I изучить следующие темы:

2.1Объемные гидромашины

2.2Аппаратура и оборудование гидропривода

2.3Регулирование объемного гидропривода

2.4Вспомогательные устройства гидроприводов

II Выполнить 4 лабораторных работы: №1 «Энергетические испытания шестеренчатого насоса»; №2 «Определение расходной (статической) характеристики регулятора потока»; №3 «Испытание гидропривода поступательного движения с дроссельным регулированием»; №4 «Испытание гидропривода вращательного движения с объемным регулированием».

III Ответить на вопросы тренировочного теста №2

IV Ответить на вопросы контрольного теста №2

2.1 Объемные гидромашины

Изучаемые вопросы:

-Объёмные насосы как автономные источники гидравлической энергии в системах гидроприводов;

-Рабочий процесс в объемных насосах ; -Рабочие параметры; -Классификация объемных насосов ; -Назначение и типы гидродвигателей.

-Гидродвигатели поступательного движениягидроцилиндры; -Гидродвигатели вращательного действия – гидромоторы.

Насос, как источник механической энергии рабочей жидкости (часто именуемой гидравлической энергией) в системе объемного гидропривода в отличие от электропривода и пневмопривода рассматривается только в качестве автономного источника энергии, поэтому инженеру не

34

специализирующемся в области гидромашиностроении, достаточно знать в общих чертах назначения и устройство объемных насосов, их классификацию, принцип работы, характеристики и условия эксплуатации. Следует представлять себе отличительные особенности рабочего процесса в объемных насосах и отличительные особенности их характеристик ( подачи ,рабочего давления, КПД, всасывающие способности.)

При изучении объемных насосов рассматриваются их конструктивные схемы, расчетные формулы для определения подаваемого расхода жидкости. Нужно различать насосы с регулируемой и нерегулируемой подачей, с клапанным и бесклапанным распределением жидкости. Методика выбора объемного насоса рассматривается в курсовой работе « гидропривод поступательного движения с дроссельным регулированием скорости и цикловым управлением»

При изучении гидродвигателей внимание обращается на конструктивные схемы гидроцилиндров и гидромоторов , определение их технических параметров , исходя из схемы статического расчета (т.е. без учета сил инерции в динамике).

Конструкция гидромоторов в соответствии с принципом обратимости энергетических машин в основном повторяет конструкцию насосов роторного типа.

Вопросы для самопроверки:

-Дайте определение объёмного насоса. Приведите общую классификацию насосов.

-Укажите основные параметры объемных насосов и дайте их определение.

-В чём заключается принцип обратимости гидравлических машин (насосов и двигателей).

-Поясните принцип действия регулируемых гидромоторов.

-Приведите основную классификацию гидроцилиндров

35

2.2. Аппаратура и оборудование гидропривода

Изучаемые вопросы:

-Распределительная аппаратура; -Регулирующая аппаратура; -Аппаратура специального назначения; -Гидроусилители мощности;

-Гидроаккумуляторы, аппараты и приборы контроля давления; -Кондиционера и уплотнения;

Аппаратура, применяемая в системах гидроприводов для регулирования и управления как по выполняемым функциям, так и по конструкции . Принято различать аппаратуру распределительную ( крановые, клапанные и золотниковые распределители), регулирующую ( дроссели и регуляторы расхода, клапаны давления, порционеры и др.) аппаратуру специального назначения (синхронизаторы движения, мультипликаторы давления, пропорционального управления в следящих гидроприводах), гидроусилители мощности (соплозаслонка, струйная трубка, игольчатый дроссель, золотникового типа).

При изучении гидравлической аппаратуры управления основное внимание обращается на назначение устройства, общий вид аппарата, его пропускную способность в статическом режиме, регулирование давления, основные типоразмеры по справочнику [8]

Особое внимание следует обратить на изучение устройства элементов систем гидроавтоматики, расчету их параметров и характеристик , изложенных в [5].

К вспомогательным устройствам в системах гидропривода относят аккумуляторы разных типов для аккумулирования потенциальной энергии жидкости, специальные устройства для разгрузки насосов, аппараты и приборы для контроля давления, устройства для очистки рабочей жидкости – фильтры,

36

уплотнения в неподвижных узлах элементов гидропривода, а также уплотнения поршней, штоков , валов и осей.

Подробно о вспомогательных устройствах , а также о трубопроводах и трубопроводной арматуре смотри [8].

Вопросы для самопроверки:

- Приведите основную классификацию гидравлической аппаратуры управления объёмного гидропривода.

- Какие управляющие (распределительные) устройства применяются в системах гидроприводов?

-Приведите конструктивные схемы регулируемых гидро – дросселей и клапанов давления.

-Как устроен регулятор расхода (скорости)? В Каких условиях работы гидропривода он используется?

-В чём состоит различие в режимах работы переливного и предохранительного клапанов?

-Для чего служит мультипликатор давления?

-Поясните устройство и принцип действия дроссельного регулирования.

-В чём заключается расчёт клапанов давления и какие при этом применяются гидравлические и механические расчётные зависимости.

