5.2.2 Ступеневе регулювання швидкості

Ступеневе регулювання швидкості виконавчого органу забезпечується встановленням у гідроприводі двох гідронасосів постійної продуктивності.

Часто гідропривід повинен здійснювати швидке підведення, наприклад інструменту, та зі значно меншою швидкістю - виконання власне технологічної операції (наприклад різання). У таких випадках у гідроприводі встановлюють два гідронасоси (рисунок 5.2 ) різної продуктивності 1 – низької і 2 – високої продуктивності. Під час здійснення прямого ходу одночасно працюють два насоси, що забезпечує швидке підведення різця до заготовки. Під час врізання різця і початку процесу різання миттєво зростає навантаження на шток циліндра, і відповідно, тиск на виході гідронасоса 1, клапан 3 відкривається і робоча рідина, яка подається гідронасосом 2 більшої продуктивності, потрапляє до гідробаку. Швидкість переміщення поршня зменшується до величини робочої подачі.

Рисунок 5.2 - Ступеневе регулювання Рисунок 5.3 - Ступеневе регулювання

швидкості виконавчого органу з швидкості виконавчого органу з

допомогою двох гідронасосів постійної допомогою двох гідронасосів постійної

продуктивності та клапану тиску продуктивності та розподільника

На рисунку 5.3 наведена принципова схема гідроприводу з двома гідронасосами різної продуктивності (1 і 2), гідроциліндр 8 керується розподільником 7, клапан 3 запобігає недопустимому перевищенню тиску у гідросистемі. За даною схемою швидкість переміщення поршня може мати три швидкості, які визначаються продуктивністю насоса – 1, або – 2, або обох гідронасосів разом. Керує швидкістю переміщення поршня циліндра, і відповідно, витратами робочої рідини розподільник 4.

5.2.3 Дросельне регулювання швидкості

Дросельне регулювання швидкості руху виконавчих органів автоматизованого обладнання полягає у використанні дроселів для регулювання витрат робочої рідини. До того ж використовується гідронасос постійної продуктивності, який гарантовано перевищує максимальні витрати робочої рідини за максимальної швидкості переміщення поршня циліндра. Надлишок рідини постійно через запобіжний клапан, який у даному випадку виконує функцію переливного клапана, потрапляє до гідробаку.

Використовують дросельне регулювання швидкості переміщення поршня циліндра на вході, на виході та паралельне дросельне регулювання.

Рисунок 5.4 – Принципові схеми гідроприводу з дросельним регулюванням швидкості вихідної ланки гідродвигуна на вході (а), виході (б) та паралельне дросельне регулювання (в).

При дросельному регулюванні швидкості виконавчого органу на вході (рисунок 5.4, а) дросель 1 встановлюють у напірній гідролінії між гіднонасосом та гідроциліндром, підпірний клапан 2 призначений для забезпечення стабільності швидкості за незначної її величени.

Дросель 1 (рисунок 5.4, б) встановлюється у зливній магістралі за регулювання швидкості на виході.

У разі паралельного дросельного регулювання дросель 1 (рисунок 5.4, в) встановлюється між гідронасосом та зливною гідролінією. При незначній швидкості її стабільність забезпечують підпірним клапаном 2.

Дросельне регулювання швидкості найбільш розповсюджене регулювання завдяки простоті, надійності та низькій вартості, але має суттєвий недолік – залежність витрат робочої рідини через дросель від різниці тисків на ньому.

Швидкість переміщення поршня визначається відповідно

Вхідний тиск р₁ рівний тиску на виході гідронасоса р_н, а вихідний – визначається , як тиск у гідроциліндрі р_ц

Тоді

Розгляд одержаного рівняння вказує, що нестабільність швидкості переміщення поршня циліндра визначається коливаннями корисного зусилля F_к (навантаження).

Дросельне регулювання швидкості, незважаючи на незначний коефіцієнт корисної дії (не перевищує 0.7), одержало широке застосування у верстатному гідроприводі потужності до 10 кВт.

Для підвищення стабільності швидкості за дросельного регулювання використовують регулятори витрат.

На рисунку 5.5 наведені залежності відносної швидкості транспортування від відносного навантаження р_в =р/р_mах, де v і р поточне значення швидкості та тиску, v_mах і р_mах- максимальне значення швидкості та тиску.

Рисунок 5.5 – Залежність відносної швидкості (v_в) від відносного

навантаження (р_в) за об 'ємного регулювання (1), дросельного

послідовного (2) та паралельного (3) встановлення дроселя

Найбільшу стабільність забезпечує об'ємне регулювання, за якого досягається найвищий ККД приводу. Значно нижча стабільність швидкості за послідовного (2) та паралельного (3) підключення дроселя.

У потужних гідроприводах тривалими робочими ходами обґрунтовано використовувати об'ємний гідропривід, який більш економічний за значних витрат робочої рідини.

Дросельне регулювання швидкості економічно вигідне за незначної потужності гідроприводу з короткочасними робочими ходами.