Крамин А.В. Учебный курс гидравлики PDF 183с

Подождите немного. Документ загружается.

Гидравлика

для металлоконструкций

Качающий привод; крутящий момент до

2650 данм, давление до 200 бар

более подробные сведения смотри RD 09 118

Гидравлические цилиндры, ход до 10 000 мм,

давление до 400 бар более подробные сведе-

ния смотри RD 09 114 - RD 09 117

Золотниковые распределители в при-

тычном исполнении (до Ду 82), для

фланцевого подключения (до Ду 150)

более подробные сведения смотри RD

09 163

Приводная станция заградительного уст-

ройства при штормовом приливе

Принципиальные схемы

Принципиальная схема гидравлической

системы

На принципиальной схеме изображена кон-

струкция гидравлической системы.

Отдельные гидроприборы обозначены ус-

ловными знаками и соединены друг с другом.

Соединения отдельных магистралей обозна-

чены на принципиальных схемах линиями.

С помощью принципиальной схемы можно

разобраться в режиме работы гидросистемы.

К подробным функциональным схемам, как

правило, прилагается еще и диаграмма ра-

боты гидросистемы, позволяющая точно вос-

произвести последовательность включения

отдельных установок или машин.

Анализируя принципиальные схемы, можно

сказать, что элементы схем повторяются в

различных гидросистемах.

Рассмотрим несколько основных типов гид-

росистем.

Простая гидравлическая система

(открытая гидросистема)

На рисунке изображена простая гидравличе-

ская система.

Насос 1 с нерегулируемой подачей всасыва-

ет рабочую жидкость из резервуара и подает

ее в гидравлическую систему. Распредели-

тель 4 с ручным управлением находится в

нейтральном положении. Рабочая жидкость

циркулирует из насоса в бак 2 почти без на-

пора. Распределитель удерживается в ней-

тральном положении с помощью двух пружин

(центрирующие пружины).

При включении распределителя 4 (левое по-

ложение, обозначенное параллельными

стрелками) рабочая жидкость поступает в

полость поршня гидроцилиндра 5. Шток

поршня выдвигается. Скорость выдвижения

зависит, от подачи насоса и размера гидро-

цилиндра (площади поршня).

Усилие, возникающее на штоке поршня, за-

висит от площади поршня и максимального

давления в гидросистеме. Максимальное

давление в гидросистеме и, следовательно,

нагрузка гидросистемы регулируется с по-

мощью клапана ограничения давления 3.

Величина давления в гидросистеме опре-

деляется преодолеваемым сопротивлением

потребителя и измеряется манометром 6.

Гидросистема с распределителями по-

следовательного включения

Если удлинить магистраль слива первого

распределителя описанной выше гидросис-

темы, установив на ней один или несколько

распределителей, то мы получим так на-

зываемое последовательное включение.

При последовательном включении необхо-

димо, чтобы сила и скорость включаемых од-

новременно потребителей регулировалась.

Точнее говоря, дело обстоит следующим об-

разом.

Чтобы привести в движение гидроцилиндр

2, необходимо давление, соответствующее

силе подъема и площади поршня. Это дав-

ление действует на кольцевую поверхность

поршня цилиндра 1. Действующее на ци-

линдр 1 давление складывается из внешне-

го усилия, действующего на шток поршня, и

давления, состоящего из давления, дейст-

вующего на цилиндр 2, и площади кольце-

вой поверхности поршня цилиндра 1. Если

давление, действующее на цилиндр 1,

больше суммы действующих сил, то оба

гидроцилиндра выдвигаются. Отношение

скоростей движения гидроцилиндров 1 и 2

пропорционально отношению площади

поршня цилиндра 2 к кольцевой поверхно-

сти цилиндра 1.

Циркулирующая гидравлическая жидкость

через фильтр сливается в бак.

Гидросистема с параллельным включе-

нием нескольких распределителей

Насос 1, подача которого регулируется с по-

мощью регулирующего двигателя 2, всасы-

вает отфильтрованную жидкость и подает ее

в соседнюю гидросистему.

Через магистральные ответвления и распре-

делители 5, 6 и 7 рабочая жидкость поступа-

ет в гидроцилиндры 8, 9 и 10.

Распределители и, следовательно, потреби-

тели, расположены параллельно.

На схеме распределители 5 и 6 в нейтраль-

ном положении перекрывают точки подклю-

чения Р, А, В и Т .

Когда распределитель 7 находится в правом

положении, точка подключения Р закрыта .

