Способ управления циклом по давлению

В гидроприводах, в которых гидродвигатели работают непродолжительно, необходимо устраивать системы разгрузки насоса от давления. Благодаря этому уменьшаются эксплуатационные расходы, увеличивается КПД системы и повышается долговечность насоса.

Разгрузка через распределитель осуществляется путем соединения напорной линии насоса непосредственно через распределитель с баком. На рис.9.1, а показан момент разгрузки насоса при помощи трехпозиционного реверсивного распределителя с электромагнитным управлением. Разгрузка осуществляется при среднем положении плунжера за счет каналов, сделанных в плунжере золотника.

Разгрузка насоса с удержанием в гидромагистрали установившегося давления необходима для гидросистем машин с прижимом или зажимом деталей при их обработке (в станкостроении) или в гидросистемах, где продолжительное время должно поддерживаться высокое давление при отсутствии расхода. В таких случаях применяют гидроаккумуляторы. Данная система разгрузки насоса была уже рассмотрена в п.7.4 на рис.7.22. Рассмотрим еще один вариант разгрузки. На рис.9.1, б представлена гидросхема, где разгрузка насоса с удержанием давления в гидромагистрали осуществляется следующим образом. После прижима штоком поршня груза 1 к упору начинается зарядка гидроаккумулятора 2. В это же время жидкость под высоким давлением по линии управления 3 подводится к напорному клапану.

Когда давление достигнет значения, на которое настроен клапан 4, он откроется и соединит напорную линию с гидробаком. Насос разгрузится от высокого давления, при этом обратный клапан 5 блокирует магистраль от слива, а нужное давление поддерживается гидроаккумулятором 2. Гидроаккумулятор при этом компенсирует утечки рабочей жидкости в гидроаппаратуре и перетечки в гидродвигателе.

Разгрузка насоса в положении «стоп» исполнительного механизма применяют в станках, работающих по циклам: рабочий ход – «стоп» – реверс – холостой ход. В этом случае к гидроцилиндру и гидромагистрали необходимо подключить обратные клапаны (рис.9.1, в, г). При достижении поршнем крайнего правого положения (рис.9.1, в) насос разгружается по линии 1-2-3-4-5-6-7, а при достижении крайнего левого положения (рис.9.1, г) – по линии 1-2-6-8-9-3-7.

Очень часто во многих рабочих процессах необходимо изменять скорости движения выходных звеньев гидродвигателей. Изменение скорости может осуществляться разными способами. Одним из них является дроссельное управление.

Дроссельный способ регулирования скорости гидропривода с нерегулируемым насосом основан на том, что часть жидкости, подаваемой насосом, отводится в сливную гидролинию и не совершает полезной работы. Простейшим регулятором скорости является регулируемый дроссель, который устанавливается в системе либо последовательно с гидродвигателем, либо в гидролинии управления параллельно гидродвигателю.

При параллельном включении дросселя (рис.9.2, а) рабочая жидкость, подаваемая насосом, разделяется на два потока. один поток проходит через гидродвигатель, другой – через регулируемый дроссель.

Скорость поршня для этой схемы определится выражением

В такой системе при постоянной внешней нагрузке FН = const, скорость движения будет изменяться от υ min до υmax при изменении Sдр от Sдр max до Sдр = 0. Поскольку в рассматриваемом гидроприводе давление на выходе насоса зависит от нагрузки PH = FH /S и не является постоянной величиной, такую систему называют системой с переменным давлением. Клапан, установленный в системе, является предохранительным. Эта система позволяет регулировать скорость только в том случае, если направление действия нагрузки противоположно направлению движения выходного звена гидропривода (отрицательная нагрузка).

Последовательное включение дросселя осуществляется на входе в гидродвигатель, на выходе гидродвигателя, на входе и выходе гидродвигателя. При этом во всех трех случаях система регулирования скорости строится на принципе поддержания постоянного значения давления PH на выходе нерегулируемого насоса за счет слива части рабочей жидкости через переливной клапан. Поэтому система дроссельного регулирования с последовательным включением дросселей получила название система с постоянным давлением.

Гидропривод с дросселем на входе (рис.9.2, б) допускает регулирование скорости только при отрицательной нагрузке. При положительной нагрузке, направленной по движению поршня, может произойти разрыв сплошности потока рабочей жидкости, особенно при зарытом дросселе, когда поршень продолжает движение под действием сил инерции.

Скорость движения поршня в таком гидроприводе определяется выражением

Гидропривод с дросселем на выходе (рис.9.2, в) допускает регулирование скорости гидродвигателя при знакопеременной нагрузке, так как при любом направлении действия силы FН изменению скорости препятствует сопротивление дросселя, через который рабочая жидкость поступает из полости гидродвигателя на слив. Для такой схемы включения дросселя скорость движения выходного звена определится

При установке дросселя на выходе в случаях больших положительных нагрузок давление перед дросселем может превысить допустимый уровень. Поэтому для предохранения системы параллельно дросселю включают предохранительный клапан.

Недостатком дроссельного регулирования является то, что при регулировании часть энергии тратится на преодоление сопротивления в дросселе и предохранительном клапане, вследствие чего повышается температура жидкости, а это отрицательно сказывается на работе гидросистемы. При дроссельном регулировании снижается КПД гидропривода, и отсутствует постоянство скорости движения выходного звена гидродвигателя при переменной нагрузке.

Для изменения скорости рабочих органов применяют системы, у которых вся жидкость от насосов поступает к гидродвигателю, а регулирование его скорости достигается изменением рабочего объема насоса или гидродвигателя.

Ступенчатой регулирование, являясь разновидностью объемного, обычно осуществляется или путем подключения в систему различных по производительности насосов (различных по расходу гидродвигателей).

Изменение скорости перемещения поршня гидроцилиндра (рис.9.3) осуществляется в результате соединения одного или нескольких насосов 1 с линией слива (при помощи кранов 2). Обратные клапаны 3 в системе отключают разгруженный насос от линии высокого давления.

Подключение в гидросистему трех насосов разной производительности Q1, Q2 и Q3 позволяет получать до семи значений скоростей движения выходного звена гидродвигателя.

Плавное изменение скорости движения выходного звена гидропривода реализуется за счет изменения рабочего объема либо насоса, либо двигателя, либо за счет изменения рабочего объема обеих машин.

Регулирование путем изменения рабочего объема насоса может быть использовано в гидроприводах поступательного, поворотного или вращательного движений.

На рис.9.4, а приведена принципиальная схема гидропривода поступательного движения с замкнутой циркуляцией, в котором регулирование скорости движения штока гидроцилиндра 1 осуществляется за счет изменения подачи насоса 4. Выражение для скорости движения штока при FH /S 10 кВт), где выигрыш в энергетике компенсирует увеличение стоимости, целесообразно использовать систему объемного управления. В приводах же небольшой мощности рационально использовать системы дроссельного регулирования, обеспечив при этом стабильность скорости при изменении нагрузки.

Источник

Исходные данные

тип цикла: «ХХ-РХ1-РХ2-БО»;

тип гидродвигателя: силовой цилиндр одноштоковый;

схема циркуляции: открытая (разомкнутая);

способ управления циклом: по давлению;

тип команды управления циклом: гидравлическое;

регулирование скорости движения ГД: включением дросселя на выходе из ГЦ и отключением параллельно соединенных насосов.

рабочее давление в системе: pэф = 12,5 МПа;

статические нагрузки на выходе: R1 = 13 кН; R2 =23 кН;

скорости движения поршня: uХХ = 16 см/с; uРХ1 = 7 см/с; uРХ2 = 4 см/с;

длины хода поршня: lХХ = 16 см; lРХ1 = 26 см; lРХ2 = 36 см;

длина линий трубопроводов: Lн = 2,1 м; Lс = 2,2 м.

Составление принципиальной гидросхемы и описание ее работы в автоматическом режиме

По заданным условиям составлена принципиальная гидросхема, реализующая необходимый рабочий цикл в автоматическом режиме. Фазы цикла и соответствующие им позиции распределителей указаны в таблограмме:

Холостой ход (ХХ)

Рабочий ход №1 (РХ1)

Рабочий ход №2 (РХ2)

Быстрый отвод (БО)

Описание работы гидросхемы:

Жидкость подается в поршневую полость от насоса 1 и 2 по трассе (Б)А-Г-Е-Д, а сливается обратно – по трассе Ж-И-К-Л. Осуществляется холостой ход.

В момент времени, когда шток поршня доходит до места внешнего воздействия R1, срабатывает клапан давления 6, настроенный на это воздействие, и перестаёт пропускать рабочую жидкость от насоса 2, и скорость ГД уменьшается. Так начинается рабочий ход 1. Обратный клапан 7 служит для того, что бы насос 2 не заливало рабочей жидкостью, когда в системе большое давление.

В момент времени, когда шток поршня доходит до места внешнего воздействия R2, срабатывает клапан давления 11, настроенный на данное давление в системе, переключает гидрораспределитель 12 в положение «б». Теперь, при сливе рабочей жидкости, ей придется преодолеть дроссель 13, и скорость ГД еще больше снижается. На данном этапе слив рабочей жидкости осуществляется по линии Ж-З-И-К-Л Так начинается рабочий ход 2.

Когда шток поршня достигнет крайнего правого положения, рабочее давление в линии нагнетания резко возрастаёт. В данный момент срабатывает клапан давления 10, настройка которого осуществлена таким образом, что бы давление в системе было больше чем настройка клапанов давления 11 и 6, но меньше, чем настройка предохранительного клапана 3 и 5. Рабочая жидкость при этом переключает главный распределитель 8 в положение «б». Происходит реверс. Начинает осуществляться быстрый отвод.

Во время быстрого отвода давление в линии Г-Д падает, и клапан давления 11 снова перестает пропускать жидкость. Клапан 6 наоборот начинает пропускать рабочую жидкость, нагнетаемую насосом 2. Нагнетание в штоковую полость осуществляется по линии (Б)А-К-И-Ж. Слив осуществляется по линии Д-Е-Г-Л.

Когда поршень достигает крайнего левого положения, давление в штоковой полости резко возрастёт и, как в случае предыдущего реверса, срабатывает клапан давления 9, тем самым переключая главный распределитель 8 в положение «а». Осуществляется реверс. Цикл повторяется.

Остановка поршня в любом положении: необходимо установить гидрораспределитель 4 в положение «а». Вследствие этого насосы напрямую соединяться с баком и давление в системе будет отсутствовать.

Для остановки поршня в исходном положении необходимо установить гидрораспределитель 16 в положение «б». При этом, в не зависимости от положения гидроцилиндра, рабочее давление по линии А-М-Н переключит главный гидрораспределитель 8 в положение «б», а нагнетание будет осуществляться в штоковую полость по линии А-М-З-Ж. При достижении поршнем крайнего левого положения сработает предохранительный клапан 3, не давая насосу 1 испортиться от перегрузок.

Источник

20.11.2011 | Опубликовано в: Промышленность

Группа объемных гидроприводов различных технологических машин и оборудования имеют при работе только два фиксированных положения. Такие приводы называются двухпозиционным и в качестве двигателя в них используют простые по конструкции гидродвигатели с возвратно – поступательным или возвратно – вращательным движением. Управление движением выходного звена привода с одной позиции на другую осуществляется с помощью распределителей. Названные выше приводы называются дискретными. Для автоматического управления работой дискретных гидроприводов применяются аппараты, контролирующие действия исполнительных устройств и подают командные сигналы, которые устанавливают последовательность этих действий. В зависимости от условий работы гидродвигателей дискретного действия и особенностей выполняемых с их участием технологических операций в автоматических системах используются различные методы контроля выполнения команд. Факт завершения данной технологической операции и выполнение соответствующей команды может быть установлен в одном случае по положению рабочего органа, которое он занимает по окончании операции, во втором случае – за достижением необходимого усилия, момента, давления, в третьем – за прохождением времени отведенного для операции. В зависимости от этого различают виды автоматического управления: – С дорожным контролем; – С контролем за давлением (усилием); – С часовым контролем. Используют также системы смешанного управления, объединяющие вышеперечисленные виды управления. Рассмотрим пример гидроприводов с различными видами управления. На рис.1.5 представлена схема автоматического управления гидро цилиндром с дорожным контролем. Распределитель Р3 с механическим управлением, которое осуществляется с помощью скобы 1 жестко связанной со штоком 2 гидроцилиндра Ц. Таким образом в конечных положениях поршня гидроцилиндра распределитель Р3 переключается в левую или правую позицию, что в свою очередь приводит к переключению распределителя Р1 и изменении направления движения поршня. С помощью распределителя Р2 возможно остановить поршень в левом или правом крайнем положении, а также обеспечить непрерывный возвратно – поступательное движение поршня.

Рис. 1.5.

Рассмотрим схему смешанного управления по дорожным контролем и контролем по давлению (усилию), которая изображена на рис.1.6.

Рис 1.6.

При переключении распределителя Р3 в правую позицию распределитель Р1 переключается также в правую позицию и поршень цилиндра Ц движется вправо. В конце хода поршня давление в левой полости цилиндра растет и как только он превысит давление на который настроена пружина 1 клапана КТ последний переключается и посылает сигнал на переключение распределителя Р1 в левую позицию. Поршень начинает двигаться влево, а в конце хода нажимает на распределитель Р2 и переключает его в верхнюю позицию кулачком 2. Если распределитель Р3 остался включенным, то цикл будет бесконечно продолжаться. Таким образом движение поршня вправо контролируется по давлению (усилию), клапаном КТ, а при обратном движении осуществляется путевой контроль распределителем Р2. Схема с контролем по давлению используется также при сменной продолжения хода поршня. При управлении с временным контролем применяются устройства для выдержки времени (рис.1.7), которые также называют реле времени РЧ.

Рис 1.7.

Принцип действия такого устройства основан на использовании для отсчета времени процесса опорожнения нижней торцевой камеры распределителя Р5 через дроссель Др. Время переключения распределителя Р5 определяется настройкой дросселя Др, так как реле времени установлено гидро линии, соединяющей конечный переключатель Р2 с распределителем Р3, то переключение последнего осуществляется с опозданием. Таким образом в правом положении будет осуществляться контроль с выдержкой времени, а в левом – путевой. Обратные клапан К3 обеспечивает свободное движение жидкости от распределителя Р3 до распределителя Р2. Распределитель Р4 позволяет выполнять запуск и остановку привода.

Гидравлическое и пневматическое оборудование

Источник

Пример 1.Схема с гидроцилиндром[2, c. 17-21]

1. Исходные данные:

а) для компоновки гидросхемы

– тип цикла- (1) – «БП- РХ – БО»;

-тип гидродвигателя – (А-а) -одноштоковый гидроцилиндр;

– схема циркуляции – (А) – открытая (разомкнутая);

– способ управления циклом – (А-а) -«по пути», внешними включателями

– тип команды управления – (А) – гидравлическая;

– регулирование скорости ГЦ – (А-а) – дроссельное, посредством дросселя, устанавливаемого на входе в ГД;

б) для расчета рабочих параметров и выбора гидроаппаратуры

– нагрузка на рабочий орган (шток) – R = 25 кН;

– эффективное давление нагнетания (в гидросистеме) – рэф = 3 МПа;

– скорости движения по фазам цикла: иБП = 3,5 см/с; иРХ = 1,4 см/с;

– длины: рабочего ходаlPX= 200 мм, быстрого подвода lБП = 400 мм;

– длины трубопроводов: нагнетания LН = 4 м, слива LСЛ = 6 м;

в) дополнительные условия

– тип гидрораспределителя (ГР) – золотниковый, реверсивный,3/4;

– установка фильтра – перед гидрораспределителем;

– рабочая жидкость (РЖ) – минеральное масло марки ИС-20 (плотность ρ= 880 кг/м3, вязкость ν= 0,2 см2/с);

– допустимые скорости течения РЖ в линиях: υН = 3,5 м/с, υСЛ = 2,0 м/с;

– остановку работы гидросистемы производить посредством основного гидрораспределителя – переключением в нейтральную позицию «о»;

– общий КПД гидропередачи принять ηгп = 0,8.

2. Составление принципиальной гидросхемы и описание ее работы.

1). По условиям задания составляется принципиальная гидросхема, реализующая рабочий цикл в автоматическом режиме (рис. 13).

Позиции аппаратуры управления, соответствующие фазам цикла, представлены в таблограмме:

Таблограмма

Фазы цикла	Гидроаппараты и их позиции
Исходное положение	а	а	b	a
Быстрый подвод (БП)	a	a	b	a
Рабочий ход (РХ)	a	b	b	b
Реверс	b	b	a	b
Быстрый отвод (БО)	b	b	a	b

2) Описание работы гидросхемы в автоматическом режиме.

На начальной стадии цикла «БП» жидкость подаётся в поршневую по-лость ГЦ8 по трассе 1 – 4 – 9 – 8 с максимальным необходимым расходом Qmax,слив РЖ происходит по трассе 8 – 4 – 13.

Автоматическое переключение на «РХ» осуществляется гидрораспределителем 9, который отжимается подвижной линейкой на штоке ГЦ и в поз. «b» перекрывает поток жидкости по обводной линии. РЖ поступает в поршневую полость через дроссель 7 по трассе 1 – 4 – 6 – 7 – 8.

При нажатии штоком в крайнем правом положении распределителя11, тот переводится в поз. «а», после чего основной распределитель 4 переключаетсяся в поз. «b» и реализуется быстрый отвод поршня: жидкость подается по трассе 1 – 4 – 8, слив происходит по трассе 8 – 10 – 4 – 13.В крайнем левом, исходном, положении поршня перевод основного ГР 4 в поз. «b» осуществляется аппаратом 12.

Остановка поршня в любой момент времени (оператором) производится путем разгрузки гидросистемы от давления через кран управления 3, подключенный к нагнетательной линии; перевод крана в поз. «b» соединяет нагнетательную линию с гидробаком и переключает насос на слив.

Для остановки поршня в исходном положении служит кран 5, который в поз. «b» блокирует поток жидкости по линии управления к распределителю 4 . Тогда, несмотря на то, что распределитель 12 открыт, основной ГР 4 не переключается в поз. «а», и поршень удерживается в крайнем левом положении.Давление возрастает, пока не срабатывает переливной предохранительный клапан 2, после чего жидкость сливается из насоса 1 в бак 13.

3. Расчет рабочих параметров и выбор гидроаппаратов

3.1. Выбор гидродвигателя (ГЦ)

1) Определение необходимого диаметра поршня ГЦ

D = = = 0,1086 м = 108,6 мм.

Принимаем стандартное значение [1, c.7]D = 110 мм.

2) Определение диаметра штока

d = 0,5D = 55 мм;

принимаем стандартное значение [1, c.54]d = 56 мм.

Определяя длину хода штока s = 600 мм, выбираем гидроцилиндр марки ЦГ-1216 [1, c.60, табл.3.4] с параметрами D=110мм, d=56 мм, ход s = 640 мм, рабочее давление до 16 МПа.

3.2. Выбор насоса

1) Максимально необходимый расход РЖ (для обеспечения БП)

Qmax= uБП ∙S1 = uБП∙ = 0,035∙3,14∙0,112/4 = 0,000332 м3/с = 19,95 л/мин.

2) Минимально необходимое давление при рабочем ходе

рmin= 4R/πD2ηм = 2,92 МПа, где ηм = 0,9- механический КПД ГЦ.

По расходу и давлению выбирается насос [1,c.33, табл. 2,11]: пластинчатый НПл 25/6,3 (ТУ2-053-1899-88) (з-д «Гидропривод», г. Елец) с параметрами: – номинальная подача 21,1 л/мин; номинальное давление рном= 6,3МПа; полный КПД ηн= 0,78, ηон= 0,88; частота вращения п = 950 об/мин.

3.3. Выбор аппаратуры управления и регулирования

По расходу и давлению выбирается гидроаппаратура:

1) основной гидрораспределитель 4 – золотниковый, реверсивный типа В6, исполнение по схеме 64 с гидроуправлением [1, c.91, табл.4.1; с.95,табл.4.2] с условным проходом 6 мм [1, c.100, табл. 4.3]; потери давления при номинальном расходе ΔрГР 0,4 МПа[1, c.99, рис. 4.2, кривая 3].

2) переливной предохранительный клапан 2: тип Г54-32М [1, c.140,табл. 5.2] с параметрами: условный проход 10 мм, расход 35 л/мин, номинальный перепад давления Δр = 0,2 МПа; рабочее давление рном= 20 МПа.

3) регулятор расхода – дроссель 7ДР-12[1, c.177, табл. 5.25] cпараметрами:условный расход 12 мм, номинальный расход 25 л/мин, потеря давления Δрдр= 0,3 МПа;

4) золотник 9 и обратный клапан 10: Г74-24 и Г51-24.

5) фильтр 1ФГМ-М с тонкостью фильтрации 25 мкм и расходом 40 л/мин [1, c.313, табл. 8.18], номинальные потери давления Δр = 0,08 МПа.

4. Расчет трубопроводной системы

4.1. Определение диаметров трубопроводных линий

1) Диаметр трубопроводалинии нагнетания. Исходя из предельно допустимой скорости течения υнаг= 3,5 м/с, получаемd1 = = 10,9 мм; принимаем – ГОСТ 8734-75 [1, c.357, табл.8.41] стальную бесшовную холоднодеформированную трубу с наружным диаметром dн1 = 18 мм и толщиной стенки δ1 =3,5 мм.

2) Диаметр трубопровода линии слива: по допустимой скорости υсл = 2 м/с и расходу из штоковой полости Q = uБП∙S2 = 15,8 л/мин получаем:

d2 = сл = 12,9 мм; принимаем стандартное dн2=20 мм, δ2 =3,5 мм.

4.2. Расчеты потерь давления в линиях при рабочем ходе

1) Определяем скорости потока при РХ в линиях:

– в линии нагнетания: расход при РХ равен Q1 = uPX∙S1 = 0,00013 м3/с = 7,97 л/мин; следовательно, υ1РХ =4Q1/πd12 = 1,65 м/с,

– в линии слива:расход слива при РХ равенQ2=иРХ∙ S2 = 0,000016 м3/c = 0,942л/мин; следовательно, υ2РХ = 4Q2/πd22 = 0,09 м/с.

2) Устанавливаем режимы течения в трубах:

– в линии нагнетания:Re1= υ1РХ∙d1/ν = 1,65∙0,01/0,2∙10−4 = 825, то есть режим течения в трубе ламинарный;

– в линии слива:Re2= υ2PX∙d2/ν = 67,5, то есть течение ламинарное.

3) Определяемкоэффициенты линейных потерь (Дарси) и рассчитаем потери давления в линиях:

а) коэффициенты λ:

– в линии нагнетания:λ1 = 64/Re1 = 0,077 0,08;

– в линии слива:λ2 = 64/Re2 = 0,95;

б)линейные потери (по длине трубы)

– линия нагнетания:Δр1 = λ1ρυ12L1/2d1 = 0,01 МПа;

– линия слива:Δр2 = λ2ρυ22L2/2d2 = 0,003 МПа;

в)локальные (в местных гидросопротивлениях)

линия нагнетания: – в гидрораспределителе 4:

ΔрГР = ΔрТ(Q1/QT)2 = 0,4 МПа,

где QT – табличное значение расхода из справочника[1,c.99];

– в фильтре ΔрФ = ΔрТ(Q1/QT) = 0,08 МПа;

-в дросселе ΔрДР = 0,3 МПа.

линия слива: – в гидрораспределителе ΔрГР = 0,2 МПа;

в) суммарные потери давления в линиях:

– в линии нагнетания: ΔрНАГ = Δр1 + ΔрГР+ ΔрФ + ΔрДР = 0,01 + 0,4 + 0,08 + 0,3 = 0,79 МПа;

– в линии слива:ΔрСЛ = Δр2 + ΔрГР = 0,003 + 0,2 = 0,203 МПа;

Общие потери давления в гидросистеме:

ΔрС = ΔрНАГ + ΔрСЛ 1,0 МПа

5. Расчет необходимой мощности насоса и привода

5.1. Мощность насоса

Вначале определяется необходимое давление насоса с учетом нагрузки Rи потерь давления в гидросистеме:

рН = рR+ ΔрС= рmin + Δрс = 2,92 + 1,0 = 3,92 МПа.

Отсюда мощность насоса при РХ определится как

РН = рН ∙QН = 3,92∙106 ∙0,000377= 1479Вт ≈ 1,48 кВт,

где подача насоса QН = Qmax/ηoн= 0,000332/0,88 = 0,000377 м3/с.

