2.5. Гидросистема постоянного рабочего давления фирмы suadstrand

На рис. 3 изображена в принципиальном виде схема гидросистемы фирмы Sundstrand, применяемая в агрегатах типа PW и PWX. Агрегаты этого типа работают на фрезерных станках фирмы Sundstrand, токарных станках фирмы Wickers, сверлильно-расточных станках фирмы Baush.

Р

11

егулируемый поршневой насос 1 подает жидкость в рабочий цилиндр диаметром D. Выход жидкости из не рабочей полости заперт клапаном 2, который находится под действием пружины 3. Клапан 2 может быть открыт только клапаном 4, который находится под действием рабочего давления .

Если пружину 3 отрегулировать на рабочее давление , соответствующее максимальному усилию R, то это означает, что клапан 2 при любом значении R откроется только при давлении в системе , соответствующем максимальному усилию R. Следовательно, перемещение поршня будет происходить при постоянном значении .

Рис. 3. Принципиальная схема гидравлической системы

с постоянным рабочим давлением фирмы Sundstrand

Составим уравнение сил, действующих на поршень:

, (12)

где d - диаметр штока;

Т - сила трения;

- противодавление.

И

12

з этого уравнения, очевидно, что при R = 0 противодавление в системе имеет максимальное значение, а при R = противодавление . Противодавлениесоздается

Мощность, потребляемая насосом, зависит от усилия R; поэтому такая гидросистема более экономична, чем системы, изображенные на рис. 5, а и 5, б.

Наиболее употребительной из трех указанных систем является система, изображенная на рис. 5, а, для которой определим относительное изменение скорости перемещения поршня с изменением полезного усилия от 0 до R, при постоянной температуре масла.

Пренебрегая для упрощения рассуждений утечками в золотнике и цилиндре, которые, как было показано ранее, незначительны, можно следующим образом выразить зависимость между скоростью перемещения поршня и количеством жидкостиQ, протекающим через дроссель в единицу времени:

. (14)

Количество жидкости, протекающей через дроссель 2, является функцией противодавления . Характер этой функции зависит от типа дросселя, от скорости протекания жидкости через дроссель, его проходного сечения и от вязкости жидкости. Крайними возможными случаями зависимости Q от являются

(15)

и

, (16)

где и- некоторые коэффициенты пропорциональности.

Первый случай соответствует наибольшей возможной зависимости Q от и имеет в виду дроссель, в котором путь протекания жидкости значителен по сравнению с его поперечным сечением. При ламинарном течении жидкости потеря давления в таком дросселе прямо пропорциональна скорости течения жидкости в нем.

В

17

торой случай соответствует наименьшей возможной зависимостиQ от и имеет в виду дроссель, в котором путь протекания жидкости незначителен по сравнению с его поперечным сечением. Протекание жидкости через такой дроссель

Рис. 5. Принципиальные схемы дроссельного

регулирования

Благодаря этому обстоятельству, при работе гидросистемы с дросселем имеет место излишний расход мощности, идущий на дросселирование жидкости через клапан.

По этой же причине на схемах, изображенных на рис. 5, а и 5, б при совершенной конструкции клапана 3 насос всегда работает под постоянным давлением, определяемым установкой указанного клапана, через который излишек жидкости, подаваемой насосом, сливается в резервуар. Поэтому утечки жидкости в насосе, в этом случае, совершенно не сказываются на скорости перемещения поршня. Мощность, потребляемая насосом при всех режимах работы, - постоянна.

В

16

случае схемы, изображенной на рис 5, в, давление насоса, так же, как и на схеме, рис. 1, определяется усилием R и площадью поршня, а утечки в насосе с увеличением усилия R влияют на скорость перемещения поршня. Клапан 3 нормально закрыт и работает только при перегрузке системы.

клапаном 2. Для предохранения системы от перегрузки предназначен предохранительный клапан 5.

Так как система при всех значениях R работает при постоянном рабочем давлении , утечки в гидросистеме при постоянной температуре жидкости тоже постоянны и скорость перемещения поршня при холостом ходе равна скорости перемещения под нагрузкой.

Рассмотренная гидросистема имеет тот же недостаток, что и предыдущая, т.е., наблюдающееся изменение скорости поршня при колебаниях температуры масла. Для устранения этого недостатка в новых станках фирмы Wickers типа СН-8 применяется автоматический электроподогреватель, обеспечивающий постоянную температуру масла.

Согласно данным по применению агрегатов фирмы Sundstrand на станках фирмы Wickers, описанная гидросистема обеспечивает стабильную и надежную работу при минимальной подаче насоса 1, равной 70 - 80 см³/мин при холостом и рабочем ходах станка.