7606

Основи гідравліки та гідравлічних приводів

Лекция

Производство и промышленные технологии

Предмет і задачі дисципліни. Склад та принцип дії гідравлічного приводу. Призначення та області застосування гідравлічних приводів. Порівняльна характеристика різних типів приводів. Класифікація гідравлічних приводів...

Украинкский

2013-01-26

102.83 KB

27 чел.

  1.  Предмет і задачі дисципліни.
  2.  Склад та принцип дії гідравлічного приводу.
  3.  Призначення та області застосування гідравлічних приводів.
  4.  Порівняльна характеристика різних типів приводів.
  5.  Класифікація гідравлічних приводів

  1.  Приводи – складова частина всіх машин. Вони приводять в рух робочі органи машин з певною закономірністю, в більшості випадків забезпечують необхідну швидкість руху, задане положення (позицію) або потрібне зусилля на робочому органі машини.
  2.  Приводом називається сукупність пристроїв, призначених для надання руху механізмам і машинам.
  3.  Приводи розрізняються за видом енергії, яка використовується для забезпечення руху механізмів і машин
    – механічний;
    - пневматичний,
    - гідравлічний;
    - електричний.
  4.  Гідравлічним приводом називається сукупність пристроїв, призначених для надання руху механізмам і машинам за  рахунок енергії робочої рідини.
  5.  В залежності від процесів і пристроїв, за допомогою яких відбувається перетворення механічної енергії в гідравлічну та гідравлічної в механічну гідроприводи бувають динамічними та об'ємними (гідростатичними).
  6.  Динамічним називається гідравлічний привід, в якому передача енергії відбувається за рахунок силової взаємодії потоку робочої рідини і робочого органу машини (насоса чи гідромотора).
  7.  Об'ємним  називається гідравлічний привід, в якому передача енергії відбувається за рахунок взаємодії замкнутого об'єму робочої рідини під тиском і робочого органу машини (насоса чи гідромотора).
  8.  Об'ємні гідравлічні приводи виникли давно. Але інтенсивно розвиватися вони почали тільки в ХХ сторіччі. Спочатку гідравлічний привід застосовувався в корабельних механізмах (рульове керування, поворот гарматних башт). В 20-х роках гідравлічними приводами оснащували металорізальні верстати. З середини 30-х років гідроприводи почали застосовуватись у літакобудуванні.
  9.  Починаючи з середини 50-х років інтенсивно розвернулись роботи по проектуванню, виготовленню і застосуванню гідравлічних приводів в різних галузях господарства.
  10.  Наукові і практичні дані, накопичені в області гідравлічних і пневматичних приводів різних машин і технологічного обладнання, дозволили побудувати загальну теорію процесів у цих приводах і вибрати оптимальні методи розрахунку основних параметрів і динамічних характеристик. Цьому сприяли фундаментальні праці по системам приводів видатних учених:  Т.М. Башти, М.С. Гаминіна, Є.В Герц, Ю.Ірінга, Б.Л. Коробочкіна, В.О. Лещенко, Р. Моля, Д.М. Попова, Ж. Фезандьє, К.Л. Навроцького та інших.
  11.  Принцип дії гідравлічного привода ґрунтується на законі Паскаля:
  12.  кожна зміна тиску в будь-якій точці крапельної рідини, яка знаходиться в стані спокою, що не  порушує її рівноваги, передається в інші точки без змін.
  13.  Отже, якщо до  поршня площею  S1  закритої посудини, яка заповнена рідиною, прокласти силу  Р1,  то вона зрівноважиться силою тиску рідини

на цей поршень, і, у відповідності з вказаним законом,  цей тиск буде діяти в будь-якій точці рідини (тертям поршня знехтуємо), а значить і на поверхню посудини

  1.  Для посудини, яка складається з двох циліндрів Ц1 і Ц2, з'єднаних трубопроводом, тиск який  створюється поршнем циліндра  Ц1  під дією сили  Р1

за законом Паскаля передається на поршень циліндра Ц2 (якщо знехтувати втратами тику під час руху рідини в трубі, яка з'єднує циліндри).

  1.  При збільшенні сили Р1  тиск збільшується. Збільшення тиску відбувається доти, поки на поршні циліндра Ц2 зусилля не стане рівним Р2.
  2.  Під дією сили  Р1  поршень циліндра Ц1 рухається вниз, витісняючи рідину в циліндр Ц2.

  1.  При повній герметичності циліндрів і практично нестискальній рідині переміщення поршнів зв'язані рівнянням

,

де y1, y2 – переміщення поршнів циліндрів Ц1 і Ц2;

S1, S2 – площі поршнів циліндрів Ц1, Ц2.

  1.  Після диференціювання рівняння запишеться у вигляді

або

де Qвитрати рідини.

Зусилля Р2 визначається

  1.  На практиці склад гідравлічного приводу необхідно розширити: встановити прилади, за допомогою яких можна буде регулювати, наприклад
  2.  напрям руху гідроциліндра;
  3.  швидкість руху гідроциліндра;
  4.  максимальне навантаження на шток гідроциліндра
  5.  Крім того необхідно замінити ручний поршневий насос (циліндр Ц1) на насос, який забезпечує безперервну подачу рідини
  6.  Загальну структуру приводу можна представити у вигляді п'яти складових частин:
  7.  джерело механічної енергії – це, в більшості випадків, двигун внутрішнього згорання або електричний. Загальна назва – привідний двигун;
  8.  для перетворення механічної енергії привідного двигуна в гідравлічну енергію потоку рідини під тиском застосовується насос. В деяких випадках насос з привідним двигуном не входять до складу приводу, робоча рідина під тиском поступає з магістралі або від акумулятора;

  1.  регулююча апаратура призначена для регулювання параметрів гідравлічного приводу:

положення, швидкості та напряму руху вихідної ланки гідравлічного двигуна;

зусилля на вихідній ланці гідравлічного двигуна;

циклу роботи двигунів гідравлічного приводу;

захисту гідравлічного приводу від перевантаження;

  1.  допоміжна апаратура забезпечує кондиціювання робочої рідини (підтримання температури, очистку та ін.), контролює процес експлуатації, захищає елементи гідравлічного приводу від поломок та виконує інші функції, не пов'язані безпосередньо з роботою гідравлічного приводу, але необхідні для забезпечення роботоздатності приводу.
  2.  Гідравлічні машини (насоси, двигуни) і гідравлічні апарати з'єднані між собою гідравлічними лініями (трубопроводами, рукавами високого тиску, каналами в корпусах і монтажних плитах)
  3.  Насос Н всмоктує рідину з бака Б і перекачує її по трубопроводу в гідроциліндр  Ц. Напрям руху рідини в трубопроводах, приєднаних до гідроциліндра, отже і напрям руху штоку гідроциліндра, визначається положенням золотника З розподільника Р. Згідно рис.3 рідина від насоса Н по трубопроводу Р  підводиться до розподільника Р. Золотник З розподільника по трубопроводу А сполучає поршневу порожнину гідроциліндра Ц з напірною лінією Р, а штокову порожнину по трубопроводу В із зливною лінією Т.  Шток гідроциліндра Ц висувається, долаючи зусилля F.

  1.  На рис.6 золотник розподільника з'єднує з напірною лінією Р штокову порожнину гідроциліндра Ц трубопроводом В, а поршневу порожнину – зі зливною лінією по трубопроводу А. Шток гідроциліндра втягується.
  2.  Для захисту гідравлічного приводу від перевантаження (тобто від підвищеного тиску) встановлений запобіжний клапан КЗ. Він обмежує максимальний тиск, який створює насос.
  3.  В запобіжному клапані пружина притискує шарик до сідла, а тиск в трубопроводі Р, діючи на поверхню шарика відкриває прохід рідини при підвищенні більше допустимого.

  1.  На  практиці схеми робочого циклу гідравлічного приводу, зображені на рис.4, 5 не показуються. Замість спрощених зображень гідравлічних агрегатів у розрізі застосовуються умовні позначення (рис. 6)
  2.  Зображення робочого циклу гідравлічної системи за допомогою умовних позначень  називаються принциповою схемою.
  3.  В подальшому, при розгляді принципу дії різних гідравлічних приводів будемо застосовувати принципові схеми.
  4.  Умовні зображення окремих гідравлічних агрегатів і їх функції приводяться в стандартах

  1.  Місце гідравлічного приводу в машині показано на рис. 7.
  2.  Режим роботи гідравлічного приводу задає елемент керування.
  3.  В залежності від задачі керування гідравлічний привід повинен забезпечувати
  4.  стабілізацію параметрів машини: швидкості, положення, зусилля;
  5.  Зміну параметрів машині за заданою програмою;
  6.  Зміну параметрів машини за законом, наперед невідомим.

  1.  Гідравлічні приводи застосовуються в:
  2.  промисловості

металургія;

важка промисловість;

преси;

машини для переробки пластмас;

верстати;

  1.  енергетиці

шлюзи і греблі (плоскі затвори, ворота);

механізми підйому мостів;

турбіни;

атомні електростанції;

  1.  будівельних і дорожніх машинах

екскаватори;

підйомні крани;

бульдозери;

скрепери;

автомобілебудування;

  1.  суднобудуванні

рульове керування;

суднові крани;

носові порти;

затвори переборок;

  1.  особливих областях техніки

опори для телескопів;

механізми переміщення антен, шасі літаків, рулі літаків;

спеціальне обладнання.

