Дросельне регулювання швидкості

За допомогою дросельного регулювання забезпечується ручне або автоматичне зміна подачі рідини і відповідно швидкості гідродвигуна. Частота обертання нерегульованого гідромотора, що живиться від нерегульованого насоса, регулюється дроселями, що встановлюються на вході або виході робочої рідини з гідромотора. Дросель являє собою місцеве гідравлічний опір, яке встановлюється на шляху руху рідини для обмеження (регулювання) її потоку шляхом створення опору (перепаду тиску.) В гідроприводах дроселі застосовують головним чином для регулювання швидкості вихідної ланки гідродвигуна прямолінійного руху (силових гідроциліндрів) або частоти обертання валу гідромоторів .

Способи включення дроселя в гідропривід: на вході (рис. 121, а) -дроссель встановлений перед гідродвигуном на напірної гідролінії; на виході (рис. 121, б) - дросель встановлений на зливний гідролінії, після гідродвигуна; на відгалуженні (рис. 121, в) -дроссель розташований на напірної гідролінії паралельно гідродвигуна. При всіх способах дросельного регулювання частина рідини, що подається насосом, відводиться в зливну гідролінію, не здійснюючи корисної роботи.

Гідроприводи з дросельним регулюванням виконуються за двома схемами: з постійним потоком рідини і з постійним тиском. Схема з постійним тиском застосовується в системах з автоматичним регулюванням. Використання цієї схеми дає можливість одночасної роботи декількох гідродвигунів від одного насоса незалежно від зовнішнього навантаження кожного з гідродвигунів. При роботі гідроприводу з регульованим насосом в схемі немає додаткових пристроїв, а при роботі з нерегульованим насосом в систему встановлюється переливної гідроклапан, який безперервно, перепускаючи частина робочої рідини під час роботи, підтримує заданий тиск. Розглянемо більш докладно способи включення дроселя в схемах з постійним потоком.

Гідропривід з дроселем на вході (див. Рис. 121, а) не забезпечує сталості швидкості вихідної ланки, якщо навантаження на ньому змінна, а також при подачі рідини в гідроциліндр, що має значний момент інерції. Під дією сили інерції рухається маси дросель 3 не протидіє. Цю схему можна застосовувати в вантажопідйомних пристроях, так як вантаж може впасти внаслідок недостатнього протидії зливний лінії і сил тертя поршня об стінки циліндра.

Дросельне регулювання швидкості

Гідропривід з дроселем на виході. При цій схемі в будь-якому напрямку руху штока під дією зовнішнього навантаження (див. Рис. 121, б) не відбудеться розриву струменя і падіння вантажу. Тепло, що виділяється при проходженні рідини через дросель, відводиться безпосередньо в гидробак, минаючи гідророзподільник і гідроциліндр.

Гідропривід з дроселем на відгалуженні (див. Рис. 121, в). Робоча рідина, що подається насосом, не доходячи до гідророзподільника 4, розділяється на два потоки, один з яких через гідророзподільник направляється в гідроциліндр, а другий через дросель відводиться в гидробак. Запобіжний клапан перепускає рідину тільки в разі перевищення навантаження в гидроцилиндре. Тому гідросистема з дроселем на відгалуженні економічніше, ніж системи з дроселем на вході або з дроселем на виході. Швидкість руху поршня можна регулювати зміною прохідного перетину дроселя. При повністю відкритому дроселі вся робоча рідина подається в гідроциліндр, при цьому використовується максимальна швидкість руху поршня гідроциліндра або частота обертання вала гідромотора. При повністю закритому дроселі рух гідроциліндра припиняється.

ККД гідроприводу з дросельним регулюванням малий, оскільки дросельне регулювання засноване на перетворенні частини енергії в тепло, гідравлічні схеми з цими регуляторами застосовують зазвичай в системах невеликої потужності (до 5 кВт). Крім регулювання потоків робочої рідини, що підводиться до веденого ланці в приводах верстатів, необхідно реверсування руху цієї ланки. У гідроприводах з вихідним ланкою - гидромотором - це буде обертання валу гідромотора за годинниковою стрілкою або проти, а в гідроприводах з вихідним ланкою - гідроциліндром - зворотно-поступальний рух його штока. У гідроприводах з регульованим і оборотним насосом реверсування здійснюється відхиленням обертового ротора або похилого диска в одну або іншу сторону від нейтрального положення. У гідроприводах з нерегульованим і нереверсіруемим насосом реверсування здійснюється Гідророзподільники.

Розглянемо докладніше дві схеми простого дросельного регулювання швидкості. Гідросхеми з дроселем, встановленим на вході в порожнину б гідроциліндра 4, представлена ​​на рис. 122, а. Порожнина гідроциліндра повідомляється з гідробаком. Кількість масла, що надходить через дросель 3 в порожнину б гідроциліндра, а отже, і швидкість переміщення поршня визначаються прохідним перетином дроселя і перепадом (різницею) тисків між нагнетательной гідролінією а й порожниною б. Надлишок нагнітається насосом 2 масла, перевищує потік через дросель, зливається в гидробак 1 через переливний клапан 6. Гідравлічне реле тиску 5 видає електричний сигнал після зупинки штока гідроциліндра і досягнення в порожнині б тиску р1. Крім зливу в гидробак масла, що не використовується для корисної роботи, переливні клапани призначені для обмеження максимального тиску в лінії нагнітання.

Рівність сил, що діють на поршень гідроциліндра, може бути виражено рівнянням:

де p1 - тиск в порожнині б, Па; p2 - тиск в порожнині в, Па;

S1 - Робоча площа гідроциліндра з боку порожнини б, м 2;

S2 - робоча площа гідроциліндра з боку порожнини в, м 2;

F - навантаження (сила) на шток гідроциліндра від зовнішніх сил, Н;

FT - сила тертя в ущільненнях гідроциліндра і поршня об стінки гідроциліндра, Н.

Перепад тиску, т. Е. Різницю тисків до і після дроселя:

де pH - тиск настройки запобіжного клапана.

У міру зростання сили F, що діє на шток гідроциліндра, збільшується тиск p1 в передній порожнини гідроциліндра, в результаті чого зменшується перепад тиску на дроселі ΔpДР. потік масла через дросель і, отже, швидкість переміщення поршня гідроциліндра. При установці дроселя 3 на виході з порожнини в гидроцилиндре (див. Рис. 122, б) в порожнині б тиск залишається постійним і равнимp1 = pH. при цьому рівність сил, що діють на поршень гідроциліндра, визначається рівнянням:

Таким чином, і в цьому випадку при збільшенні навантаження зменшуються ΔpДР і швидкість переміщення поршня гідроциліндра.

Оскільки прості дросельні системи не забезпечують сталості швидкості вихідної ланки при зміні зовнішнього навантаження, їх застосовують тільки в гідроприводах, що працюють при малоизменяющейся навантаженнях, або тоді, коли в процесі роботи допустимі зміни швидкості (в основному в гідроприводах різних допоміжних пристроїв).

Поділитися посиланням: