ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 87
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«Южно-Уральский государственный Университет
(национальный исследовательский университет)»
Научно-исследовательская работа на тему:
«Сравнение способов регулирования гидроприводов»
Проверил: доцент, к.т.н.
Битюцких С.Ю.
___________
«___»____________2023 г.
Выполнил:
студент группы ПЗ-457
Фекетей С.В.
«__»_____________2023 г.
Челябинск 2023 г.
Оглавление
Введение…………………………………………………………………..….3
1 Дроссельный регулирование ………………………………………….….4
2 Регулирование регуляторами потока …….……………………..….……8
3 Регулирование последовательной сцепкой (гидравлический боуденовский тросс)……………… ………………..…………………………...11
4. Регулирование следящей системой ……………………………………15
5. Регулирование делителями потока.……………………….……………20
Заключение.…………………………………………………………...……22
Библиографический список ……………………………………...………..23
Введение
В процессе работы гидроприводов различных машин возникает необходимость в одновременном действии нескольких исполнительных гидравлических двигателей, к которым рабочая жидкость подается от одного насоса. В общем случае выходные звенья гидравлических двигателей не будут перемещаться синхронно: звено гидравлических двигателей, для перемещения которого требуется меньший перепад давления, перемещается быстрее, чем звено гидравлических двигателей, для перемещения которого требуется больший перепад давления. Возможен также случай, когда выходное звено одного из гидравлических двигателей совсем не будет перемещаться. Системы, устраняющие этот недостаток, называются системами синхронизации. В гидроприводах используются следующие методы регулирования:
1) Дроссельное
2) Регуляторами потока
3) Последовательной сцепкой (гидравлического боуденовского тросса)
4) Следящей системой
5) Делителями потока
1. Дроссельный регулирование
При дроссельном способе синхронизации используют дроссельные делители потока. На рисунке 1 а приведена конструктивная схема дроссельного делителя потока, принцип действия которого основан на выравнивании гидравлических сопротивлений двух гидравлических линий за счет автоматического изменения проходного сечения двух регулируемых гидравлических дросселей.
Рабочая жидкость подводится от насоса к дроссельному делителю потока 1 и через балансные гидравлических дроссели Д1 и Д2 имеющие одинаковые характеристики, попадает в торцовые полости А и Б делителя, между которыми расположен цилиндрический плунжер 2, свободно перемещающийся в корпусе делителя. Смещение плунжера 2 относительно корпуса делителя изменяет проходные сечения регулируемых гидравлических дросселей Д3 и Д4. Далее рабочая жидкость из полостей А и Б делителя через регулируемые гидравлическиt дроссели Д3 и Д4 поступает в рабочие полости гидроцилиндров, скорости V1 и V2 поршней которых необходимо синхронизировать.
Рисунок 1. Дроссельный делитель потока: а — конструктивная схема; б — условное обозначение
При равных давлениях р1 и р2 в рабочих полостях гидроцилиндров давления в полостях А и Б также одинаковы, плунжер 2 находится в нейтральном положении, при котором регулируемые гидравлические дроссели Д3 и Д4 имеют одинаковое сопротивление.
Деление потока обеспечивается при помощи балансных гидравлических дросселей Д1 и Д2, где S1 и S2 — площади проходных сечений балансных гидравлических дросселей Д1 и Д2. При S1 = S2 расходы Q1 = Q2.
В случае неравенства давлений р1 и р2 в рабочих полостях гидроцилиндров возникает соответствующий перепад давления в полостях А и Б на торцовых поверхностях плунжера 2. В результате плунжер 2 смещается из среднего положения, изменяя проходные сечения регулируемых гидравлических дросселей Д3 и Д4 (уменьшается проходное сечение регулируемого дросселя, через который жидкость поступает в гидроцилиндр с меньшим значением необходимого давления, и увеличивается проходное сечение другого регулируемого дросселя). Плунжер 2 перемещается до тех пор, пока в торцовых полостях А и Б давления не станут одинаковыми, а значит, станут одинаковыми и перепады давлений на балансных гидродросселях Д1 и Д2. В результате соотношение между расходами Q
1 и Q2 станет тем же, что и было при равенстве давлений в рабочих полостях гидроцилиндров.
Условное обозначение дроссельного делителя потока приведено на рисунке 1 б.
На рисунке 2 в качестве примера приведена упрощенная схема гидропривода грузоподъемника, в котором с помощью трех дросселей 2 обеспечивается синхронное движение штоков четырех гидроцилиндров при любых значениях сил, действующих вдоль этих штоков.
Рисунок 2. Гидропривод с дроссельной системой синхронизации
При подаче управляющего сигнала на электромагниты гидравлических распределителей 3 и 4 штоки гидроцилиндров, преодолевая нагрузки F1, F2, F3 и F4 перемещаются вверх с одинаковыми скоростями благодаря включению в схему трех делителей потока 2. При снятии управляющего сигнала с распределителя 3 происходит разгрузка насоса, поршни гидроцилиндров останавливаются в любом из промежуточных положений, так как бесштоковые полости этих гидроцилиндров оказываются запертыми при помощи обратных клапанов 1.
Для опускания штоков вниз необходимо подать управляющий сигнал на распределитель 3 и снять управляющие сигналы с распределителей 4. В результате этого бесштоковые полости гидроцилиндров соединяются с гидробаком, а штоковые полости — через дроссельные делители потока с насосом. Поршни гидроцилиндров начинают синхронное движение вниз.
