Виды и структура гидроприводов. Исполнения гидроаппаратуры
Виды и структура гидроприводов. Исполнения гидроаппаратуры - раздел Образование, Тема 1: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОПРИВОДАХ.. 6
1.9.1 Различают Гидроприводы (Гп) Низкого (До 1,6 Мпа), Средн...
1.9.1 Различают гидроприводы (ГП) низкого (до 1,6 МПа), среднего (1,6 – 6,3 МПа) и высокого (6,3 – 20 МПа) давлений. Первые чаще применяются в шлифовальных, расточных и других станках для чистовой обработки, где нагрузки невелики; последние – в мощных протяжных и строгальных станках. Наиболее широко распространены приводы среднего давления.
1.9.2 Первичной частью ГП является насос – агрегат, осуществляющий подачу масла в систему, вторичной – гидродвигатель (гидроцилиндр, гидромотор), предназначенный для преобразования напора (давления) масла, созданного насосом, в механическую работу.
В ГП также входят:
· направляющая аппаратура, предназначенная для управления гидропотоками;
· регулирующая аппаратура, предназначенная для регулирования скорости движения рабочих органов, предохранения системы от перегрузки и т.д.;
· вспомогательные элементы: трубопроводы, уплотнения, фильтры, баки и т.д.
1.9.3 Принцип работы ГП основан на использовании энергии потока масла, находящегося под давлением. При этом давление в приводе может быть создано лишь при наличии определенного сопротивления потоку масла.
Необходимое усилие Р на исполнительном элементе ГП обеспечивается подачей масла под соответствующим давлением р.
Рис. А7
К примеру, для гидроцилиндра (рис. А7) имеем: Р = р × F, откуда p = P/F, где F – площадь его поршня.
Количество подаваемого в единицу времени масла (подача) Q в гидродвигатель обеспечивает необходимую скорость v движения рабочего органа. Так, для цилиндра, если пренебречь утечками: v Q / F, откуда Q v × F. В формулах: Р в Н; р в Па; F в м2; v в м/с; Q в м3/с.
1.9.4 Система циркуляции масла в ГП может быть разомкнутой или замкнутой.
В ГП с разомкнутым потоком отработавшее масло из силовой части привода сливается в бак, откуда вновь подается насосом в привод.
В ГП с замкнутым потоком отработавшее масло поступает во всасывающую полость насоса.
1.9.5 Аппараты гидроприводов по виду присоединения делят на резьбовые и стыковые.
В аппаратах резьбового исполнения (рис. 3.1,а; 4.1 и др.) отверстия для подключения линий выполнены непосредственно в корпусе аппарата и имеют коническую резьбу.
В аппаратах стыкового исполнения все присоединительные отверстия выводятся на стыковую плоскость и заканчиваются углублениями под уплотнительные кольца, а соединение с гидросистемой осуществляется через специальные панели или промежуточные плиты.
В настоящее время широко распространены гидроаппараты модульного монтажа (рис. 7.3), имеющие по две стыковые плоскости (сверху и снизу корпуса) с одинаковыми координатами присоединительных отверстий. Это позволяет устанавливать различные аппараты один на другой в вертикальный столбик (пакет), замыкаемый сверху распределителем, плитой связи или плитой-заглушкой. Пакет устанавливается на специальной монтажной плите, которая имеет сверху отверстия для крепления пакета и подвода масла к нему, снизу – отверстия для подключения трубопроводов, связывающих пакет с насосной установкой и гидродвигателем, а сбоку – сквозные горизонтальные каналы для соединения с другими плитами.
1.9.6 Гидроаппараты различают по диаметрам условныхпроходов.
Условный проход – это округленный до ближайшего значения из установленного ряда диаметр круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала устройства или площади проходного сечения присоединительного трубопровода.
По ГОСТ 16516-80 (СТ СЭВ 522-77):
Условный проход
Диапазон действительных внутренних диаметров, мм
Условный проход
Диапазон действительных внутренних диаметров, мм
…
…
5,0
4,5 -5,7
2,0
1,8-2,3
6,0
5,7 -7,2
2,5
2,3-2,8
8,0
7,2 -9,0
3,0
2,8-3,6
10,0
9,0-11,0
4,0
3,6-4,5
…
…
Каждому диаметру условного прохода соответствует определенная величина номинального расхода масла, проходящего через трубопровод со скоростью, соответствующей рекомендациям стандартов.
