Кемп Х.(редактор) Гидропривод. Основы и компоненты. Учебный курс по гидравлике, том 1
Подождите немного. Документ загружается.
Гидропривод. Основы и компоненты
Учебный курс по гидравлике, том 1
Гидропривод.
Основы и компоненты
Издание 2
(на русском языке)
Издатель:
Бош Рексрот АГ
Сервис Автоматизация
Дидактика
64711 г. Эрбах
Германия
Коллектив авторов:
X. Экснер, Р. Фрейтаг, Д-р X. Гайс,
Р. Ланг, Й. Оппольцер, П. Шваб,
Е. Зумпф, У. Остендорфф, М. Райк
Переработка и редакция:
X. Кемпф
Титульная страница:
Фирма GrafikDesign, Фильдерштадт
Дизайн и подготовка к печати
Ksis Repro, Штутгарт
Перевод с немецкого языка:
Д. В. Горобец
Редактор русского издания:
канд. техн. наук
В. К. Свешников
Перепечатка, размножение и пере-
вод всей книги или ее частей раз-
решаются только с нашего письмен-
ного согласия и с указанием источ-
ника. Мы не несем ответственности
за соответствие содержания дей-
ствующему законодательству РФ.
Мы оставляем за собой право на из-
менения.
(Перевод на русский язык немецкого издания 3.1. 2003)
Заказной номер: RRS 00 290/2003
Гидропривод. Основы и компоненты
Учебный курс по гидравлике, том 1
История успеха учебника «Гидропривод. Основы и компоненты», знакомого многим под немецким названи-
ем «Der Hydraulik Trainer», началась с первого издания этой книги в 1978 году. С тех пор она сопровождала
многие поколения инженеров в качестве учебного пособия, самоучителя, справочника и до сих пор является
незаменимым помощником на рабочем месте. Основанием для успеха послужила заложенная еще самыми
первыми авторами концепция: объяснить основы и функционирование гидравлических устройств в разрезе
с указанием принципиальных схем. Таким образом осуществлялась тесная связь теории с практикой.
К этому изданию:
- Хорошо зарекомендовавшая себя концепция и подборка тем в книге остались неизменными.
- Содержание было обновлено в соответствии с последними технологическими разработками.
- Были доработаны цветные изображения потоков жидкости внутри гидроаппаратуры, которые дают нагляд-
ное представление о ее принципе работы.
- Приведен список важнейших норм в области гидравлики, упрощающий поиск нужной информации.
- Новый предметный указатель относится ко всей книге и облегчает, таким образом, поиск терминов.
Мы благодарим господина Хельмута Кемпфа за переработку и редактирование,
господина Удо Остендорффа за обновление главы «Аксиально-поршневые насосы»
и всех сотрудников Бош Рексрот АГ, которые внесли свой вклад в создание этой книги.
Филиал Бош Рексрот АГ в России в особенности благодарит кандидата технических наук
Владимира Константиновича Свешникова за полное редактирование перевода
и многочисленные полезные советы.
Бош Рексрот АГ
Дидактика
ООО «Бош Рексрот»
The Drive & Control Company
127015 Москва
ул. Вятская 27/15
Тел. +7 095 785 74 78/79
Факс. +7 095 785 74 77
Rexroth didactic Содержание
Содержание
Вступление
Таблица содержания ...
Глава 1
Основные принципы
1 Введение
1.1 Жидкостная техника (флюидика)
1.2 Гидромеханика
1.2.1 Гидростатика
1.2.2 Гидрокинетика
1.3 Формы передачи энергии (выборка)
1.4 Величины, формульные символы и единицы измерения
2 Физические термины
2.1 Масса, сила, давление
2.1.1 Масса
2.1.2 Сила
.1.3 Давление
.2 Работа, энергия, мощность
2.2.1 Работа
2.2.2 Энергия
2.2.2.1 Потенциальная энергия
2.2.2.2 Кинетическая энергия
2.2.3 Мощность
2.3 Скорость, ускорение
2.3.1 Скорость
2.3.2 Ускорение
2.4 Гидромеханика
2.4.1 Гидростатика
2.4.2 Давление
2.4.2.1 Давление под воздействием внешних сил
2.4.2.2 Передача силы
2.4.2.3 Передача давления
2.4.3 Гидрокинетика
2.4.3.1 Закон потока
2.4.3.2 Закон сохранения энергии
2.4.3.3 Трение и потери давления
2.4.3.4 Типы потока
2.4.3.4.1 Число Рейнольдса
3 Гидроприводы
3.1 Важнейшие характеристики гидроприводов
3.2 Проектирование гидропривода
3.2.1 Преобразование энергии
3.2.2 Управление энергией
3.2.3 Передача энергии
3.2.4 Дальнейшая информация
3.3 Проектирование простейшего гидропривода
Глава 2
Условные обозначения (символы) по DIN ISO 1219
Основные символы 33
Функциональные символы 34
Способы управления 35
Источники энергии, ее преобразование и резервирование 36
Насосы и гидромоторы 36
Гидроцилиндры 36
Гидроаккумуляторы 36
Управление энергией в системах без обратной связи и с обратной связью 37
Реверсивные и дросселирующие гидрораспределители 37
Обратные клапаны 37
Гидроклапаны давления 38
Дроссели и регуляторы расхода 38
Двухлинейные встраиваемые клапаны (логические элементы) 38
Резервуары и кондиционеры рабочей среды 39
Измерительные приборы и индикаторы 39
Глава 3
Гидравлические жидкости
1 Введение 41
2 Требования к жидкостям 42
2.1 Смазывающие и антиизносные характеристики 42
2.2 Вязкость 43
2.3 Индекс вязкости 43
2.4 Зависимость вязкости от давления 43
2.5 Совместимость с различными материалами 43
2.6 Стабильность сдвига 43
2.7 Термическая стабильность 43
2.8 Антиокислительная стабильность 43
2.9 Незначительная сжимаемость 44
2.10 Незначительное тепловое расширение 44
2.11 Малое пенообразование 44
2.12 Малое поглощение воздуха и его хорошее отделение 44
2.13 Высокая точка кипения и низкое давление пара 44
2.14 Высокая плотность 44
2.15 Хорошая теплопроводность 45
2.16 Хорошие диэлектрические характеристики (непроводимость) 45
2.17 Негигроскопичность 45
2.18 Негорючесть 45
2.19 Нетоксичность жидкости, паров и продуктов утилизации 45
2.20 Хорошие антикоррозионные свойства 45
2.21 Невыделение клейких субстанций 45
2.22 Хорошая фильтруемость 45
2.23 Совместимость и взаимозаменяемость с другими гидравлическими жидкостями 46
2.24 Образование шлама 46
2.25 «Дружественное» по отношению к оператору обслуживание 46
2.26 Экологическая допустимость 46
2.27 Цены и доступность 46
3 Обзор типовых гидравлических жидкостей 47
4 Пример выбора подходящих гидравлических компонентов 48
4.1 Диапазон температур и вязкостей жидкостей для различных гидравлических компонентов 49
4.2 Оценка . 49
Глава 4
Насосы
1 ' Введение 5
2 Конструктивные исполнения 5
2.1 Шестеренные насосы наружного зацепления 5
2.2. Шестеренные насосы внутреннего зацепления 5
2.3 Героторные насосы 5
2.4 Роторно-винтовые насосы 5
2.5 Пластинчатый насос одинарного действия 5
2.6 Пластинчатый насос двойного действия 5
2.7 Радиально-поршневой насос с эксцентричным ротором 5
2.8 Радиально-поршневой насос с эксцентричным валом 5
2.9 Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком 5