  1.  При проектуванні технологічних процесів і обладнання проектувальнику необхідно вибрати оптимальний (виходячи з умов експлуатації, вимог до характеристик та ін.) привід для машини. Для вибору привода можна скористатися порівняльною характеристикою різних типів приводів, наведеною далі.
  2.  Область застосування привода зумовлена його перевагами і недоліками.
  3.  Гідравлічні приводи значно поступаються електричним і механічним за значенням к.к.д., швидкістю передачі сигналів керування, але мають менші розміри і масу силових систем. Вони мають кращі динамічні характеристики, ніж електричні приводи, гідравлічні двигуни мають найменшу питому масу (відношення маси двигуна до його потужності), найменшу інерційність. Гідравлічні приводи захищені від перевантажень, мають високу точність обробки сигналів керування. Це й зумовило широке використання гідравлічних приводів в різних галузях промисловості.

Класифікація гідравлічних приводів:

  1.  Акумулятори мають набагато простішу конструкцію, ніж насоси і меншу вартість. Але їх суттєвий недолік – обмежений запас енергії. Тому, як правило, вони застосовуються як аварійне джерело енергії, або працюють разом з насосом для компенсації пікових витрат.
  2.  Магістральне джерело живлення для гідравлічних приводів практично не застосовується з-за незручності передачі гідравлічної енергії на великі відстані.
  3.  В залежності від потреб механізму, який приводить в рух гідравлічний привід, вихідна ланка його двигуна може рухатися поступально, поворотно або обертально.
  4.  Гідравлічні двигуни, які забезпечують поступальний рух називаються гідроциліндрами. Гідроциліндри діляться на наступні групи


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2956. Пилотажно-навигационные комплексы. Барометрический канал измерения высоты 436.5 KB
  Пилотажно-навигационные комплексы. Барометрический канал измерения высоты Назначение пилотажно-навигационных комплексов, их разновидности. Авиационной навигацией называется тот раздел навигации, в котором рассматривается раздел вождения самолетов ...
2957. Модернизация планировочных решений квартир, их элементов, секций и здания в целом 199.5 KB
  Модернизация планировочных решений квартир, их элементов, секций и здания в целом. Первым параметром здания является его конструктивная схема. Конструктивные схемы зданий, подлежащих реконструкции, можно разделить на пять видов. Однопролетная схема ...
2958. Техническая эксплуатация кирпичных стен гражданских зданий 71.5 KB
  Техническая эксплуатация кирпичных стен гражданских зданий. Эксплуатационные качества наружных и внутренних стен, факторы и причины, влияющие на них. Оценка технического состояния стен при эксплуатации. Причины контроля за деформациями в системах зд...
2959. Система воздушных сигналов 916 KB
  Система воздушных сигналов. НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМ ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ Одним из важнейших параметров полета летательного аппарата (ЛА) является его скорость. В основу принципа действия современных бортовых средств измерения параметров движения летательн...
2960. Причины, вызывающие необходимость реконструкции зданий 34.5 KB
  Причины, вызывающие необходимость реконструкции зданий. Нормативные требования, предъявляемые к зданию, и их соблюдение при реконструкции. Основные конструктивные мероприятия, выполняемые при реконструкции зданий. При реконструкции отдельного здания...
2961. Техническая эксплуатация перекрытий зданий 70.5 KB
  Техническая эксплуатация перекрытий зданий. Эксплуатационные качества междуэтажных, чердачных и других видов перекрытий. Факторы и причины влияющие на них. Оценка технического состояния перекрытий. Обеспечение несущих и ограждающих функций крыш в процессе эксплуатации.
2962. Ограждающие конструкции с применением древесины 454.5 KB
  Ограждающие конструкции с применением древесины Деревянные и светопрозрачные настилы. Прогоны. Сборные ограждающие конструкции с использованием древесины. Основные положения расчета клеефанерных плит покрытия. Настилы являются несущими элементами ог...
2963. Магнитные датчики и приборы курсовых систем 623 KB
  Магнитные датчики и приборы курсовых систем  Общие сведения о курсе летательного аппарата Магнитное поле Земли  Магнитные компасы Девиации и погрешности магнитных компасов Индукционные компасы Контрольные вопросы Общие ...
2964. Крыши, покрытия и эксплуатационные требования к ним 117.5 KB
  Крыши, покрытия и эксплуатационные требования к ним По своему назначению любая крыша должна удовлетворять ряду важных эксплуатационных требований, так как ее состояние сказывается на техническом состоянии и эксплуатационных качествах нижележащих...