Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Распространены как первый, так и второй способы, причем первый из этих способов применяется преимущественно в гидросистемах небольших мощностей (до 5 — 10 л. с.) и второй — при более высоких мощностях. 142 Дроссельное регулирование скорости гидродвигателей Дроссель является простейшим и наиболее распространенным регулятором скорости гидродвигателя. Основным преимуществом гидропривода с дроссельным регулированием является возможность плавного изменения скоростей, простота управления распределителем, а также то, что усилия, требуемые для управления, могут быть снижены при применении двух- и трехступенчатого усиления до 2 — 3 Г. Эти преимущества особенно ценны в системах автоматики, так как допускают применение маломощных сигналов.
Дроссельное регулирование применяется преимущественно в схемах с гидрогенератором постоянного давления р„= сопи(. Таким генератором Ргл Рл =оллгГ ЛРлам Рг Ргл Рис. Ю2. Схемы дроссельного регулирования скорости гидродви- гателя может служить любой нерегулируемый насос, снабженный переливным (ограничивающим давление) клапаном, или регулируемый насос с устройством, ограничивающим давление путем изменения расхода.
Этим же требованиям р„= сопи( частично удовлетворяет гидроаккумулятор, который питает систему в периоды выключения насосов. В зависимости от вида источника питания существующие системы дроссельного регулирования можно разделить на системы, источник питания (насос) которых имеет: переменный расход (О + сопз1) и постоянное давление (р„+ сопз1) жидкости, определяемое регулировкой переливного клапана а (рис. 102, пиб); постоянный расход (Я=сопз1) н переменное давление (р„=сопл(), определяемое нагрузкой гидродвигателя (см. рис.
102, г). Реже применяются комбинированные системы. Наиболее распространена первая система, которая имеет особые преимущества в тех случаях, когда для нескольких гидроприводов применяется один источник питания (насос). Схемы установки дросселя. Дроссель (регулятор) в системах с р„= = сопз1 устанавливается либо в линии питания гидродвигателя (на входе), как показано на рис. 102, а и 103, а, либо в сливной магистрали (на выходе), как показано на рис. 102, б и 103, б. Как в том, так и в другом случае 143 представляется возможным получать скорости гидродвигателя от нулевой до максимальной.
Излишек жидкости, подаваемой насосом, отводится в бак через переливной клапан. Оценивая эти способы установки дросселя, следует отметить, что схемы с дросселем в сливной магистрали (см. рис. 102, б) обеспечивают двустороннюю жесткость питаемого гидродвигателя. Поэтому эти системы могут применяться при колеблющихся и знакопеременных внешних нагрузках последнего, для которых схемы с регулятором, установленным на линии питания (см. рис. 102, а), менее пригодны, так как прн изменении знака нагрузки гидродвигателя скорость движения выходного его штока (или вала) может повышаться, поскольку этому дроссель здесь не противодействует. В равной мере система с дросселем на входе непригодна для работы в режиме больших ускорений выходного штока или вала. Из схемы, представленной на рис. !02, а, видно, что при резком снижении подачи жидкости в цилиндр путем дросселнрования на входе в него поршень перемещается под действием силы инерции движущейся массы, создавая при этом в рабочей полости разрежение, т.
е. происходит разрыв сплошности потока: Последнее имеет особо важное значение для схем с гидродвигателем вращательного движения (с гидромотором), который может работать в переходных режимах с высокой скоростью и ускорениями выходного вала, при этом силы инерции вращающихся чрстей гидродвигателя с присоединенной к нему массой внешней нагрузки могут достигать значительной величины. При установке же дросселя в сливной магистрали увеличению скорости выходного вала препятствует сопротивление этого дросселя, которое будет повышаться пропорционально квадрату скорости.
Однако при резких торможениях гндромотора в этой схеме в линии между ним и дросселем могут возникнуть высокие давления. Для предохранения системы и гидро- мотора от недопустимого повышения давления в этой линии устанавливают предохранительный клапан Ь (рис. 102, в). Кроме того, схемы с дроссельным регулятором в сливной магистрали более устойчивы против автоколебаний, чем схемы с регулятором в линии питания, и в особенности при малых скоростях движения гидродвигателя, что обусловлено в основном более интенсивным демпфированием (рассеиванием) энергии колебаний. Кроме того, установка дросселя на выходе предпочтительнее установки его на входе из-за вероятности возникновения в системе скачкообразного изменения нагрузки силового цилиндра, возможного, например, при выходе приводимого с помощью этого цилиндра инструмента из изделия.