-Укажите назначение и приведите классификацию гидроаппаратуры следящих и программных гидроприводов.

-Укажите назначение гидроаппаратуры с пропорциональным управлением распределителей, дросселей и клапанов давления.

2.3 Регулирование объемного гидропривода

Изучаемые вопросы:

-Дроссельное регулирование гидроприводов поступательного движения; -Дроссельное регулирование гидроприводов вращательного движения;

37

-Объемное (машинное) регулирование гидроприводов вращательного движения;

-Сравнительная оценка дроссельного и объемного регулирования. Дроссельное регулирование гидроприводов, осуществляется аппаратами

регулирования расходов жидкости (дроссели, регуляторы расхода, аппаратура пропорционального управления). Установка дросселей в системе гидропривода осуществляется на так называемой напорной гидролинии, соединяющей насос с гидроцилиндром (регулирование на «входе»), на гидролинии между напорной и сливной (регулирование параллельное гидроцилиндра).

Дроссельное регулирование гидроприводов вращательного движения аналогично регулированию гидроприводов поступательного движения. Отличается только расчетом рабочих параметров (вместо скорости поступательного движения, частота вращения, вместо развиваемого усилия крутящий момент).

Объемное (машинное) регулирование применяется в гидроприводах, состоящих из регулируемых гидромашин (насоса, гидродвигателя или того и другого). Наиболее характерно объемное регулирование гидропривода вращательного движения. На примере объемной гидротрансмиссии, состоящей из регулируемых насоса и гидромотора, рассчитывается параметры и строится идеальная рабочая характеристика регулируемых параметров (частота вращения, крутящего момента и мощности). Идеальная характеристика корректируется поправками на КПД. С точки зрения КПД объемное регулирование выгоднее дроссельного, но стоит намного дороже. Более подробно смотри [8].

Вопросы для самопроверки:

- Поясните сущность дроссельного регулирования гидроприводов, приведите типовые схемы.

38

-Приведите общую методику расчёта гидропривода поступательного действия с дроссельным регулированием при стационарном режиме.

-Чем отличается работа гидропривода при установке дросселя на входе и на выходе гидродвигателя?

-Как изменяется скорость движения поршня гидроцилиндра при изменении нагрузки при дроссельном регулировании?

-Как осуществляется стабилизация скорости гидроприводов с дроссельным регулированием при переменной нагрузке?

-Приведите расчётную схему гидропривода вращательного движения с дроссельным регулированием.

-Поясните сущность объёмного (машинного) регулирования, его преимущество и недостатки по сравнению с дроссельным регулированием.

-Как строится теоретическая характеристика объёмной гидропередачи и какие поправки к ней вводятся?

2.4 Вспомогательные устройства гидроприводов.

Изучаемые вопросы:

-Гидроаккумуляторы; -Аппараты и приборы контроля давления ; -Кондиционеры; -Уплотнения;

К вспомогательным устройствам в системах гидропривода относят аккумуляторы разных типов для аккумулирования потенциальной энергии жидкости, специальные устройства для разгрузки насосов, аппараты и приборы для контроля давления, устройства для очистки рабочей жидкости – фильтры, уплотнения в неподвижных узлах элементов гидропривода, а также уплотнения поршней, штоков , валов и осей.

39

Подробно о вспомогательных устройствах , а также о трубопроводах и трубопроводной арматуре смотри [8].

Вопросы для самопроверки:

-Назначение аккумулятора в системах гидроприводов.

-От чего необходимо разгружать насосы в объёмных гидроприводах?

-В чём состоит отличие фильтра приёмного от фильтра напорного?

-Для чего применяется реле давления?

-Каким требованиям должны удовлетворять уплотнительные устройства

Раздел 3. Основы проектирования и расчета гидроприводов.

В процессе освоения раздела предстоит: I изучить следующие темы:

3.1Этапы проектирования и расчета объемного гидроприводов

3.2Статический и динамический расчет следящих гидроприводов станков и станочных комплексов

3.3Гидродинамические передачи

II выполнить две практические работы:№1 «Расчет гидропривода поступательного движения с дроссельным регулированием»; №2 «Расчет гидропривода вращательного движения с объемным регулированием». III Выполнить первое задание контрольной работы.

IV Ответить на вопросы тренировочного теста №3

V Ответить на вопросы контрольного теста №3

3.1. Этапы проектирования и расчета объемного гидропривода.

На основе анализа технического задания осуществляется разработка и проектирование гидропривода, основными этапами которого являются следующие:

40

-Разработка вариантов или выбор типовой принципиальной схемы гидропривода и ее анализ.

-Гидравлический расчет системы и определение ее основных параметров в статическом (установившемся) режиме работы.

-Предварительный выбор гидроаппаратуры и рассмотрение вариантов ее компоновки на машине.

-Рабочее проектирование гидропривода и его элементов. -Динамический расчет параметров гидропривода в переходных режимах. -Тепловой расчет гидравлической системы.

-Корректировка проекта гидропривода на основе уточненных данных динамического и теплового расчетов.