Лекция 3
Тема: 2 Насосы
Подача масла, т.е. количество нагнетаемого им масла в единицу времени,
где Qт – идеальная подача насоса (расчетная, теоретическая); – коэффициент подачи насоса, учитывающий утечки жидкости и подсосы воздуха. Нередко смешивают понятия "коэффициент подачи" и "объёмный КПД", хотя последнее – это отношение полезной мощности насоса к сумме полезной мощности и мощности, потерянной с утечками. По величине эти коэффициенты практически равны и далее они будут обозначаться одинаково.
Подача насоса с ростом давления убывает.
Qт = W × n = w × z × n,
где W – рабочий объём насоса – сумма изменений объёмов его рабочих камер за один оборот вала; рабочая камера насоса – изолированное пространство, образованное деталями насоса, с периодически увеличивающимся и уменьшающимся при работе насоса объёмом и сообщающееся со всасывающим и нагнетательным каналами; w – объём одной рабочей камеры; z – число камер; n – частота вращения вала насоса.
Если Qт в л/мин; W и w в мм3; n в мин–1 или об/мин; то
Qт = w × z × n × 10-6.
Мощность, отдаваемая насосом (эффективная мощность) в кВт:
где p – давление в МПа, развиваемое насосом; Q – его подача в л/мин; Nт – потребляемая мощность, кВт;
– полный (эффективный) КПД насоса; – объёмный КПД насоса;
– механический КПД насоса;
– гидравлический КПД насоса; для современных насосов принимают .
Условные обозначения насосов, используемые в схемах, приведены на рис. 1.5.
§ 2.1 Шестерённые насосы
Простейший насос (рис.1.1,а) состоит из двух сцепляющихся цилиндрических колес, вращающихся в корпусе при малых зазорах между шестернями и стенками. При выходе зубьев из зацепления образуется разряжение, вызывающее засасывание масла из бака; при вступлении зубьев в зацепление масло вытесняется из впадин и происходит нагнетание.
Недостатки насосов:
а) значительная пульсация масла (до 15%).
б) большие радиальные нагрузки на шестерни;
в) "запирание" масла во впадинах между зацепляющимися зубьями, в результате чего в этих впадинах возникает при вращении шестерён высокое давление (компрессия) жидкости, которое вызывает дополнительную нагрузку подшипников, приводит к нагреванию жидкости и к повышению шума.
Для улучшения равномерности работы применяют колеса косозубые или шевронные.
Большие радиальные нагрузки устраняются в насосах уравновешенной конструкции (рис.1.1,б). Запертый объём разгружается с помощью канавок небольшой глубины, выполненных на крышках насоса (рис.1.1.в).
Идеальная подача насоса в л/мин Qт= w×z×n×10–6.
Поскольку w = F×B, (рис.1.1,г), z = 2×Zш, то
где h, t, m, В – соответственно, высота зуба, шаг по начальной окружности, модуль и ширина шестерён в мм;
Zш - число зубьев каждой из двух шестерён.
В насосах для высоких давлений применяют устройства для автоматического уплотнения шестерён по торцам; насосы выпускаются многоступенчатыми. Для увеличения подачи применяют многошестерённые насосы (число шестерен – до 7).
Достоинства и недостатки гидроприводов
К существенным преимуществам гидравлических приводов перед другими, в том числе и электрическими, следует отнести:
- возможность бесступенчатого регулирования скорости в ши
Давление в жидкости
Жидкость в гидравлике рассматривают как непрерывную среду, заполняющую пространство без пустот и промежутков. Вследствие текучести в жидкости действуют силы не сосредоточенные, а не
Характеристики жидкостей.Рабочие жидкости гидроприводов станков
В процессе работы гидросистем рабочие жидкости подвергаются воздействию изменяющихся в широком диапазоне давлений, температур, скоростей.
В качестве рабочих жидкостей гидроприводов станков
Режимы течения жидкости в трубах
Возможны два режима течения жидкостей в трубах: ламинарный и турбулентный.
