Управления (гидроклапаны, дроссели, гидрораспределители, гидропанели и т.д.)

 

На рис.1.2 представлена принципиальная схема возвратно-поступательного движения.

 

Рис. 1.2. Схема возвратно-поступательного движения:

1 – приводной электродвигатель; 2 – насос; 3 – клапан давления; 4 – манометр;

5 – фильтр; 6 – гидрораспределитель; 7 – гидроцилиндр; 8 – кран управления;

9 – дроссель; 10 – гидробак; 11, 12, 13 – гидролинии

Цикл работы привода следующий. Шток гидроцилиндра вместе с рабочим органом перемещается возвратно-поступательно вправо или влево. Для запуска системы необходимо перекрыть кран 8. Тогда рабочая жидкость пойдет через фильтр 5, трубопровод 12, гидрораспределитель 6, штоковую полость цилиндра 7. Шток перемещается влево. Из левой полости рабочая жидкость проходит через гидрораспределитель 6, трубопровод 11, дроссель 9 и гидравлический бак 10 (жидкость идет на слив). Скорость перемещения штока регулируется при помощи дросселя 9. Для перемещения вправо необходимо переключить гидрораспределитель 6. Тогда рабочая жидкость пойдет в левую полость цилиндра. Манометр 4 измеряет давление в системе.

На рис.1.3 изображена принципиальная схема гидропривода вращательного движения. В этом приводе движение рабочего органа 8 (стол станка) осуществляется с помощью гидромотора 3, на который рабочая жидкость (масло) подается от насоса 1 переменной производительности. Насос 2 выполняет роль подпиточного.

 

 

Рис. 1.3. Схема гидропривода вращательного движения:

1 – гидронасос переменной производительности; 2 – подпиточный гидронасос;

3 – реверсивный гидромотор; 4, 5, 6 – гидроклапаны давления; 7 – обратный клапан;

8 – рабочий орган

 

В механизмах подач агрегатных станков иногда применяют пневмогидроприводы. Принципиальная схема такого устройства показана на рис.1.4.

Привод работает следующим образом.

Первый этап (быстро вперед). Происходит переключение распределителя 13, воздух подается в полость 8 цилиндра. Цилиндр перемещается вправо. Шток неподвижен. При этом масло будет перетекать из полости 10 цилиндра через открытый клапан 6 в полость 4 аккумулятора.

Второй этап (рабочая подача). При перемещении цилиндра копирная линейка 14 нажимает на подвижный элемент клапана 6 своим выступом и закрывает его. Тогда масло из полости 10 поступает в аккумулятор 4 через дроссель 3. После выполнения технологической операции происходит переключение пневмораспределителя 13. Осуществляется быстрый отвод агрегатной силовой головки в исходное положение. При этом воздух от распределителя 13 идет по пневмолинии 1 в верхнюю часть 5 аккумулятора. Масло из нижней части аккумулятора 4 перетекает через обратный клапан 2 в полость 10 цилиндра. На этом цикл обработки заготовки заканчивается.

 

 

Рис. 1.4. Схема пневмогидропривода:

1 – пневмолиния; 2 – обратный клапан; 3 – дроссель; 4, 5 – гидравлическая и

пневматическая полости гидроаккумулятора; 6 – клапан (кран); 7 – рабочий орган;

8 – пневматическая полость цилиндра; 9 – шток цилиндра; 10 – гидравлическая

полость цилиндра; 11 – пневмосеть; 12 – агрегат подготовки воздуха;

13 – пневмораспределитель; 14 – копирная линейка

 

Рассмотрев работу приводов, можно сделать вывод, что все они состоят из следующих основных элементов:

1) гидродвигатели и насосы (силовая часть привода);

2) аппаратура управления (распределители);

3) аппаратура контроля и регулирования давления (клапаны давления, манометры, датчики);

4) аппаратура изменения расхода (дроссели);

5) трубопроводы и арматура (гидросети);

6) гидравлические баки;

7) фильтры;

8) рабочие жидкости.

Гидросеть - часть гидропривода, предназначенная для движения рабочей жидкости, состоящая из магистральной и вспомогательной линий. Конструктивно магистральная и вспомогательная линии - трубы, соединяющие насос и гидроэлементы. К гидросетям предъявляют следующие требования:

1) герметичность;

2) механическая прочность;

3) жесткость;

4) минимальные потери на трение;

5) легкость монтажа;

6) доступ ко всем агрегатам.

Существуют простая и сложная гидросети. В простой гидросети диаметр гидропровода и расход масла остаются постоянными и отдачи масла по пути нет. Сложные гидросети состоят из сочетания простых магистралей, соединенных последовательно, параллельно или параллельно-последовательно.

Ориентировочный диаметр трубопровода можно подсчитать по формуле

 

,

 

где Q – расход рабочей жидкости, м³/с; V – скорость протекания рабочей жидкости, м/с.

Скорость масла в гидросетях выбирается в пределах 1–7 м/с в зависимости от длины гидросети, количества местных сопротивлений и назначения магистрали.

Зная расход масла, диаметр труб, количество и размеры устройств управления, фитингов и других местных сопротивлений, входящих в гидросеть, определяют потери давления. Например, в напорной магистрали:

 

 Н/м²,

 

где k ₁ – суммарный коэффициент местных потерь напора в магистрали;         g – удельный вес рабочей жидкости; Q ₁ – расход рабочей жидкости; g – ускорение силы тяжести, м/с²; d ₁ – диаметр трубы, м.

В качестве рабочей жидкости в приводах используются минеральные масла, к которым предъявляются следующие требования:

1) малая зависимость от температуры и давления;

2) химическая нейтральность к материалам гидроаппаратуры;

3) высокий модуль упругости рабочей жидкости;

4) малые испаряемость и температурный объемный коэффициент расширения;

5) хорошие смазывающие свойства;

6) низкая растворимость воздуха;

7) нетоксичность;

8) температура вспышки не менее 150°C.

Основные физические свойства рабочих жидкостей:

1) плотность , кг/м³;

2) коэффициент сжатия жидкости b _p (зависит от содержания в жидкости воздуха);

3) модуль упругости ;

4) вязкость (в технике используют понятие кинематическая вязкость) , м/с²;

5) удельный вес , Н/м³ – вес единицы объема рабочей жидкости;

6) температура застывания t _з, °С – температура, при которой масло загустевает настолько, что его уровень при наклоне пробирки на 45° в течение одной минуты остается неподвижным;

7) температура вспышки t _всп, °С – температура, при которой пары масла при нагревании в открытом тегле образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.

Основные свойства некоторых масел приведены в табл.1.

 

Таблица 1

Основные свойства масел

Марка масла	ρ	Е	n	t всп	t заст
И-12А	901	1350	10–14	165	–30
И-50А	901	1530	47–55	200	–20
Турбинное ТП-22	900	1780	20–23	186	–15

 

Основным параметром при выборе масла является вязкость, которая в большей степени влияет на эксплуатационные качества привода. Чем выше скорость исполнительного органа и меньше величина давления в системе, тем вязкость масла должна быть ниже; при малых скоростях и больших давлениях вязкость должна быть выше.

В первом случае в основном рекомендуются индустриальные масла И-12А, во втором случае – И-50А.