Гидравлический привод. Гидравлические машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Междуреченский филиал

Реферат

на тему: Гидравлический привод. Гидравлические машины

по дисциплине: «Пневмо- и гидропривод»

Выполнил: студент гр. МХЖ-11МУ

Д.А. Ширшова

Принял: преподаватель О.В. Рябцев

Междуреченск 2014

Содержание

Введение

1. Виды гидроприводов

1.1 По характеру движения выходного звена гидродвигателя

1.2 По возможности регулирования

1.3 По схеме циркуляции рабочей жидкости

1.4 По источнику подачи рабочей жидкости

1.5 По типу приводящего двигателя гидроприводы

2. Преимущества

3. Недостатки

4. Гидравлические машины

5. Назначение, классификация и область применения насосов и гидродвигателей

Список использованной литературы

Введение

гидравлический двигатель гидропривод насос

Гидравлический привод (гидропривод) -- совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии. Обязательными элементами гидропривода являются насос и гидродвигатель.

Гидропривод представляет собой своего рода «гидравлическую вставку» между приводным двигателем и нагрузкой (машиной или механизмом) и выполняет те же функции, что и механическая передача (редуктор, ремённая передача, кривошипно-шатунный механизм и т. д.).

Основное назначение гидропривода, как и механической передачи -- преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок и др.).

В общих чертах, передача энергии в гидроприводе происходит следующим образом: приводной двигатель передаёт вращающий момент на вал насоса, который сообщает энергию рабочей жидкости.

Рабочая жидкость по гидролиниям через регулирующую аппаратуру поступает в гидродвигатель, где гидравлическая энергия преобразуется в механическую.

После этого рабочая жидкость по гидролиниям возвращается либо в бак, либо непосредственно к насосу.

1. Виды гидроприводов

Гидроприводы могут быть двух типов: гидродинамические и объёмные:

В гидродинамических приводах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости.

В объёмных гидроприводах используется потенциальная энергия давления рабочей жидкости.

Объёмной называется гидромашина, рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из рабочей камеры. К объёмным машинам относят, например, поршневые насосы, аксиально-поршневые, радиально-поршневые, шестерённые гидромашины и др.

Одна из особенностей, отличающая объёмный гидропривод от гидродинамического -- большие давления в гидросистемах. Так, номинальные давления в гидросистемах экскаваторов могут достигать 32 МПа, а в некоторых случаях рабочее давление может быть более 300 МПа.

Объёмный гидропривод применяется в горных и строительно-дорожных машинах, в станкостроении и др.

В зависимости от конструкции и типа входящих в состав гидропередачи элементов объёмные гидроприводы можно классифицировать по нескольким признакам.

1.1 По характеру движения выходного звена гидродвигателя

- Гидропривод вращательного движения. Когда в качестве гидродвигателя применяется гидромотор, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает неограниченное вращательное движение;

- Гидропривод поступательного движения. У которого в качестве гидродвигателя применяется гидроцилиндр -- двигатель с возвратно-поступательным движением ведомого звена (штока поршня, плунжера или корпуса);

- Гидропривод поворотного движения. Когда в качестве гидродвигателя применён поворотный гидродвигатель, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает возвратно-поворотное движение на угол, меньший 360°.

1.2 По возможности регулирования

Если скорость выходного звена (гидроцилиндра, гидромотора) регулируется изменением частоты вращения двигателя, приводящего в работу насос, то гидропривод считается нерегулируемым.

- Регулируемый гидропривод. В котором в процессе его эксплуатации скорость выходного звена гидродвигателя можно изменять по требуемому закону. В свою очередь регулирование может быть: *дроссельным, объёмным, объёмно-дроссельным.

Регулирование может быть: ручным или автоматическим.

В зависимости от задач регулирования гидропривод может быть:

1. стабилизированным;

2. программным;

3. следящим.

- Саморегулируемый гидропривод автоматически изменяет подачу жидкости по фактической потребности гидросистемы в режиме реального времени (без фазового сдвига).

1.3 По схеме циркуляции рабочей жидкости

- Гидропривод с замкнутой схемой циркуляции, в котором рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается во всасывающую гидролинию насоса.