Клапан ограничения давления 3 регулирует

давление в гидросистеме перед распредели-

телями, величина которого снимается нажа-

тием клавиши 3/2-распределителя 4 на ма-

нометре.

В качестве потребителей на схеме изобра-

жены телескопический гидроцилиндр дву-

стороннего действия 8, дифференциальный

гидроцилиндр 9 с постоянным демпфи-

рованием поршня и гидроцилиндр односто-

роннего действия в возвратной пружиной

10.

При параллельном включении нескольких

цилиндров могут двигаться одновременно

лишь в том случае, если имеется достаточ-

ное количество рабочей жидкости, с помо-

щью которой можно поддержать необходи-

мое рабочее давление.

В противном случае давление устанавлива-

ется по минимальному сопротивлению, то

есть вначале выдвигается цилиндр с мини-

мальным давлением.

Когда первый цилиндр достиг конечного по-

ложения, давление нарастает, достигая ве-

личины, требуемой для выдвижения сле-

дующего цилиндра. Выдвижение цилиндров

происходит поочередно в зависимости от

давления, требуемого для преодоления на-

грузки.

Включения распределителей

Ниже приводятся применяемые в промыш-

ленности схемы включения распределите-

лей.

Параллельное включение элементов рас-

пределителей

Каждый распределитель соединен с каналом

Р, все потребители управляются одновре-

менно. Распределение рабочей жидкости

производится в соответствии с сопроти-

влением в гидросистемах потребителей.

Сдвоенная схема

Подача рабочей жидкости производится

только через циркуляционный канал. Потре-

бители включаются не одновременно. Эта

схема применяется в качестве предох-

ранительной схемы.

Последовательное включение

Используется слив рабочей жидкости. Ра-

бочая жидкость от потребителя 1 сливается

в распределитель 2. Таким образом,

потребитель 2 имеет принудительное

управление, т.е. скорости потребителей

зависят от подачи рабочей жидкости, а

рабочие давления суммируются.

Гидравлическая система с трехкаскадным

дистанционным ограничением давления

Если в гидравлической установке возникает

необходимость применить трехкаскадное

управление давлением, то это делается пу-

тем подключения двух дополнительных кла-

панов ограничения давления или двух клапа-

нов предварительного управления.

На принципиальной схеме изображен клапан

ограничения давления 1 с предварительным

управлением, который с помощью распреде-

лителя 2 соединяется с одним из двух клапа-

нов предварительного управления 3 или 4.

Когда распределитель 2 находится в ней-

тральном положении, клапаны 3 и 4 соеди-

няются с баком. Давление в гидросистеме

устанавливается на клапане ограничения

давления 1. Когда к распределителю 2 под-

ключается напорный клапан 3 или 4 (в дан-

ном случае клапаны предварительного

управления), то давление подается одно-

временно на клапан 1 и 3 или 4. Это озна-

чает, что на клапане 1 устанавливается

максимальное рабочее давление, а в под-

ключенном напорном клапане 3 или 4 более

низкое давление. Эта схема может приме-

няться и в качестве дистанционного управ-

ления.

Гидравлическая система с

дифф еренциальным

включением цилиндра

Широко распространена так называемая

дифференциальная схема. Особенность этой

схемы является то, что в полости штока 1

цилиндра постоянно находится сжатая рабо-

чая жидкость, а полость поршня 2 через

трехходовой распределитель 3 нагружается

или разгружается в направлении бака.

Отношение действующих на шток поршня

сил соответствует отношению площадей сто-

рон поршня и штока. Отсюда и название

"дифференциальная схема".

Эта схема применяется в гидравлических за-

жимах с малогабаритными насосами. При

выдвижении штока поршня рабочая жидкость

4 вытесняется из полости штока и вместе с

рабочей жидкостью насоса 5 подается на

противоположную сторону в полость поршня.

Разумеется, при применении подобной схе-

мы следует помнить, что усилие штока

поршня соответствует разности площадей

поверхности поршня и кольцевой по-

верхности поршня, иными словами, это уси-

лие соответствует площади штока поршня.

Если выбранное нами отношение площадей

кольцевой поверхности поршня и поверхно-

сти поршня составляет 1 :2, то скорость вы-

движения и скорость возврата штока поршня

дифференциального цилиндра одинаковы.

В этом состоит преимущество данной

схемы.

Гидросистема с двойной

блокировкой гидроцилиндра

Если необходимо зажать гидроцилиндр в

обоих направлениях движения, зафиксиро-

вав его в нужном положении, применяется

сдвоенный обратный клапан 1 с деблокиров-

кой в обоих направлениях. Когда распреде-

литель находится в положении, изображен-

ном на схеме, цилиндр невозможно сдвинуть

с места усилием извне.