5.2. Мощность привода

РПР = РН /ηн= 1,479/0,78 = 1,896 кВт 1,9 кВт.

Или, с учетом необходимого резерва мощности (Крез = 1,25), получаем

РПР о= 1.25РПР = 2,37 кВт ≈ 2,5 кВт.

Давление настройки предохранительного переливного клапана 2 принимаем, исходя из давления рн, равным

ркл=рmax =4 МПа.

Гидроуправление основным гидрораспределителем 4 осуществляется золотниками 11 и 12 типа Г74-24; для блокировки гидропривода оператором машины в любом положении (например, при потере давления в системе) используется пробочный кран 5 типа П6.

6. Построение характеристики гидросистемы и определение режима работы

Уравнение характеристики гидросистемы записывается в виде

рс = рэфф + КсQ2,

где рэфф – давление насоса, необходимое для преодоления нагрузки Rбез учета потерь в линиях и гидроаппаратуре, т.е. рmin= 2,92 МПа(п.3.2);

Кс – общий коэффициент сопротивления системы, учитывающий местные и линейные потери давления; его находят из соотношения:Δрс = Кс ∙Q12,то есть

Kc= Δpc/Q1 2= 1,0/400 = 0,0025 МПа/(л/мин)2.

Р, МПа Заносим данные расчетов в таблицу:

Q1,л/мин
Δрс,МПа	0,0625	0,25	0,56	1,0

ркл рн

Строим кривую характеристики сети

pc = f(Q2)

и устанавливаем рабочую точку «А» на ее пересечении с главной характеристикой насоса рн = f(Q) (рис.14).

рс

Рис.14

Пример 2. Гидросистема с рычажно-поршневым ПГД(рис. 12-а)

1. Исходные данные:

а) для компоновки схемы

– рабочий цикл: «РХ – БО»;

– тип гидродвигателя: поворотный, рычажно-поршневой;

– схема циркуляции: замкнутая;

– управление циклом: «по пути» и «по давлению»(объемно-машинное, насосом);

– тип команды управления: электромагнитная;

б) для расчета рабочих параметров и выбора гидроаппаратуры

– необходимый крутящий момент на выходе: Мкр = 110 кН∙м;

– длина рычага:rP = 350 мм;

– угол поворота: φ = 60о;

- эффективное давление нагнетания: рэф = 32 МПа;

– длительность: рабочего хода tPX =6 cек, быстрого отвода tБО = 1,5 сек;

– длина трубопроводных линий: LH= 4 м, LСЛ = 4,5 м.

в) дополнительные условия:

– допустимые скорости течения РЖ в линиях: υн = 3,0 м/с, υсл = 2,0 м/с;

– гидроторможение поршня при БО: посредством регулируемого внутреннего гидродемпфера;

– установка фильтра: на сливной линии;

– гидрораспределитель: 3/4 с закрытым центром, золотникового типа;

– жидкость(РЖ): минеральное масло ИГП-18:ν = 0,18 см2/с, ρ = 880 кг/м3;

– общий КПД гидропередачи принятьηГП = 0,8;КПД гидроцилиндраравенηГЦ = 0,85;

- остановка гидросистемы: отключением электромагнитов ГР;

– защита гидросистемы: посредством предохранительного клапана у насоса с переливом в гидробак (открытого типа);

2.Принципиальная схема гидропривода и описание ее работы

Принципиальная схема ОГП приведена на рис. 15.

Установка функционирует следующим образом. При РХ гидрораспределитель 4 находится в позиции «а» (включение электромагнита Э1 производится концевым выключателем ВК1 ), масло поступает в поршневую полость гидроцилиндра 5 с рабочей подачей насоса 2, обеспечивающей скорость рабочего хода иРХ и поворот рычага 6. РЖ поступает по трассе 2 – 4 – 5, слив происходит по трассе 5 – 4 – 9 – 2. При БО происходит реверс движения поршня, он перемещается со скоростью иБО примаксимальной подаче насоса; в конце хода осуществляется гидроторможение (БО реализуется при нахождении ГР в поз. «b», в которую его переводитВК2 ).После включения ВК1 цикл повторяется. Остановка гидросистемы производится отключением питания электромагнитов.