Гидропривод с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости компактен, имеет небольшую массу и допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности возникновения кавитации, поскольку в такой системе во всасывающей линии давление всегда превышает атмосферное. К недостаткам следует отнести плохие условия для охлаждения рабочей жидкости, а также необходимость спускать из гидросистемы рабочую жидкость при замене или ремонте гидроаппаратуры;

Рисунок 1

Гидросистемы с замкнутой схемой циркуляции рабочей жидкости (справа) и с разомкнутой схемой (слева). На схеме слева всасывающая и сливная гидролинии сообщаются с баком (разомкнутая схема); на схеме справа бак используется только для вспомогательной гидросистемы (системы подпитки). Н и Н1 -- насосы; М -- гидромотор; Р -- гидрораспределитель; Б -- гидробак; Н1 -- насос системы подпитки; КП1, КП2, -- Предохранительные клапана; КО1 и КО2 -- обратные клапана. Предохранительные клапана КП (на схеме слева), КП1 и КП2 (на схеме справа) срабатывают в тот момент, когда нагрузка на валу гидромотора слишком велика, и давление в гидросистеме превышает допустимую величину. Обратные клапана КО1 и КО2 срабатывают тогда, когда давление слишком мало, и возникает опасность кавитации.

- Гидропривод с разомкнутой системой циркуляции. В котором рабочая жидкость постоянно сообщается с гидробаком или атмосферой.

Достоинства такой схемы -- хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Однако такие гидроприводы громоздки и имеют большую массу, а частота вращения ротора насоса ограничивается допускаемыми (из условий бескавитационной работы насоса) скоростями движения рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе.

1.4 По источнику подачи рабочей жидкости

1.4.1 Насосный гидропривод

В насосном гидроприводе, получившем наибольшее распространение в технике, механическая энергия преобразуется насосом в гидравлическую, носитель энергии -- рабочая жидкость, нагнетается через напорную магистраль к гидродвигателю, где энергия потока жидкости преобразуется в механическую. Рабочая жидкость, отдав свою энергию гидродвигателю, возвращается либо обратно к насосу (замкнутая схема гидропривода), либо в бак (разомкнутая или открытая схема гидропривода). В общем случае в состав насосного гидропривода входят гидропередача, гидроаппараты, кондиционеры рабочей жидкости, гидроёмкости и гидролинии.

1.4.2 Магистральный гидропривод

В магистральном гидроприводе рабочая жидкость нагнетается насосными станциями в напорную магистраль, к которой подключаются потребители гидравлической энергии. В отличие от насосного гидропривода, в котором, как правило, имеется один (реже 2-3) генератора гидравлической энергии (насоса), в магистральном гидроприводе таких генераторов может быть большое количество, и потребителей гидравлической энергии также может быть достаточно много.

1.4.3 Аккумуляторный гидропривод

В аккумуляторном гидроприводе жидкость подаётся в гидролинию от заранее заряженного гидроаккумулятора. Этот тип гидропривода используется в основном в машинах и механизмах с кратковременными режимами работы.

1.5 По типу приводящего двигателя гидроприводы

С электроприводом приводом от ДВС турбин.

2. Преимущества

К основным преимуществам гидропривода относятся:

1. возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки, простота управления и автоматизации;

2. простота предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок;

3. надёжность эксплуатации;

4. широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена;

5. большая передаваемая мощность на единицу массы привода;

6. надёжная смазка трущихся поверхностей при применении минеральных масел в качестве рабочих жидкостей;

7. получение больших сил и мощностей при малых размерах и весе передаточного механизма;

8. возможность осуществления различных видов движения;

9. возможность частых и быстрых переключений при возвратно-поступательных и вращательных прямых и реверсивных движениях;

10. возможность равномерного распределения усилий при одновременной передаче на несколько приводов;

11. упрощённость компоновки основных узлов гидропривода внутри машин и агрегатов, в сравнении с другими видами приводов.

3. Недостатки

К недостаткам гидропривода относятся:

1. утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких значениях давления;

2. нагрев рабочей жидкости, что в ряде случаев требует применения специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты;

3. более низкий КПД (по приведённым выше причинам), чем у сопоставимых механических передач;

4. необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости и защиты от проникновения в неё воздуха;

5. пожароопасность в случае применения горючей рабочей жидкости;

6. зависимость вязкости рабочей жидкости, а значит и рабочих параметров гидропривода, от температуры окружающей среды;

7. в сравнении с пневмоприводом -- невозможность эффективной передачи гидравлической энергии на большие расстояния вследствие больших потерь напора в гидролиниях на единицу длины.

