении.

Жидкость по трубопроводу движется благодаря тому, что ее энергия в начале трубопровода больше, чем в конце. Этот перепад уровней энергии может создаваться несколькими способами: работой насоса, разностью уровней жидкости, давлением газа. Рассмотрим простой трубопровод постоянного сечения

Рис. 6.1. Схема простого трубопровода

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2. Поскольку скорость в обоих сечениях одинакова и α₁ = α₂, то скоростной напор можно не учитывать. При этом получим

Пьезометрическую высоту, стоящую в левой части уравнения, назовем потребным напором Н_потр. Если же эта пьезометрическая высота задана, то ее называют располагаемым напором Н_расп. Такой напор складывается из геометрической высоты H_потр, на которую поднимается жидкость, пьезометрической высоты в конце трубопровода и суммы всех потерь напора в трубопроводе. Назовем сумму первых двух слагаемых статическим напором, который представим как некоторую эквивалентную геометрическую высоту

а последнее слагаемое Σh - как степенную функцию расхода

Σ^{h = KQm}

H_потр = H_ст + KQ^m, где K - величина, называемая сопротивлением трубопровода;Q - расход жидкости;m - показатель степени, который имеет разные значения в зависимости от режима течения. Для ламинарного течения при замене местных сопротивлений эквивалентными длинами сопротивление трубопровода равно

, где l_расч = l + l_экв. Численные значения эквивалентных длин l_экв для различных местных сопротивлений обычно находят опытным путем. Для турбулентного течения, используя формулу Вейсбаха-Дарси, и выражая в ней скорость через расход, получаем

По этим формулам можно построить кривую потребного напора в зависимости от расхода. Чем больше расход Q, который необходимо обеспечить в трубопроводе, тем больше требуется потребный напор Н_потр.