Достоинства дроссельного регулирования гидравлического привода:
1) простота реализации,
2) низкая стоимость,
3) возможность плавного регулирования в широком диапазоне.
Недостатки дроссельного регулирования:
1) большие потери энергии - низкий КПД,
2) нагрев рабочей жидкости, необходимость использования теплообменников.
2. Регулирование регуляторами потока
Для регулирования в гидросистемах равномерной скорости движения, которая не зависит от внешних нагрузок, а также величины ее скорости используют регуляторы потока.
Также их могут называть дросселями с регулятором. Но сравнивая с обычными дросселями, в них содержится специальный регулятор давления. Именно он обеспечивает перепад давления и непрекращающийся расход рабочей жидкости.
Регулятор потока состоит из редукционного клапана, который относиться к золотниковому типу и щелевого дросселя. С помощью клапана в дросселе происходит постоянный перепад давления
, а вот дозировка рабочей жидкости напрямую зависит от работы этого дросселя. Эта жидкость поступает в полость клапана через отверстие. А далее она через щель и проточку в дросселе отводится в отдельное отверстие, которое предназначено для отвода рабочей жидкости. С помощью действия пружины работает и клапан. А также это сопровождается противодействию давления жидкости, которая подводится к полостям и из них. Независимо от перемены давления в гидросистеме, с усилием сжатия пружины и клапана, который дросселирует жидкость, которая поступает, поддерживает постоянную разность давления до и после регулятора. Также система имеет два отверстия, одно из которых предназначено для присоединения манометра, а второе – для отвода утечки.
Часто с предохранительным клапаном соединяют и регуляторы потока. Такое устройство обеспечивает ровную скорость движения гидродвигателя, контролирует и регулирует величину скорости, а также обеспечивает работу гидросистемы без перегрузок. И это поможет, в крайних случаях, разгрузить гидросистему и насос от лишнего давления, с помощью дистанционного управления. Регулятор потока с предохранительным клапаном имеет свою особенность, благодаря которой можно производить регуляцию давления в системе автоматически, а также изменить внешние нагрузки. Не зависимо от того, меняется ли нагрузка, робота и скорость силового органа зависит только от постоянных перепадов давления в регуляторе потока. А все это происходит именно потому, что на клапан действует давление насоса, а также пружины и давление гидроцилиндра в рабочей полости. Когда меняется давление на выходе, автоматически давление меняется и в насосе. А вся лишняя рабочая жидкость направляется в гидробак. С помощью пружины шарикового клапана определяется максимальное давление в гидролинии.
Также есть и регуляторы потока с обратным клапаном. Они используются в самоходных машинах для того, чтобы поддерживать и регулировать скорости движения рабочих органов, которое не зависит от внешних нагрузок, а также для свободного пропуска рабочей жидкости. Такие регуляторы устанавливают на входе и выходе исполнительного механизма либо параллельно ему. В случае такой установки и использования, давление в насосе постоянное, и для него отрегулирован клапан предохранения. И через это же клапан в бак сливается все ненужная рабочая жидкость, что вызывает затраты силы и мощности. А также, в таком случае, необходимо установить большой гидробак или охлаждающую установку, чтобы держать температуру жидкости под контролем и, если понадобиться, остудить ее.
Если регулятор установлен параллельно, то есть на ответвлении, то вся избыточная рабочая жидкость направлена на слив при рабочем давлении, а не максимальном. Регулятор потока, установленный именно так, имеет некоторые преимущества перед установкой на вход и на выход. Но, учитывая получение равных между собой скоростей движения рабочих частей, первый варианты установок считаться лучшими. А объясняется это тем, что на величину скорости совсем не влияют на какую-либо утечку рабочей жидкости, потому что работает он с постоянным давлением, которое устанавливается автоматически настройками предохранительного клапана.
От изменения внешней нагрузки зависит скорость рабочих органов, если регулятор потока был подключен параллельно гидроцилиндру. Потому, включение регулятора на ответвлении можно использовать тогда, когда не нужно строго учитывать скорость перемещения и движения рабочих органов.
В самоходных машинах рекомендуют устанавливать систему регулирования потока на выходе, так как она обеспечит стабильную скорость рабочего органа. В таком случае создаться противодавление, которое обеспечивает устойчивое и плавное движение штока гидроцилиндра. В это же время, используют небольшую дозу рабочей жидкости на входе, чтобы трогание с места рабочего аппарата было плавным. Если регулятор установлен выше чем уровень гидравлического бака, то рабочая жидкость может вытекать, когда рабочий механизм находиться в положении «стоп».
Недостатком этой схемы является необходимость настройки предохранительного клапана, установленного перед регулятором расхода, на максимально возможное давление в гидродвигателе. В результате насос постоянно работает под максимальным давлением, даже когда гидродвигатель преодолевает небольшую нагрузку. Кроме этого потери мощности при дросселировании потока превращаются в нагрев РЖ, которую необходимо охлаждать для стабилизации теплового режима.
3. Регулирование последовательной сцепкой (гидравлический боуденовский тросс)
Одним из распространенных способов синхронизации хода гидравлических цилиндров является так называемый «гидравлический боуденовский трос». Правда, применение боуденовского троса в гидравлических системах связано с определенными затратами.
Два гидроцилиндра одинаковых размеров со сплошными поршневыми штоками последовательно подключаются друг к другу. Благодаря этому второй