Основываясь на указанной выше рекомендации по выбору рабочего давления, в системе устанавливается определенный тип насоса или насосной станции. Учитывая предварительно потери давления в системе в размере (1020)% от рабочего давления, определяется наибольшее давление в гидродвигателях. Исходя из заданных максимальных значений тягового усилия или момента, рассчитывается рабочая площадь поршня гидроцилиндра или рабочий объем гидромотора. Учет сил трения предварительно производится по ориентировочным значениям в (2-10)% от величины тягового усилия (момента).

Требуемые расходы рабочей жидкости на каждом из переходов цикла определяются на основании заданных скоростей движения рабочих органов и рассчитанных размеров рабочих объемов гидродвигателей с некоторым запасом на утечки и нормальную работу предохранительных и переливных клапанов. По величине максимального расхода устанавливается подача питающего насоса.

При подборе гидроаппаратуры и других узлов гидропривода в соответствии с выбранной принципиальной схемой принимают во внимание их

41

функциональное назначение, пропускную способность и величину условного прохода.

При оценке энергетических качеств гидропривода определяется расчетная величина КПД на основе полезной мощности гидродвигателей и мощности, потребляемой насосом. При вычислении потерь мощности определяются все гидравлические, объемные и механические (в насосах и гидродвигателях) потери в системе.

Вопросы для самопроверки:

-Назовите основные этапы проектирования гидроприводов.

-Что представляет из себя принципиальная схема гидропритвода? Какие основные элементы схем.

-Перечислите расчетные конструктивные параметры гидроприводов.

-В чем состоит статический расчет следящего гидропривода с дросселирующим золотником?

-В каких координатах строится статическая характеристика следящего гидропривода?

3.2Статический и динамически расчет следящих гидроприводов станков и

станочных комплексов.

Изучаемые вопросы:

-Техническое задание на разработку проекта гидропривода станочного оборудования;

-Статический расчет следящего гидропривода; -Проектный динамический расчет

В техническом задании на разработку проекта гидропривода станочного оборудования указываются: тип и марка оборудования, максимальная полезная нагрузка, задающая подача, точность обработки, циклограмма рабочего органа.

42

Для следящего гидропривода указывается система автоматического управления.

Статический расчет следящего гидропривода дополняет расчет гидропривода с цикловым управлением . В статический расчет входит определения конструктивных параметров гидропривода ( размеры силового гидроцилиндра, диаметр трубопроводов, марка рабочей жидкости, номинальное давление и т.п.). При расчете следящего гидропривода с копировальным управлением разрабатывается узлы исполнительного силового механизма копировального устройства ( гидродвигатель со следящей кареткой или фрезерной головкой); управляющее автоматическое устройство (следящий золотник с устройством передачи информации от программоносителя); механизмы крепления камеры и обратной связи, позволяющие выполнить все требуемый настройки и работу системы с заданной точностью. При расчете гидропривода в станках с числовым программным управлением отпадает необходимость разработки копировального устройства.

Статические расчеты следящего гидропривода с гидроусилителем производится совместным решением уравнений статического равновесия исполнительного органа и уравнений неразрывности потоков рабочей жидкости через управляющий элемент (чаще всего дросселирующий золотниковый распределитель). Точность и жесткость следящего гидропривода в установившихся режимах, т.е. при постоянных скоростях и нагрузках определяются их статическими характеристиками, выражающими функциональную зависимость между погрешностью воспроизведения (рассогласованием), скорость перемещения (следящая подача) рабочего органа

идействующей на него статической нагрузкой.

Встатическом расчете определяются также коэффициенты усиления по скорости, по расходу, скольжения. Параллельно со статическим расчетом

43

производится эскизная проверка узлов проектируемой конструкции и ее компоновка на технологическом оборудовании (станка).

Точность и жесткость гидравлических следящих приводов , определяемые их статическими характеристиками могут быть достигнуты лишь при условии обеспечения устойчивости рабочих органов станка, которые должны также обладать требуемым динамическим качеством. Следовательно, динамический расчет ставит задачи определения параметров, удовлетворяющих заданным показателям динамического качества проектируемого гидропривода. При выполнении динамического расчета в первом приближении рассматривается линеаризованная модель следящего гидропривода, определяются критерий её устойчивости в переходном процессе, вид переходной функции, показатели динамического качества регулирования (перерегулирование, быстродействие, плавность движения, колебательность).

В качестве примера на практических занятиях рассматривается методика динамического расчета следящего гидропривода с четырехкромочным золотником, управляемым автономном задатчиком [8]

Вопросы для самопроверки:

-Назовите основные этапы проектирования гидроприводов.

-Что представляет из себя принципиальная схема гидропритвода? Какие основные элементы схем.

-Перечислите расчетные конструктивные параметры гидроприводов.

-В чем состоит статический расчет следящего гидропривода с дросселирующим золотником?

-В каких координатах строится статическая характеристика следящего гидропривода?

-Цель динамического расчета гидроприводов.

-Какие гидравлические уравнения рассматриваются при расчете контура «четырехщелевой золотникгидроцилиндр»?

44