Ламинарнымназывают слоистое течение жидкости без перемешивания её частиц и б
Гидравлические потери
Разность давлений масла в двух сечениях одного и того же трубопровода при условии, что первое расположено выше по течению, а второе – ниже, определяется уравнением Бернул
Расход жидкости через отверстия
1.6.1 Расход масла через отверстие или щель любой формы малой длины вычисляется по формуле:
, л/мин,
где – коэффициент расхода; в диапазоне Re=40-40000 =0,6-0,65 для отверс
Утечки в движущихся щелях
Рис. А6
Через зазоры, образованные неподвижной и движущейся стенками (зазоры между поршнем и цилиндром, золотником и корпусом распределителя и т.п. – рис. А6), объём утекающей жидко
Аксиально-поршневые насосы
Масло подается с помощью цилиндров, размещённых в блоке 4 (рис. 1.2). Поршни 12 цилиндров через шатуны 5 связаны с шайбой 7. Блок и шайба синхронно вращаются вокруг осей I-I и II-II
Радиально-поршневые насосы
Ротор 1 (рис. 1.3) вращается вокруг своей оси. Обойма 4 статора, которой касаются головки поршней 2 цилиндров, расположена относительно ротора с эксцентриситетом е.
Пластинчатые насосы двойного действия
Ротор с наклонными пластинами вращается в статорном кольце 2 (рис. 1.4, а). Расточка статорного кольца имеет профиль в виде эллипса. При работе насоса пластины под действием центроб
Гидромоторы
3.1.1 Гидромоторы преобразуют энергию потока жидкости в механическую энергию вращательного движения выходного вала. Конструкции ряда гидромоторов схожи с конструкциями насосов.
Гидроцилиндры и поворотные гидродвигатели
Эти агрегаты являются гидродвигателями возвратно-поступательного или возвратно-поворотного движения, преобразующими энергию потока жидкости в механическую энергию перемещающегося поршня (корпуса ци
Дифференциальное включение цилиндра с односторонним штоком
Гидроцилиндр с односторонним штоком при определённых диаметрах поршня и штока, подключенный по т.н. дифференциальной схеме (рис. А8), позволяет обеспечить требуемое соотношение с
Золотниковые направляющие распределители
В таких распределителях запорно-регулирующими элементами являются цилиндрические или плоские золотники, получающие прямолинейное перемещение.
На рис. 3.1,а,б показаны конструктивная и абст
Гидравлические замки
Гидрозамок – это обратный управляемый клапан, предназначенный для пропускания потока масла:
а) в одном направлении и запирании в обратном – в случае отсутствия управляющего воздействия;
Напорные клапаны
Напорные клапаны используются в гидросистемах в функции предохранительных клапанов или переливных.
Предохранительные клапаны являются аппаратами эпизодического действия, предназначенными д
Редукционные клапаны
Служат для создания на участке гидросистемы постоянного давления, меньшего, чем давление, развиваемое насосом. Клапаны могут применяться для регулирования усилия, развиваемого рабочим органом. Реду
Дроссели
Дроссель представляет собой местное гидравлическое сопротивление, устанавливаемое на пути течения жидкости с целью ограничения её расхода или создания перепада давления.
Ра
Гидропанели
В гидросистемах в ряде случаев взамен отдельных аппаратов применяются более компактные и надежные комбинированные аппараты - гидропанели и клапанные коробки целевого назначения. Эти
Регулирование скорости рабочего органа
Рабочий орган (РО) станка, робота или иной машины может приводиться гидродвигателем и получать вращательное (рис. 5.1,а) или поступательное движение. Поступательное движение РО може
Дроссельное управление скоростью гидродвигателя
Рассмотрим системы с дросселем на входе (рис. 5.3,а) и на выходе (рис. 5.3,б).
В них насос обеспечивает постоянную подачу Qн. Очевидно:
,
где Q – подача в цили
Машинное управление скоростью гидpодвигателя
6.2.3.1. В гидроприводе вращательного движения по рис. 5.1,а скорость выходного звена (вала гидромотора) может изменяться с помощью регулируемого насоса, регулируемого мотора или с помощью обеих ук
Аппараты и приборы для контроля давления
К этой группе относятся реле давления и манометры.
7.1.1 Реле давления
предназначены для осуществления автоматических переключений по давлению
Уплотнения
Уплотнения, применяемые в станочных гидроприводах, должны удовлетворять следующим требованиям:
- обеспечивать хорошую герметичность,
- быть надежными и долговечным
Аккумуляторы
Аккумулятор – это ёмкость, предназначенная для аккумулирования энергии масла, находящегося под давлением. Конструктивные схемы аккумуляторов даны на рис. 6.3.