В зависимости от направления приложения

силы левый или правых обратный клапан

герметически перекрывает отток рабочей

жидкости.

Для выдвижения или возврата гидроцилинд-

ра из подводящей стороны включается рас-

положенный в магистрали слива обратный

клапан.

Когда распределитель занял нейтральное

положение, следует обратить внимание на

то, чтобы обе точки подключения деблоки-

руемых обратных клапанов были разгружены

в направлении магистрали бака. Только то-

гда можно обеспечить быстрое и точное за-

крытие конуса клапанов и герметичность пе-

рекрытий.

Гидравлическая система с клапаном про-

тиводавления и обратным клапаном с де-

блокировкой

Когда на рабочий цилиндр постоянно дейст-

вует нагрузка (например, суппорт протяжного

станка), то гидроцилиндр необходимо предо-

хранить от опускания из-за утечки в распре-

делителе. Это достигается с помощью уста-

новленного в сливной магистрали обратного

клапана 1 с деблокировкой.

Кроме того, необходимо установить клапан

противодавления (клапан подключения дав-

ления 2). Давление открытия этого клапана

примерно на 10% выше веса удерживаемого

груза.

При этом возникает эффект гидравлической

противодействующей силы.

И только после подачи давления на сторону

поршня (А)

это "предварительное напряжение" удается

преодолеть. В результате поршень опуска-

ется.

Скорость опускания регулируется с помо-

щью регулятора потока 3.

Подключенный параллельно к регулятору

потока обратный клапан позволяет

осуществлять быстрый подъем груза.

Гидросистема с регулированием давления в

первом цилиндре и подключением второго

цилиндра для выдвижения и возврата . Вто -

рой цилиндр регулируется по давлению.

Перед нами упрощенная схема зажимного

устройства с подачей сверла. На ней пред-

ставлен принцип последовательного гидрав-

лического включения в зависимости от дав-

ления.

На практике необходимо следить за тем,

чтобы проводился контроль положения ци-

линдра и давления с целью получения оче-

редного сигнала, в зависимости от выше ука-

занных контролируемых величин. Это на

схеме не показано.

4/2-распределитель 1, приводимый в движе-

ние педалью, удерживается в исходном по-

ложении с помощью пружины. Оба цилиндра

(подача сверла и гидравлический зажим)

втянуты. При включении распределителя 1

точка подключения Р соединяется с точкой

подключения В, а точка подключения А с точ-

кой подключения Т. Рабочая жидкость через

открытый в исходном положении клапан ре-

гулирования давления 2 поступает в цилиндр

гидравлического зажима. Цилиндр выдвига-

ется. Канал, соединяющий цилиндр подачи

сверла, перекрыт клапаном подключения

давления 3. После того, как цилиндр зажим-

ного устройства занял заданное положение,

давление нарастает. В цилиндре зажимного

устройства устанавливается регулируемое

клапаном 2 давление. В линии насос-клапан

регулирования давления давление возраста-

ет до тех пор, пока не достигнет величины,

установленной на клапане подключения

давления 3.

Когда заданное давление достигнуто, кла-

пан 3 открывается и цилиндр подачи сверла

выдвигается со скоростью, установленной

на регуляторе потока 5. Возврат цилиндров

производится в обратном порядке. Цилиндр

зажимного устройства отпускает заготовку

только после того, как цилиндр механизма

подачи сверла вернулся в исходное поло-

жение. Такая последовательность возврата

определяется клапаном подключения дав-

ления 4. После того, как пружина вернула

распределитель 1 в исходное положение,

начинается возвра т цилиндров. Рабочая

жидкость вначале поступает в цилиндр ме-

ханизма подачи сверла. В этот момент ка-

нал, ведущий к цилиндру зажимного меха-

низма, перекрыт клапаном подключения

давления 4. Когда цилиндр подачи сверла

достиг конечного положения, давление про-

должает нарастать. Как только достигается

давление, установленное на клапане 4, этот

клапан открывает канал цилиндра зажимно-

го механизма и цилиндр начинает возврат-

ное движение. В гидросистеме применяется

саморегулирующий насос с компенсацией

давления и регулируемой подачей. (Нап-

ример, лопастной насос тип V3, см. раздел

"Насосы"). Таким образом, максимальное

рабочее давление устанавливается непо-

средственно на насосе.