Шольц Д. Пропорциональная гидравлика. Основной курс ТР 701. Учебник

Подождите немного. Документ загружается.

В-73

Часть 5

Гидравлические приводы используются в тех случаях, когда 5.4. Меры по

эко-нужно обеспечить большие усилия. Потребление мощности и номии

энергии цена таких систем довольно высоки, поэтому много внимания

уделяется вопросам экономии энергии и снижения стоимости.

Любые схемные решения по экономии энергии приводят к

уве-личению числа элементов и повышению стоимости

системы. Однако эти потери довольно быстро

компенсируются в ходе эксплуатации.

Когда управление перемещениями нагрузки осуществляется

посредством пропорциональных клапанов, имеет место

увели-чение перепада давления на золотнике, что приводит

к потерям энергии и нагреву рабочей жидкости.

Потери также будут, если насос подает в систему больший

расход, чем это необходимо в тот или иной момент

работы. Эти излишки расхода сливаются в бак через

предохранительный клапан, не принося никакой пользы.

На рис. 5.7-5.10 показаны различные варианты гидропривода

с пропорциональным распределителем, который управляет

цилиндром. Для каждой системы представлены:

• принципиальная схема,

• график изменения скорости поршня v в функции времени

(одинаковые для всех вариантов, поскольку стоит одна и та

же задача перемещения нагрузки),

• график потребляемой мощности Р насосом в функции вре-

мени.

В-74

Часть 5

Насос постоянной производительности, распределитель в

средней позиции закрыт

На рис. 5.7 показана схема с насосом постоянной производи-

тельности и распределителем с запертой средней позицией.

Насос должен быть спроектирован на максимально

возможный расход, определяемый максимальной требуемой

скоростью поршня, и это т расход он обеспечивает в

течение всего времени работы. Расход энергии

относительно большой.

Рис. 5.7:

Потребление мощно-

сти насосом постоян-

ной производительно-

сти (распределитель в

средней позиции за-

крыт)

Насос постоянной производительности, в средней позиции

распределитель сливает жидкость в бак.

Экономию энергии можно получить, если использовать

распределитель, который в средней позиции обеспечивает

слив жидкости от насоса в бак (разгрузка насоса). Когда

движения поршня нет, насос работает практически

вхолостую, на пониженном давлении и потребляет меньше

энергии (рис. 5.8).

Рис. 5.8:

Потребление энер-

гии насосом посто-

янной производи-

тельности

(распределитель в

средней позиции от-

крыт на слив)

Насос постоянной производительности и аккумулятор

Во многих случаях использовать распределитель со сливом в

средней позиции нельзя, поскольку при этом падает давление

в полостях цилиндра. Другим вариантом является

использование гидравлического аккумулятора (рис. 5.9). Когда

поршень неподвижен или перемещается с малой скоростью,

насос заряжает аккумулятор. В тех случаях, когда

требуется быстрое перемещение поршня, жидкость в

цилиндр поступает не только от насоса, но и от

аккумулятора. Поэтому в данном случае можно

использовать насос меньшей производительности, чем в

предыдущих случаях, который будет потреблять меньшую

мощность.

Рис. 5.9:

Потребление мощно-

сти насосом посто-

янной производи-

тельности при нали-

чии аккумулятора

(распределитель в

средней позиции за-

крыт)

В-76

Часть 5

Насос переменной производительности

Насос переменной производительности работает на

постоянном числе оборотов приводного вала. Но рабочий

объем (т. е. объем масла, подаваемый в систему за один

оборот) имеет возможность регулировки, благодаря чему,

подаваемый в систему расход может изменяться.

Насос переменной производительности настраивается двумя

цилиндрами:

• Цилиндр с большей площадью поршня настраивает насос в

области больших расходов.

• Цилиндр с малой площадью поршня настраивает насос в

области малых расходов.

Регулировка насоса происходит следующим образом (рис.

5.10):

• Если степень открытия пропорционального распределителя

увеличивается, давление на выходе насоса падает. Регули-

рующий 3/2-распределитель насоса открывается под

дейст-

вием своей пружины. Наклонный диск насоса поворачивает-

ся штоком цилиндра большего диаметра в сторону увеличе-

ния подачи.

• Если степень открытия пропорционального распределителя

уменьшается, давление на выходе насоса растет, вызывая

смещение золотника 3/2-распределителя против действия

пружины. Рабочая полость цилиндра большего диаметра со-

общается со сливом. Наклонный диск насоса поворачивает-

ся в сторону уменьшения подачи под действием цилиндра

меньшего диаметра. Мощность, потребляемая насосом, сни-

жается.

• При полностью закрытом пропорциональном распределите-

ле, подача насоса и, следовательно, потребляемая им мощ-

ность, падает почти до нуля. Насос проворачивается с мо-

ментом, достаточным только для преодоления сил трения.

Б-

Рис. 5.10:

Потребление мощно-

сти насосом пере-

менном производи-

тельности (все кана-

лы распределителя в

среднем положении

закрыты)

Предохранительный клапан в данной схеме используется

только для защиты. Давление его срабатывания должно

быть настроено на значение, большее, чем рабочее

давление насоса. Пока насос работает исправно, этот

клапан остается закрытым. Если имеет место внезапное

изменение в открытии распределителя, насос не сможет

отреагировать достаточно быстро. В этом случае

гидроаккумулятор играет роль буфера, предотвращающего

большие колебания давления питания в системе. По

сравнению со схемой на рис. 5.9, в данном случае можно

обойтись аккумулятором на более низкое давление.

Сравнение потребления мощности насосом постоянной и

переменной производительности

В отличие от насоса постоянной производительности,

насос переменной производительности подает в систему

только тот расход, который реально требуется в данный

момент работы. Поэтому потери энергии минимальны.

Следовательно, система с насосом переменной

производительности потребляет гораздо меньшую

мощность.

Часть 6

Расчет характеристик движения для

привода с гидравлическим

цилиндром

В -79

Часть 6