БОРХ

5МКР

drp

BK1 BK2

a o b7 8

Э1 Э2

4 9

Рис.15. Гидросхема с рычажно-поршневым ПГД

3. Расчет рабочих параметров и выбор гидроаппаратуры

3.1. Выбор гидроцилиндра

1) Необходимое усилие на штоке Fш

Fш = M/rp∙ηГЦ = 110∙103/0,35∙0,85 =370∙103 Н.

2) Необходимый диаметр поршня D

D = = 0,121 м = 121 мм.

Принимаем гидроцилиндр марки ЦГП-1213-32 с размерами (D/d/s):125/80/360 [1,c.61, табл. 3.4].

3.2. Выбор насоса

1) Необходимая подача насоса.По скорости быстрого отвода, определяемой из заданного времени и длины хода поршня иБО =s/tБО = 0,35/1,5 = 0,233 м/с , находим необходимую минимальную подачу насоса, приняв объёмный КПД цилиндра ηоц= 0,98:

QH = uБО ∙S2∙ηoц = uБО ∙π(D2- d2)/4∙ηоц = 0,233∙3,14(0,1252 – 0,082)/4∙0,98 =0,00172 м3/с = 103,25 л/мин.

По подаче и давлению выбираем насос РНАIД 125/35 с QH=170 л/минс регулятором давления с управлением от собственного потока [1, c.26, табл.2.5], ηон = 0,95; ηн = 0,88.

3.3. Выбор гидрораспределителя, фильтра и переливного клапана

По расходу циркуляции, равному QH,выбираем:

– гидрораспределитель4 марки 32-В-ЕХ-16-14-В22-М с расходом QГР = 180 л/мин[1, c. 116-117, табл. 4.9] cэлектрогидравлическим управлением; потери давления ΔрГР= 0,4 МПа;

– фильтр 9 – всасывающий – типа FST-FS300с номинальным расходом фильтрации Qф= 200 л/мин [1, c.305, табл. 8.11], Δрф = 0,07 МПа;

– переливной клапан 3 – марка МКПВ с условным проходом 20 мм, номинальным расходом Qкл = 160 л/мин и давлением настройки рном =32 МПа, изменение давления настройки при изменении расхода от номинального до минимального не более 2 МПа [1, c.147, табл.5.7], монтаж ПК – трубный.

4. Расчет трубопроводной системы

4.1. Расчет параметров гидросистемы при РХ:

1) расходы рабочей жидкости в линиях:

– нагнетанияQ1 = uPX∙S1 = 0,058∙0,0122= 0,00071 м3/с =42,7л/мин,

гдеS1 = πD2/4 = 3,14∙0,1252/4 =0,0122 м2;иРХ = s/tPX =0,35/6 = 0,058 м/с;

– сливаQ2 = uPX∙S2 = 0,058∙0,0072 = 0,00042 м3/с = 25,1 л/мин.

2) необходимые диаметры труб:

– линии нагнетания:d1 = =0,0173 м = 17,3 мм принимаем стандартное значение [1, c.357, табл. 8.41] для стальной бесшовной холоднодеформированной трубы по ГОСТ 8734-75 – наружный диаметр dн1 = 28 мм и толщина стенки s= 5,2 мм;

– линии слива:d2 = = 0,0163 м = 16,3 мм; принимаем стандартное значение dн2 = 28 мми толщина стенки s =5,2 мм.

4.2. Определение потерь давления в системе

Применив алгоритм расчета, описанный в примере 1, получим:

– потери давления в линии нагнетания Δрнаг= 0,77 МПа

– потери давления в сливной линии Δрсл = 0,23 МПа

– общие: Δр = 1 МПа.

5. Расчет необходимой мощности насоса и привода

РН = (рэф + Δробщ)∙Qн = (32 + 1,0)∙0,00071 = 23,43 кВт.

РПРо = РН/ηн = 23,43/0,88 = 26,625 кВт,

или с учетом коэффициента резерва Крез = 1,3получаем РПР = 3,46 кВт.

Составим таблограмму рабочего цикла:

Фазы цикла	Позиции гидроаппаратов
Рабочий ход (РХ)	а	вкл	–
Быстрый отвод (БО)	b	–	вкл
Остановка поршня	о	–	–