2. Принцип действия и характеристики
Объемный гидропривод содержит источник энергии, которым служит жидкость под давлением. Гидропривод применяют для передачи давления при малой сжимаемости капельных жидкостей, работа которых основана на использовании закона Паскаля. Принципиальная схема простейшего гидропривода показана на рис. 8.1. Гидропривод состоит из двух цилиндров (малого 1 и большого 2), заполненных жидкостью и соединенных между собой трубопроводом. В малом цилиндре 1 находится поршень, который под действием силы F1 перемещается вниз, вытесняя жидкость в цилиндр 2. При этом поршень цилиндра 2 начинает двигаться вверх и преодолевает нагрузку (силу) Fi.
По закону Паскаля давления в цилиндрах 7 и 2 будут одинаковыми и равными: р = F1/S1 = F2/S2, где S1 и S2 - площади поршней цилиндров 1 и 2, если пренебречь потерями давления в системе.
Считая жидкость практически несжимаемой, можно записать:
h1S1 = h1S1, или v1S1 = v2S2, где v1 и v2 - скорости перемещения поршней.
Затраченная на перемещение поршня мощность цилиндра 1 выражается соотношением N = Fv1 = pS1v1. Величина S1v1 является расходом жидкости, тогда при отсутствии сил трения условие передачи энергии можно представить в виде N = pQ = F2v2, где F2v2 - мощность, развиваемая поршнем цилиндра 2; pQ - мощность потока жидкости.
Различают нагрузочные и топографические характеристики гидропривода. Для нескольких постоянных значений давления строят нагрузочные характеристики. Их наклон характеризует уменьшение частоты вращения выходного вала гидропривода с возрастанием давления из-за утечки и сжимаемости жидкости.
Рис. Схема простейшего гидропривода:
1, 2— цилиндры
3. Гидроцилиндры
В сельскохозяйственных машинах широко используют гидроцилиндры. Гидроцилиндр наиболее распространенного типа - с односторонним штоком - представляет собой гильзу 2 - трубу с тщательно обработанной внутренней поверхностью. Внутри гильзы перемещается поршень 5, имеющий резиновые манжетные уплотнения 4, которые предотвращают перетекание жидкости из полостей цилиндра, разделенных поршнем. Усилие от поршня передает шток 3, имеющий полированную поверхность. Для его направления служит грунд-букса 1.
Для подвода и отвода рабочей жидкости с двух сторон гильзы укреплены крышки с отверстиями. Уплотнение между штоком и крышкой состоит из двух манжет, одна из которых предотвращает утечки жидкости из цилиндра, а другая служит грязесъемником.
Скорость перемещения штока цилиндра зависит от направления подачи жидкости. Если жидкость от насоса подается в поршневую полость n, то скорость перемещения штока (м/с)
гае Q - подача, м3/с; Dц - внутренний диаметр гильзы цилиндра; ήo - объемный КПД.
Скорость поршня увеличится и при поступлении жидкости в штоковую полость цилиндра станет равной
где dш — диаметр штока.
От соотношения диаметров цилиндра и штока зависит отношение скоростей движения штока в указанных направлениях.
Рис. Гидроцилиндры специального назначения:
а - телескопический двойного действия; б - сдвоенный; в - многоскоростной
Для увеличения скорости обратного (часто нерабочего) хода используют эту особенность.
Выпускают также гидроцилиндры специального назначения: телескопический двойного действия, сдвоенные и многоскоростные.
Телескопические цилиндры одностороннего и двухстороннего действия, которые в собранном состоянии имеют небольшие размеры, применяют для увеличения хода штока.
Телескопические цилиндры, как и обычные, способны развивать усилия только в одном направлении - на выталкивание штока. Под действием силы тяжести поднятого груза или устройства совершается обратный ход - втягивание штока.