2.10 Аксиально-поршневой насос с наклонным диском 5
3 Критерии выбора 5
4 Функциональное описание 5
4.1 Роторно-винтовые насосы 5
4.2 Шестеренные насосы наружного зацепления 5
4.2.1 Принцип действия 5
4.3 Шестеренные насосы внутреннего зацепления 5
4.3.1 Принцип действия 5
4.4 Радиально-поршневые насосы 5
4.5 Пластинчатые насосы 6
4.5.1 Пластинчатые насосы двойного действия 6
4.5.2 Пластинчатые насосы одинарного действия 6
4.5.2.1 Регулируемые пластинчатые насосы 6
4.5.3 Принцип работы регулятора давления 6
4.5.4 Конструкция регулятора давления 6
4.5.5 Регулятор расхода 6
Глава 5
Гидромоторы
1 Введение 6
2 Конструктивные принципы 6
3 Функциональное описание 7
3.1 Шестеренные (зубчатые) гидромоторы 7
3.2 Гидромоторы типа LSHT (тихоходные гидромоторы) 7
3.2.1 Гидромоторы на основе планетарных шестерен с центральным валом 7
3.2.2 Героторные гидромоторы 7
3.2.3 Принцип действия многотактных поршневых гидромоторов 7
3.2.3.1 Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с вращающимся корпусом 7
3.2.3.2 Многотактные аксиально-поршневые гидромоторы с вращающимся валом 7
3.2.4 Многотактные радиально-поршневые гидромоторы 7
3.2.4.1 Однотактные радиально-поршневые гидромоторы с эксцентриковым валом 8
3.2.4.2 Регулируемые радиально-поршневые гидромоторы 8*
Глава 6
Аксиально-поршневые машины
1 Введение 87
1.1 Открытая система циркуляции 87
1.2 Закрытая система циркуляции 88
2 Принципы работы 89
2.1 Наклонный блок 89
2.1.1 Принцип работы машин с наклонным блоком 89
2.1.2 Описание функций 90
2.1.3 Основы вычислений 91
2.1.4 Силы, действующие на приводной механизм 92
2.1.5 Приводной механизм с коническими поршнями и углом наклона блока 40° 93
2.1.6 Конструктивные исполнения / примеры 94
2.2 Наклонный диск 95
2.2.1 Принцип использования наклонного диска 95
2.2.2 Описание функций 96
2.2.3 Основы вычислений 97
2.2.4 Силы, действующие на приводной механизм 98
2.2.5 Приводной механизм с наклонным диском (упрощенное изображение) 99
2.2.6 Конструктивные исполнения / примеры 99
3 Типы конструктивного исполнения аксиально-поршневых машин 101
3.1 Нерегулируемые насосы и гидромоторы с наклонным блоком 101
3.1.1 Нерегулируемый гидромотор 101
3.1.2 Нерегулируемый насос 101
3.1.3 Нерегулируемый насос для грузовых автомобилей 101
3.2 Регулируемые гидромоторы с наклонным блоком 102
3.2.1 Автоматический регулятор, работающий по принципу зависимости от давления 102
3.3 Регулируемые насосы с наклонным блоком для систем открытой циркуляции 103
3.3.1 Применение в области высокого давления 103
3.3.2 Регулятор мощности 104
3.3.3 Регулируемый сдвоенный насос с наклонными блоками 105
3.4 Регулируемый насос с наклонным диском для общепромышленного применения 106
3.4.1 Регулируемые насосные узлы 106
3.5 Регулируемый насос с наклонным диском для мобильных машин 107
3.6 Регулируемый насос с наклонным диском для мобильных машин высокого давления 108
3.7 Нерегулируемый гидромотор с наклонным диском 109
3.8 Переключающийся гидромотор с наклонным диском 109
3.9 Подстройки и регуляторы 110
i
Глава 7
Гидроцилиндры
1 Гидроцилиндры в гидросистемах 1
2 Виды гидроцилиндров в зависимости от принципа действия 1
2.1 Гидроцилиндры одностороннего действия 1
2.1.1 Плунжерный гидроцилиндр 1'
2.1.2 Гидроцилиндры с пружинным возвратом в исходное положение 1"
2.2 Гидроцилиндры двустороннего действия 1"
2.2.1 Дифференциальные гидроцилиндры с односторонним штоком 1"
2.2.2 Гидроцилиндры с двусторонним штоком 1"
2.3 Специальные исполнения гидроцилиндров одностороннего и двустороннего действия 1
2.3.1 Тандемные гидроцилиндры 1
2.3.2 Гидроцилиндры с ускоренным ходом 1
2.3.2.1 Гидроцилиндр одностороннего действия с ускоренным ходом 1
2.3.2.2 Гидроцилиндр двустороннего действия с ускоренным ходом 1"
2.3.3 Телескопические гидроцилиндры 1"
2.3.3.1 Телескопический гидроцилиндр одностороннего действия 1"
2.3.3.2 Телескопический гидроцилиндр двустороннего действия 1"
3 Принципы конструкции 1"
3.1 Конструктивное исполнение с анкерной связью 1"
3.2 Круглое конструктивное исполнение 12
4 Возможные типы крепления и указания по встройке 1<
5 Продольный изгиб (потеря устойчивости) 12
5.1 Продольный изгиб при осевом нагружении 12
5.2 Продольный изгиб при наличии боковых нагрузок 12
6 Демпфирование конечного положения 12
6.1 Демпфирование конечного положения на дне гидроцилиндра 12
6.2 Тормозное усилие 12
6.2.1 Расчет тормозного усилия 12
6.2.2 Расчет среднего демпфирующего давления 12
7 Системы сервоцилиндров 1С
7.1 Сервоцилиндры 1С
7.1.1 Гидростатическая опора с клиновым зазором 1С
7.1.2 Гидростатическая «карманная» опора 1С
7.2 Управляющий сервоблок 1С
Глава 8
Поворотные гидродвигатели
1 Общие положения 1С
2 Типы конструкции 1С
2.1 Лопастная конструкция 1С
2.2 Поворотный гидродвигатель с вращающимся поршнем 1С
2.3 Поворотный гидродвигатель с параллельно работающими поршнями 1с
2.4 Поворотный гидродвигатель с шатунно-кривошипным приводом и поршнем,
совершающим возвратно-поступательное движение 1с
2.5 Поворотный гидродвигатель с шестеренно-реечным приводом и поршнем,
совершающим возвратно-поступательное движение 12
Глава 9
Гидроаккумуляторы и их применение
1 Общие положения 141
2 Задачи 142
2.1 Накопление энергии 142
2.1.1 Примеры применения 143
2.1.1.1 Несколько потребителей с различными значениями потребления рабочей жидкости 143
2.1.1.2 Повышение быстродействия (например, для станков) 144
2.1.1.3 Уменьшение времени хода 145
ш
2.2 Накопление рабочей жидкости 146
2.3 Действие в аварийной ситуации 146 -
2.4 Компенсация сил 148
2.5 Компенсация утечек масла 149
2.6 Амортизация ударов и вибраций 149
2.7 Разделение жидких сред 152
2.7.1 Разделение жидких и газообразных сред 152
2.7.2 Разделение двух жидких сред 153
2.7.3 Разделение двух газов 153
3 Типы гидроаккумуляторов с разделительным элементом 154
3.1 Баллонные аккумуляторы 155
3.2 Мембранные (диафрагменные) аккумуляторы 155
3.3 Поршневые аккумуляторы „. 156
3.4 Подключение дополнительных газовых сосудов >.! 156
4 Принадлежности для гидропневмоаккумуляторов 157
4.1 Предохранительные и выключающие блоки 157
4.1.1 Конструкция \ 158
4.2 Зарядные и контрольные устройства 158
4.3 Устройства для зарядки азотом 159
4.4 Крепежные элементы 159
5 Проектирование гидропневмоаккумуляторов с разделителем сред 160
5.1 Определение рабочих параметров 160
5.2 Изменение состояния газа 161
5.2.1 Изохорическое изменение состояния 161
5.2.2 Изотермическое изменение состояния 161
5.2.3 Адиабатическое изменение состояния 161
5.2.4 Политропное изменение состояния 161
5.3 Определение размера аккумулятора 162
5.4 Отклонение от поведения идеального газа 162
5.5 Процедура проектирования 162
5.6 Выбор типа аккумулятора для стандартных случаев применения 164
5.6.1 Мембранные (диафрагменные) аккумуляторы 164
5.6.2 Баллонные аккумуляторы 164
5.6.3 Поршневые аккумуляторы 164
6 Правила безопасности 165