ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

НАПРАВЛЯЮЩАЯ ГИДРОАППАРАТУРА

Лекция № 2

СТАНОЧНЫЕ ГИДРОПРИВОДЫ

Структурно любой гидропривод представляет следующую систему:

____________________

М à / Н à PA à HA à ГД / à РО

ГП

М – двигатель.

Н – насос. Служит для преобразования механической энергии в энергию гидравлического напора.

РА – регулирующая аппаратура. Служит для изменения параметров гидравлического напора. Параметры:

- расход;

- давление.

НА – направляющая аппаратура. Служит для направления потоков жидкости в гидроприводе.

ГД – гидродвигатель. Служит для преобразования энергии гидравлического напора в механическую энергию.

РО – рабочий орган.

Преимущества:

1. Малая металлоемкость.

2. Возможность передавать большие мощности.

3. Самосмазываемость и самозащищенность от насоса.

4. Простота схемы управления гидроприводом.

Недостатки:

1. Недостаточно высокий коэффициент полезного действия.

2. Масла горючи и поэтому имеется опасность возгорания при неправильной эксплуатации.

3. Утечки рабочей жидкости существенно ухудшают окружающую среду.

НАСОСЫ

Насосы служат для преобразования механической энергии в энергию напора. Существует 4 вида гидравлических насосов:

- шестеренные;

- пластинчатые;

- аксиально-поршневые;

- радиально-поршневые.

Шестеренные насосы:

Все насосы работают на одном физическом принципе:

В зоне всасывания размеры рабочих органов насосов увеличиваются, следовательно давление уменьшается, и если оно будет меньше давления на свободную поверхность жидкости, то произойдет всасывание.

Камеры таких насосов представляют собой межзубовое пространство зубчатых колес. С помощью камер масло переносится в зону нагнетания. В этой зоне объем камер уменьшается, а давление растет, и под этим давлением масло подается в линию нагнетания.

В зоне всасывания объем камер растет за счет того, что межзубовые впадины освобождаются от сопрягаемых зубьев, следовательно объем растет.

В зоне нагнетания – наоборот сопрягаемые зубья входят во впадины, вытесняя из них масло, отсюда происходит рост давления.

Радиальный зазор между корпусом и колесами, и боковые зазоры существенно влияют на производительность. Зазоры не должны превышать 0,07 мм.

Шестеренные насосы не применяются в основных рабочих органах станков. Они применяются во вспомогательных органах.

Производительность таких насосов определяется объемом камер и частотой вращения колес:

где - суммарный объем впадин;

n – частота вращения зубчатых колес.

Эти насосы могут служить в качестве гидродвигателей.

Шестеренные гидромашины обратимы. Они могут быть гидродвигателями или гидронасосами.

Если слева будет область высокого давления, то верхнее зубчатое колесо будет вращаться по часовой стрелке, потому что неуравновешанное давление на зуб «b» на правую сторону головки зуба действует неуравновешанная сила.

Нижнее зубчатое колесо будет вращаться против часовой стрелки, т.к. на ножку зуба «а» действует нагрузка на половину зуба, а на зуб «с» на полную высоту.

Достоинство шестеренных насосов:

- простота конструкции, что создает хорошие условия для ремонта.

Недостаток:

- давление в системе нагнетания – пульсирующее.

ПЛАСТИНЧАТЫЕ НАСОСЫ

Пластинчатые насосы могут быть однократного и двойного действия с нерегулируемой производительностью.

1 – Корпус насоса;

2 – Втулка. Она неподвижна, но может с помощью винтов (5) смещаться относительно оси расточки корпуса.

3 – ротор. Он вращается в процессе работы. Ось вращения ротора и ось расточки совпадают. Ротор имеет щели (пазы) в которые вставляются пластины.

За счет центробежной силы пластины прижимаются к внутренней поверхности втулки. Поскольку втулка смещена относительно ротора, то между пластинами ротора в разных точках объемы камер различны.

А – всасывание;

В – нагнетание.

Производительность регулируется и определяется величиной эксцентриситета.

Е – величина смещения оси расточки втулки относительно оси вращения ротора.

Пластинчатые насосы относятся к насосам невысокого давления (до 7 МПа).

Преимущества:

- давление в насосе постоянно.

- машина так же обратима.

В реальных машинах число пазов от 16 до 24.

Недостатки:

- сложная конструкция;

- такие машины предназначены для сравнительно невысокой производительности (не более 50 л/мин). Это связано с тем, что площадь опорных втулок невелика и при большой производительности возникают вибрации, мешающие работе.

Насосы однократного действия являются насосами регулируемого действия, регулировка производится изменением эксцентриситета. Они дороже других насосов и применяются в обоснованных случаях.

Пластинчатые насосы двойного действия.

Такие насосы называются двойного действия потому, что за 1 оборот ротора происходит 2 цикла нагнетания.

Корпус таких насосов имеет овальную расточку и при вращении ротора с пластинами объем камер между соседними пластинами изменяется.

При перемещении из точки А в точку В объем камер уменьшается, следовательно эта зона нагнетания.

В – С – зоны всасывания;

С – Д – зоны нагнетания;

Д – А – всасывания.

Эти насосы большой производительности и сравнительно небольшого давления (р < 7 МПа).

Резкое падение давления обусловлено зазорами (0,05-0,07 мм).

При высоком давлении (р) через зазоры происходят внутренние утечки рабочей жидкости.

Такие насосы наиболее распространены в приводах с объемным регулированием и большой производительностью.

Производительность насосов до 200 л/мин.

Гидромашина обратима – может использоваться в качестве гидродвигателя. Если подать в рабочие камеры давление то за счет разности площадей вылета соседних пластин будет создаваться крутящий момент. Ротор с пластинами будет вращаться по часовой стрелке, если давление будет подано в зону ВС и против – в зону Н.

Аксиально-поршневые гидромашины.

Такие гидромашины называются аксиально-поршневыми потому, что оси поршней параллельны оси вращения ротора.

1 – корпус поршней;

2 – поршни;

3 – наклонная шайба;

4 – блок питания.

Принцип работы:

При вращении корпуса (1) с поршнями (2), которые свободным концом связаны с наклонной шайбой (3) поршни перемещаются.

Величина хода зависит от угла наклона шайбы . В конструкции всегда предусматривают регулировку угла наклона, а значит и регулировку производительности.

В отличие от других насосов аксиально-поршневые насосы не самовсасывающие. В блок питания масло подается под давлением 0,3-0,5 МПа.

Такие насосы небольшой производительности (не более 30 л/мин), но высокого давления. Максимальное давление 30 МПа.

Такие машины обратимы.

Гидродвигатели поступательного перемещения.

Они получили название силовые гидроцилиндры (см. рис. 2-6, 2-7).

1 – крышка левая (чугун);

2 – гильза (качественные стали Ст20, Ст25). Заготовка – прокат (горячекатаная труба);

3 – круговые шпонки (кольца, разрезанные на 2 части - полукольца);

4 – планка для крепления;

5 – уплотнения крышек;

6 – крышка правая;

7 – пробки, закрывающие отверстия для выпуска воздуха;

8 – опора;

9 – кольцо;

10 – шток;

11 – шевронное уплотнение штока;

12 – направляющая втулка;

13 – втулка тормозная правая;

14 – поршень;

15 – поршневые кольца (чугун);

16 – втулка тормозная левая;

17 – гайка крепления поршня на штоке.

Подвод осуществляется через опорные поверхности.

Если рабочая жидкость подводится в левую полость, то поршень перемещается вправо, вытесняя масло из правой полости на слив. После того, как тормозная втулка войдет в отверстие втулки, проходное сучение слива начнет уменьшаться и между торцом крышки и торцом поршня увеличиться давление, которое создаст силу торможения. Поэтому в такой конструкции при ходе поршня вправо (рабочем ходе) и влево осуществляется торможение (в конце хода).

Лекция №3.

В гидроприводе регулирование осуществляется двумя путями:

- изменением производительности расхода жидкости

где F – активная площадь поршня;

υ – скорость перемещения.

- давлением

где P – сила,

F – активная площадь поршня.

Из регулирующей аппаратуры наиболее часто используются:

- клапаны давления, которые могут быть в виде:

- напорных золотников;

- предохранительных клапанов;

- редукционных клапанов.

- дроссели.

ДРОССЕЛИ

Дроссель – аппарат, который применяется для регулировки расхода, за счет изменения проходного сечения (см. рис. 3-1).

Так как предусматривается сопротивление давлению, то оно снижается.

Но так как поток неразрывен, то со снижением проходного сечения щели скорость перемещения жидкости растет.

Расход через дроссель равен:

Дроссель – аппарат, регулирующий расход. Косвенная характеристика – изменение давления. Различных конструкций дросселей довольно много.

КЛАПАНЫ ДАВЛЕНИЯ

1. Напорный золотник (см. рис. 3-2).

Напорный золотник относится к аппаратам нормально-закрытым, то есть при нормальной работе аппарата жидкость не течет. Устанавливается на отводках основной магистрали.

Если давление в основной магистрали превышает настроенное, то равновесие нарушается.

тогда золотник поднимается вверх.

Напорный золотник чаще всего используется в качестве перепускного клапана, который при возрастании давления в системе выше предельного открывается и часть рабочей жидкости сбрасывается на слив.

Настройка на величину предельного давления осуществляется изменением величины поджатия пружины.

2. Клапан давления непрямого действия (см. рис. 3-3).

В нормальном положении клапан закрыт:

Как только давление в основной магистрали будет больше предельного, открывается шариковый клапан и жидкость по центральному отверстию будет перетекать через золотник, давление p₂ уменьшится и тогда:

Золотник перемещается вниз и открывается основная магистраль.

Клапан называется непрямого действия потому, что сначала отжимается шарик, а затем опускается золотник.

3. Редукционный клапан (см. рис. 3-4).

Редукционный клапан относится к аппаратам нормально-открытым. Он предназначен для поддержания на выходе постоянного давления.

р₂ – const.

В нормальном положении:

Жидкость, попадая в дросселирующую щель А, в которой давление низкое за счет сопротивления, постоянно перетекает и имеет на выходе давление р₂. Если давление на входе растет, то мгновенно растет давление выхода. При этом увеличивается давления р₃ и р₄ и золотник поднимается вверх, увеличивая сопротивление дросселирующей щели, и на выходе устанавливается давление р₂.

Пример применения редукционного клапана (см. рис. 3-5).

1 – насос;

2 – напорный золотник в качестве перепускного клапана.

3, 4 – редукционные клапаны, которые поддерживают давление гидроцилиндрах р₂ и р₃.

Лекция №4

НАПРАВЛЯЮЩАЯ ГИДРОАППАРАТУРА

Служит для изменения направления потоков рабочей жидкости в гидроприводе.

Она делится на:

1) гидрораспределители (распределители);

2) обратные клапаны.

ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛИ

Гидрораспределители предназначены для изменения направления или пуска и остановки потока масла в двух или более линиях в зависимости от наличия внешнего управляющего воздействия. Они позволяют реверсировать движение рабочих органов, останавливать их (трехпозиционные распределители), а также выполнять другие операции в соответствии с гидросхемой распределителя.

Направляющие аппараты должны иметь малые утечки, незначительные потери давления при протекании через них потока масла, минимальные усилия при перемещении золотника (или поворота крана), а также возможность получения безударного реверса движения рабочего органа при ограниченном времени переключения.

При переключении распределителей возможны гидравлические удары в системе. Для устранения ударов на рабочих кромках золотника выполняются конические фаски или дросселирующие прорези, обеспечивающие достаточно плавное изменение давления в полостях гидродвигателя.

Распределители бывают:

- крановые;

- золотниковые.

Золотниковые гидрораспределители (см. рис. 4.1).

Р – подвод жидкости;

Т – слив;

А и В – каналы для соединения с потребителем.

Распределители могут быть:

- механические;

- электромагнитные;

- гидравлические (когда к торцевой области подводится жидкость).

Пример: применения распределителя для реверсивного движения поршня (см. рис. 4.2).

1 – силовой гидроцилиндр;

2 – насос;

3 – напорный клапан;

4 – распределитель.

На данном примере изображен подвод силового гидроцилиндра 1, состоящий из насоса 2, напорного золотника 3 и распределителя 4.

В данном среднем положении распределителя поршень неподвижен, так как каналы А и В заперты. Расход масла от насоса через напорный золотник направляется на слив.

Если золотник гидрораспределителя переместить вправо, то канал Р будет соединен с А, В с Т и поршень будет перемещаться вправо.

Крановые гидрораспределители (см. рис. 4.3).

ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ

Предназначены для пропуска масла в одном направлении (рис. 4.4).

Обратные клапаны практически свободно пропускают поток масла в одном направлении; при движении масла в обратном направлении клапаны запирают поток. Обратные клапаны должны быть герметичными в закрытом положении и обладать минимальным гидравлическим сопротивлением в открытом положении.

Лекция №5