Фильтры
Опыт эксплуатации станочных гидроприводов свидетельствует о том, что при соблюдении необходимых требований к чистоте гидросистемы удается повысить надежность гидрофицированных механ
Гидробаки
В гидробаках находится запас рабочей жидкости, который необходим для улучшения теплоотвода, для предотвращения эмульсирования жидкости, а также для очистки её от мелких взвесей.
Насосные установки
Насосные установки представляют собой совокупность одного или нескольких насосных агрегатов и гидробака, конструктивно оформленных в одно целое. Как правило, насосные установки комп
Тема 9 Гидpавлические следящие системы
§ 9.1 Привод с четырёхщелевым дpосселиpующим pаспpеделителем
В варианте привода по рис. 8.1 имеется:
Н – нерегулируемый насос;
К – перели
Следящие приводы с постоянной скоpостью копиpования
Особенностью приводов с постоянной задающей скоpостью vз=сonst (см. рис. 8.1, 8.4, 8.5) является зависимость величины скорости копирования vк, (или иначе – контурной по
Многокаскадные гидроусилители
В рассмотренных ранее однокаскадных гидроусилителях вследствие гидростатической неуравновешенности, возникающей в результате погрешностей изготовления золотниковых пар, действия реа
Электрогидравлические следящие и шаговые приводы
Гидравлические следящие приводы часто применяются в копировальных станках и в станках с ЧПУ. В копировальных станках возможно использование электрогидравлического следящего привода
Продольная подача стола
Для привода подач применена гидросистема с дроссельным управлением. Цикл начинается при включении вручную распределителя Р3 вправо – в позицию (положение) I (будем показывать: ), при этом клапан К1
Поперечная подача шлифовальной бабки
При каждом реверсе стола срабатывает гидравлическая цепь
либо: 1(Н)2…11(Р6-I)18 /(Д)17(Р6-I)12…(Бк)
либо: 1(Н)2…12(Р6-I)17 /(Д)18(Р6-I)11…(Бк)
При полном повороте шибера
Силовая головка с гидропанелью подач типа 5У4242
Силовые головки являются основными нормализованными узлами агрегатов станков. Силовая головка имеет, как правило, выходной вал (шпиндель), с которого движение передается инструмента
Переключение диапазонов коробки скоростей
Переключение диапазонов скоростей приводится гидроцилиндром Ц1, который связан через штангу с блоком 23-57 коробки.
При поступлении команды от системы ЧПУ на включение первой механической
Привод механизма ориентации шпинделя
Ориентация шпинделя (фиксация его в определённом положении) производится с помощью цилиндра ЦЗ и рычажной системы.
По команде от системы ЧПУ станка "ориентация шпинделя" включает
Пневмодвигатели
В пневмодвигателях энергия сжатого воздуха преобразуется в энергию движения выходного звена. Различают пневмодвигатели:
- с поступательным движением выходного звена,
Пневмопpеобpазователи
В эту группу устройств входят: пневмовытеснители, пневмогидропреобразователи, пневмогидронасосы, пневмогидроаккумуляторы, реле давления и пневмоэлектропреобразователи, индикаторы да
Регулирующая пневмоаппаратура
Регулирующая пневмоаппаратура предназначена для изменения давления и расхода сжатого воздуха путем регулирования величины открытия проходного сечения. К ней относятся предохранительные и редукционн
Направляющая пневмоаппаратура
Направляющая аппаратура предназначена для изменения направления потока сжатого воздуха путем полного открытия или закрытия рабочего проходного сечения. К ней относятся пневмораспред
Пневмораспределители
На рис. 9.4 показаны четырехлинейные распределители с плоскими золотниками и пневматическим управлением. Распределители являются двухпозиционными.
Распределитель с двухсторонним
Логические пневмоклапаны
Логические пневмоклапаны служат для осуществления логических функций.
Логический клапан или оператор ИЛИ(рис. 9.7) предназначен для выдачи выходного пневматического
Трехмембранное реле УСЭППА
Для построения систем пневмоавтоматики станков и других технологических машин примерно с 60-х годов XX века начали широко применять аппаратуру среднего уровня давления, реализованную с использовани
Элементы струйной пневмоавтоматики (пневмоники)
Элементы струйной техники не содержат подвижных частей. Их действие основано на эффектах соударения струй, притяжения струи к твердой стенке и внутренней обратной связи. Струйные ус
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов