Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по гидравлике и гидроприводу. Учебное пособие
.pdf
4. Лабораторная работа № 4
Управление усилием на выходном звене гидроцилиндра
Цель работы:
1. Ознакомление с основными способами управления усилием на выходном
звене исполнительных механизмов.
2. Изучение особенностей использования в гидросистемах клапанов давления:
напорного и редукционного.
В гидросистеме привода долбежного станка (упражнение) необходимо
обеспечить два уровня давления: высокий для привода долбежного
инструмента и более низкий - для зажимного приспособления. Понижение
давления и поддержание его на заданном уровне в отдельных цепях
управления обеспечивается редукционными клапанами.
Редукционные клапаны, в отличие от напорных, являются нормально
открытыми клапанами, т.е. пропускающими через себя рабочую жидкость в
исходном состоянии; напорные клапаны «отслеживают» давление перед собой,
а редукционные - после себя.
В гидравлических приводах используют в основном трехлинейные
клапаны, имеющие дополнительное свойство предохранительного клапана
относительно настроенного редуцированного давления.
Принципиальная схема привода долбежного станка приведена на рис. 12.
Гидроцилиндр 1.0 (А) служит для зажима детали, поэтому для
управления им применен 4/2 распределитель 1.1, т.к. останавливать
гидроцилиндр в промежуточных положениях не требуется. Редукционный
клапан 1.3, понижающий давление до требуемого уровня, встроен в
гидролинию, связанную с поршневой полостью зажимного гидроцилиндра.
Привод долбяка производится гидроцилиндром 2.0, управление которым
осуществляется 4/3 распределителем 2.1 с перекрытой линией Р в средней
позиции. Это условие необходимо для того, чтобы во время реверса или
остановки гидроцилиндра 2.0 не происходило падения давления в линии
29
нагнетания ниже уровня, обеспечивающего нормальную работу редукционного
клапана 1.3 [2].
Рис. 12. Гидравлическая принципиальная схема долбежного станка
Для проведения лабораторной работы гидравлическая схема долбежного
станка собирается на стенде-тренажере без цилиндра 2.0 и цепи его управления.
Методика выполнения работы
Включить гидростанцию и настроить переливной клапан 0.2 (показания
манометра 0.3) на 50 бар.
Опыт 1.
Дроссель 1.6 полностью открыть. Переключить распределитель 1.1.
После достижения штоком гидроцилиндра 1.0 выдвинутого крайнего
положения редукционный клапан 1.3 настроить таким образом, чтобы
манометр 1.4 показывал 15 бар.
Снять показания манометров при работе гидроцилиндра 1.0 и заполнить
таблицу:
Показания манометров 1.2 1.4 1.5
При выдвижении штока цилиндра 1.0 12 5 5
Шток выдвинут 50 15 0
При втягивании штока цилиндра 1.0 5 12 25
Шток втянут 0 0 50
30
Опыт 2.
Дроссель 1.6, создающий подпор в штоковой полости гидроцилиндра 1.0,
настроить таким образом, чтобы во время выдвижения штока манометр 1.5
показывал 20 бар.
Снять показания манометров при работе гидроцилиндра 1.0 и заполнить
таблицу:
Показания манометров 1.2 1.4 1.5
При выдвижении штока цилиндра 40 10 20
Шток выдвинут 50 15 0
При втягивании штока цилиндра 5 12 25
Шток втянут 0 0 50
Вывод: при наличии сопротивления выдвижению штока
гидроцилиндра 1.0 давление в его поршневой полости достигает только 12-15
бар, несмотря на то, что давление настройки переливного клапана системы 0.3
составляет 50 бар. При закрытом дросселе 1.6 давление может повышаться
лишь до тех пор, пока показание манометра 1.4 не станет равным 15 бар; при
этом поршень остановится, а редукционный клапан закроется.
Опыт 3.
Выдвинуть шток гидроцилиндра 1.0. Отсоединить линию питания Р,
ведущую к редукционному клапану 1.3 в месте подключения к распределителю
1.1 (канал А). Переключить распределитель 1.1 и убедиться в наличии течения
в канале Т редукционного клапана 1.3 через стекло мерного бака.
Снять показания манометров при втягивании штока гидроцилиндра 1.0
и
заполнить таблицу:
Показания манометров 1.2 1.4 1.5
При втягивании штока цилиндра 1.0 12 15 30
Шток втянут 12 15 50
Когда шток гидроцилиндра 1.0 достигнет втянутого положения,
31
показание манометра 1.4 некоторое время будет сохраняться на уровне 15 бар,
но из-за внутренних перетечек в редукционном клапане 1.3 давление
постепенно начнет падать. Это повлечет за собой изменение соединения
каналов клапана с А→Т на
поступает на вход Р редукционного клапана, то давление упадет до нуля.
Вывод: скачки давления или повышение давления сверх установленной
величины на выходе трехлинейного редукционного клапана (в канале А)
сопровождаются соединением выхода с линией слива Т.
На практике вместо дросселя с обратным клапаном 1.6 часто
устанавливают предохранительный клапан с параллельно установленным
обратным клапаном. В результате предотвращается возникновение высоких
значений противодавления при прямом ходе поршня (вследствие
преобразования давления на поршне).
Однако поскольку в нашем случае система запитывается
редуцированным давлением, то и на сливе не может возникнуть чрезмерных
Р→А. Так как рабочая жидкость от насоса не
давлений. Поэтому здесь применен дроссель с обратным клапаном. Кроме
того, этот гидроаппарат значительно дешевле предохранительного клапана, и
потому зачастую применяют именно его.
Для обеспечения постоянного пониженного давления на гидроцилиндре в
течение длительного времени более целесообразным является применение
напорного клапана, установленного за распределителем 1.1 параллельно
напорной магистрали (рис. 13).
Схема а – пониженное давление настраивается редукционным клапаном.
На входе редукционного клапана 1.3 поддерживается давление 50 бар;
определяемое настройкой переливного клапана 0.2. Давление в поршневой
полости гидроцилиндра 1.0 не будет превышать 30 бар (давление настройки
редукционного клапана), а при полностью выдвинутом штоке будет равняться
этому значению. Если от гидростанции 0.1 производится питание других
гидродвигателей, то только у гидроцилиндра 1.0, перед которым установлен
32
редукционный клапан 1.3, поддерживается давление жидкости 30 бар,
рабочее давление остальных двигателей будет определяться настройкой
переливного клапана 0.2 (если распределитель 1.1 не находится в нейтральной
позиции).
Рис. 13. Гидравлические принципиальные схемы гидропривода с длительной
выдержкой при пониженном давлении
Схема б – пониженное давление прессования настраивается напорным
клапаном
Напорный клапан 1.2, установленный параллельно линии питания
поршневой полости гидроцилиндра 1.0, поддерживает в ней давление 30 бар.
Если от гидростанции 0.1 производится питание других гидродвигателей, то
при включенном распределителе 1.1 давление во всей гидросистеме составит 30
бар, а не 50 бар, на которые настроен переливной клапан 0.2.
При включенном распределителе 1.1 и продолжительных выдержках
времени насосу необходимо создавать давление 30 бар, а не 50, как в схеме а,
что позволяет экономить электроэнергию.
33
5. Лабораторная работа № 5
Управление скоростью гидродвигателя
Цель работы:
1. Знакомство с работой гидроаппаратов, регулирующих расход рабочей
жидкости (дроссель и регулятор расхода).
2. Снятие гидравлической характеристики регулятора расхода.
3. Сравнение характеристик гидропривода при использовании дросселя и
регулятора расхода.
4. Теоретический расчет скоростей прямого и обратного ходов штока
гидроцилиндра при дифференциальной схеме включения. Экспериментальное
подтверждение расчетов.
5. Изучение применения гидравлического путевого выключателя (4/2
распределителя с управлением от кулачка с роликом).
Схема экспериментальной установки представлена на рис. 14 [2].
Рис. 14. Гидравлическая схема для снятия характеристики регулятора расхода
Порядок выполнения работы
Часть 1.
Собрать гидравлическую схему на стенде - тренажере.
Включить гидравлическую установку 1, закрыть регулируемый дроссель
6 и настроить переливной клапан 2 на 50 бар.
34
Полностью открыть дроссель 6, переключить распределитель 7 на
p
p
мерную емкость 8 и настроить регулятор расхода 4 на расход
≈2
л/мин
(например, набирать в мерную емкость 0,5 л за 15 с). Записать значение р
(показание манометра 5) в таблицу 1.
Изменяя настройку дросселя 6, устанавливать последовательно
значения р2 согласно таблице 1.
Таблица 1.
Переменное давление на выходе (имитация переменной нагрузки)
p1, бар 50 50 50 50 50 50
p2 , бар … 20 30 40 45 50
Δ
бар
,
30 20 10 5 0
V (за 20 с), л
Q , л/мин 2
2
Не изменяя настройки регулятора расхода 4, последовательно
устанавливать с помощью переливного клапана 2 значения р1 согласно
таблице 2, поддерживая на выходе регулятора расхода давление 10 бар
дросселем 6.
Таблица 2.
Переменное давление на входе (имитация колебания давления в сети)
p1, бар 50 40 30 20 15 10
p2 , бар 10 10 10 10 10 10
Δ
бар
,
0 10 20 30 35 40
V (за 20 с), л
Q , л/мин 2
Построить характеристики Q(p2) и Q(p1) двухлинейного регулятора расхода
вида, представленного на рис. 15.
35
Рис. 15. Характеристики двухлинейного регулятора расхода (пример)
Вывод: регулятор расхода поддерживает расход постоянным (в
диапазоне его регулирования) независимо от изменения давления как перед
ним, так и за ним.
Часть 2
Схема, позволяющая обеспечить как зависимую от нагрузки, так и
постоянную, не зависимую от нагрузки скорость гидроцилиндра должна
содержать дроссель 1.4 и регулятор расхода 1.3. (рис. 16)
Дроссель 1.4 и регулятор расхода 1.3 необходимо установить
параллельно, а включение того или иного гидроаппарата в работу производить
путем переключения распределителя 1.2, установленного последовательно с
основным распределителем 1.1.
36
Рис. 16. Гидравлическая принципиальная схема с изменяемой скоростью
гидроцилиндра
Порядок выполнения работы
Собрать схему на стенде УКГГ. Настроить переливной клапан на 50
бар. Сравнить скоростные характеристики исполнительного механизма при
использовании в гидросхеме дросселя и регулятора расхода.
Изменение нагрузки моделировать настройкой подпорного клапана 1.7.
Измерение времени хода штока гидроцилиндра проводить после каждой
настройки клапана 1.7 как для регулятора расхода, так и для дросселя.
Оба гидроаппарата предварительно должны быть отрегулированы таким
образом, чтобы время прямого хода поршня без нагрузки, т.е. с полностью
открытым клапаном подпора 1.7, составляло примерно 5 с.
37
Результаты измерений давлений и времени выдвижения штока
заносятся в
p3, бар
Результаты измерений времени выдвижения штока цилиндра
показывают, что двухлинейный регулятор расхода поддерживает скорость
выдвижения штока постоянной практически во всем диапазоне нагрузок на
следующую таблицу.
Время
выдвижения
10
20
30
40
45
5 46 5,5 46
5 47 6,5 46
5 48 7,6 46
5 49 9,7 47
6 49 12 48
Дроссель
Регулятор расхода
p , бар
Время
выдвижения
p2, бар
исполнительном механизме. Только когда противодавление (давление p2)
становится слишком большим, перепад давления на регуляторе уменьшается
настолько, что протекание через него неизменного расхода оказывается
невозможным. Повышение давления перед регулятором расхода приводит к
большему открытию переливного клапана и сбросу части жидкости,
подаваемой насосом, на слив. После этого время прямого хода штока
гидроцилиндра увеличивается.
При использовании регулируемого дросселя время прямого хода
гидроцилиндра увеличивается с ростом противодавления p2. Поэтому для
привода подачи отрезной пилы следует выбрать дроссель.
После выключения гидроагрегата, перед разборкой схемы необходимо
уменьшить до минимума усилие поджатия регулировочной пружины
подпорного клапана 1.7 и переключить распределитель 1.1 в позицию слива
из штоковой полости гидроцилиндра - разгрузить цилиндр.
38
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]