В этом случае энергия сжатой рабочей жидкости и упруго-деформированных механических элементов освобождается, что может вызвать гидравлические удары, которые при дросселировании жидкости на сливе значительно сглаживаются. Условие равновесия поршня в схеме силового цилиндра с двусторонним штоком равных сечений при установке дросселя на входе (см. рис. 102, а) Р,Р= Р,„Р+Р+ т. Поскольку рр —— р„— Лр„, можем написать прак = Рн Рря р Р~Т (57) где рр < р„ — рабочее давление в цилиндре (см.
рис. 102, а), определяемое нагрузкой; р„ = сопз1 — подводимое давление (насоса), определяемое настройкой переливного клапана; 144 ЛР,„ — перепад давления на входном дросселе; Р„ — давление в сливной магистрали; Р— нагрузка, приложенная к штоку гидродвигателя (силового цилиндра); Т вЂ” сила трения в цилиндре; и (0~ — Ф) Р = — эффективная площадь цилиндра; 4 здесь 0 и б — диаметр поршня и штока. При установке дросселя на выходе (см. рис.
102, б) указанные зависимости примут вид РР=Р,Р+Р т. Поскольку Р, = Лр, + Р,„, можно написать в+ т йРвих Рн Раз р (58) 145 где р, — противодавление в нерабочей полости цилиндра; Лр,„„ — перепад на выходном дросселе. Из выражений (57) и (58) следует, что перепад давления на дросселях, а следовательно, и расход жидкости через них будет изменяться в обеих схемах с изменением нагрузки Р на штоке гидроцилиндра, причем эти перепады давления будут при всех прочих равных условиях равны между собой как в схеме с дросселем на выходе, так и на входе. В соответствии с этим зависимость скорости поршня от нагрузки в обеих этих схемах будет одинаковой.
Поскольку насосы подобных систем с р„ = сопз( потребляют независимо от нагрузки исполнительного двигателя максимальную мощность, соответствующую полной подаче насоса и максимальному давлению, определяемому настройкой (регулировкой) переливного клапана, обе рассмотренные системы дроссельного регулирования обладают относительно низким к. п. д. Применяемые в этих системах насосы постоянной подачи выбираются из расчета максимально возможного для данного применения потребления жидкости гидродвигателем, а следовательно, при малых скоростях гидро- двигателя избыток подачи насоса, сбрасываемый под давлением р„ через переливной клапан, составляет значительную часть подачи насоса. В худшем с этой точки зрения случае, когда скорость гидродвигателя близка к нулю, практически вся подаваемая на вход насоса постоянная мощность расходуется на нагревание жидкости при перетекании ее через переливной клапан, настроенный на максимальное давление.
Это ведет к перегреву жидкости, сопровождающемуся потерей ею некоторых свойств. Системы с переменным давлением. Реже применяются системы с переменным давлением (р + сопз(), в которых давление питания определяется нагрузкой гидродвигателя. На рис. 102, г (см. тэкже рис. 103, в) приведена схема подобной гидро- системы, в которой дроссель подключен параллельно гидродвигателю (силовому цилиндру).
Излишек жидкости в этой схеме отводится (сбрасывается) в бак не через переливной клапан, как это имело место в ранее рассмотренных системах (см. рис. 102, а и б), а через этот дроссель, установленный параллельно с гидродвигателем (на линии, соединяющей магистраль подво- димою давления с баком). Жидкость, подаваемая насосом в объеме 9„, делится в этой схеме на два параллельных потока, один из которых (Яч) поступает в силовой цилиндр (гидродвигатель), а другой Яэ ) переливается через дроссель в бак, причем эти потоки обратно пропорциональны сопротивлениям '(нагрузкам) ветвей: Юн Яч + (Ьр' Обозначив гидравлическое сопротивление дросселя через Рая я а ~ у где 9д и Лрд — расход и перепад давления в нем, и пренебрегая давлением в сливной магистрали, можем написать 0,гад — Р т 1' т Р Рдр Р Рдр Поскольку мощность, потребляемая насосом, зависит в этом случае от нагрузки исполнительного гидродвигателя (давление при снижении нагрузки уменьшаегся и при повышении увеличивается), последняя система располагает меньшим избытком мощности, что благоприятно сказывается на стабильности ее работы, а также улучшает энергетические условия работы системы и повышает ее к.
п. д. Недостатком последней системы является пониженная жесткость и необходимость индивидуального для каждого потребителя источника питания (насоса). Кроме того, точность регулирования скорости и ее стабильность г г р а/ Рис. 103. Схемы включения дросселея в гидросистему при этом способе регулирования ниже, чем в предыдущих схемах с р„= сопи(, однако и нагрев жидкости меньше. Последнее обусловлено тем, что давление в этой системе пропорционально нагрузке, и лишь при максимальном ее значении давление достигает значения, на которое отрегулирован переливной клапан насоса. Схемы гидросистем с дроссельным регулированием скорости гидродвигателя приведены на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