4. Гидравлические машины

Гидравлические машины (гидромашины) -- одна из групп гидравлических механизмов. Термин «гидравлические машины» часто используют как обобщающий для насосов и гидродвигателей. Желательность такого обобщения вытекает из свойства обратимости насосов и гидродвигателей. Это свойство заключается в том, что гидравлическая машина может работать как в качестве насоса (генератора гидравлической энергии), так и в качестве гидродвигателя. Гидравлическая энергия потока рабочей жидкости создается благодаря работе гидронасосов, получающих привод от механических или электрических средств. Гидромоторы, гидродвигатели и гидроцилиндры гидравлическую энергию жидкости преобразуют в механическую работу рабочих органов. Однако, в отличие от электрических машин, обратимость гидравлических машин не является полной: для реализации обратимости необходимо внесение изменений в конструкцию машины, и кроме того, не каждый насос может работать в качестве гидродвигателя, и не каждый гидродвигатель может работать в режиме насоса.

Термин «гидравлические машины» не следует путать с термином «гидрофицированные машины». Под последними обычно понимаются машины, привод рабочих органов которых выполнен на базе гидравлического привода.

Гидравлические машины являются необходимой частью гидропривода.

5. Назначение, классификация и область применения насосов и гидродвигателей

Гидромашина - это устройство, создающее или использующее поток жидкой среды.

Насос - это гидромашина, преобразующая механическую энергию привода в энергию потока рабочей жидкости.

Гидродвигатель - это гидромашина, преобразующая энергию потока жидкости в механическую работу.

По принципу действия все гидромашины делятся на:

- динамические - это гидромашины, в которых взаимодействие ее рабочего органа с жидкостью происходит в проточной полости, постоянно сообщенной с входом и выходом гидромашины.

- объемные - это гидромашины, в которых взаимодействие ее рабочего органа с жидкостью происходит в герметичной рабочей камере, попеременно сообщающейся с входом и выходом гидромашины. Таким образом, объемные насосы работают по принципу вытеснения жидкой среды, поступающей под действием атмосферного (вспомогательного) давления в рабочую камеру (камеры), объем которой в этот момент увеличивается. Рабочие камеры могут быть: 1) неподвижными и 2) подвижными. В первом случае после заполнения объем рабочей камеры принудительно уменьшается и жидкость из нее вытесняется во внешний трубопровод, во втором вытеснению предшествует перенос заполненных рабочих камер из полости всасывания в полость нагнетания. В качестве вытеснителей, позволяющих изменять объем рабочей камеры, применяют поршни, плунжеры, пластины, диафрагмы, зубья шестерен и т. д. Рабочая камера объемного насоса герметична, т. е. постоянно разобщает всасывающее и нагнетательное отверстия насоса с помощью специальных запорных органов клапанного, золотникового или иного типа.

В гидравлических машинах, работающих в условиях холодного климата, при пуске и в начальный период работы значительно возрастают потери давления в трубопроводах. При -50…-60 С потери давления рабочей жидкости в гидролиниях привода могут возрастать в 15…20 раз по сравнению с потерями давления при +50 С. Для уменьшения потерь давления в трубопроводах необходимо обеспечить минимальную протяженность трубопроводов, сократить число изгибов, соединений, переходов и т.п.

Литература

1. Гейер В.Г., Дулин В.С., Заря А.Н. Гидравлика и гидропривод: Учеб для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1991.

2. Юфин А.П. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод. М.: Высшая школа, 1965.

3. Алексеева Т.В. Гидропривод и гидроавтоматика землеройно-транспортных машин. М., «Машиностроение», 1966. 140 с.

4. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1982.

5.. Башта Т.М. Гидравлические приводы летательных аппаратов. Издание 4-е, переработанное и дополненное. Изд-во «Машиностроение», Москва 1967.

6. Схиртладзе А.Г., Иванов В.И., Кареев В.Н. Гидравлические и пневматические системы. Издание 2-е, дополненное. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2003. 544 с.

7. Лепешкин А.В., Михайлин А.А., Шейпак А.А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник, ч.2. Гидравлические машины и гидропневмопривод / под ред. А. А. Шейпака. М.: МГИУ, 2003. 352 с.

Размещено на Allbest.ru