занятие 3. Лекция. Раздел 2 ОСНОВЫ ГИДРОПРИВОДА

занятие 3. Лекция

Раздел 2 ОСНОВЫ ГИДРОПРИВОДА

Узловые вопросы лекции:

2.1.1 Классификация и состав гидропривода. Принцип действия объемного гидропривода. Принцип действия гидродинамической передачи. Назначение устройств управления, дополнительных устройств, вспомогательных устройств. Достоинства и недостатки гидропривода.

2.1.2 Функции рабочей жидкости. Требования, предъявляемые к рабочей жидкости. Рабочая жидкость для гидропривода угольных, проходческих комбайновимеханизированных крепей.

Тема 2.1 Общие сведения о гидроприводе

2.1.1 Состав гидропривода

Гидроприводом называется устройство, которое приводит в движение машины и механизмы и состоит из гидравлической передачи, аппаратуры управления и регулирования, а также гидромагистралей.

Классификация гидроприводов:

- в зависимости от вида энергии, которая сообщается потоку жидкости гидроприводы, делятся на объемные, и гидродинамические.

- по виду циркуляции рабочей жидкости гидророприводы делятся на гидроприводы с разомкнутой замкнутой и смешанной циркуляцией.

- по возможности регулирования гидроприводы делятся на регулируемые и нерегулируемые.

Главная часть гидропривода – гидравлическая передача, которая состоит из насоса, гидродвигателя и соединяющих их гидромагистралей.

Сущность работы объемной гидропередачи заключается в том, что насос 2, приводимый в движение движителем (электродвигателем, пневмодвигателем) 1, нагнетает в гидромагистраль 3 рабочую жидкость, приводя в движение гидродвигатель 4. Скорость движения выходного элемента гидродвигателя зависит от объема жидкости, поступающей к нему от насоса в единицу времени. Отдав свою энергию гидродвигателю, жидкость по второй магистрали возвращается к насосу для подзарядки. Принципиальная схема гидропередачи приведена на рисунке 1.1.

направление движения рабочей жидкости

1 2 3 4

Рисунок 2.1 – Принципиальная схема гидропередачи

Насос служит для создания потока жидкости, т. е. преобразования механической энергии приводного двигателя в энергию гидравлическую, а гидродвигатель — для преобразования энергии потока жидкости в энергию движения выходного звена гидропередачи (механическую энергию).

В зависимости от вида механической энергии различают объемные и динамические гидропередачи.

В объемной гидропередаче энергия от одного звена к другому передается за счет гидростатического давления при относительно малом значении кинетической энергии и геометрического напора, поэтому связь между механическими звеньями или соединениями осуществляется с помощью геометрически изолированного объема рабочей жидкости, что и определило название гидропередачи. Гидроприводы с объемной гидропередачей называются объемными.

Подробнее

В гидродинамической передаче энергия передается главным образом за счет кинетической энергии жидкости. Гидроприводы с гидродинамической передачей называются гидродинамическими (гидромуфты, гидротрансформаторы).

Устройства управления предназначены для управления энергией потока жидкости, т. е. режимом работы и рабочими параметрами гидропривода, и соединены с гидропередачей вспомогательной гидролинией, по которой проходит рабочая жидкость в процессе управления гидроприводом. К устройствам управления относятся распределители, регуляторы расхода и давления, гидроусилители и др.

Дополнительные устройства предназначены для обеспечения заданных характеристик гидропривода. К этим устройствам относятся предохранительные клапаны, аккумуляторы и др.

Вспомогательные устройства гидропривода не затрагивают сути энергетических процессов и предназначены для обеспечения его функционирования в заданных условиях. К ним относятся гидромагистрали, средства очистки и охлаждения жидкости, элементы уплотнения, емкости для жидкости, смазочные устройства и др.

Если к гидродвигателю присоединить рабочий орган машины, то, изменяя скорость перемещения выходного элемента гидродвигателя, можно плавно регулировать скорость перемещения рабочего органа машины. Гидропередача, вмонтированная в механизм перемещения угольного комбайна, позволяет в широких пределах регулировать на ходу скорость перемещения комбайна.

Гидропривод широко используется в очистных комбайнах, механизированных крепях, проходческих комбайнах, породопогрузочных машинах.

По виду циркуляции рабочей жидкости гидророприводы делятся на гидроприводы с разомкнутой замкнутой и смешанной циркуляцией. В гидроприводах с разомкнутой циркуляцией рабочая жидкость после прохождения через двигатель сливается в гидробак, откуда по всасывающей линии засасывается насосом и подается в напорную магистраль. В гидроприводах с замкнутой циркуляцией жидкость после прохождения через гидродвигатель возвращается непосредственно в насос.

Преимущества гидроприводов с разомкнутой циркуляцией — хорошие условия охлаждения рабочей жидкости и возможность работы нескольких гидродвигателей от одного насоса.

Недостатки — большие габариты и масса гидропривода из-за наличия гидробака, а также возможность попадания загрязняющих частиц в рабочую жидкость через гидробак. Основные преимущества гидроприводов с замкнутой циркуляцией — сравнительно небольшие габариты и хорошие условия защиты рабочей жидкости от попадания в нее загрязняющих частиц из внешней среды. Существенный их недостаток — быстрый нагрев рабочей жидкости и необходимость применения индивидуального насоса для каждого гидродвигателя.

В гидроприводах со смешанной циркуляцией присутствуют элементы замкнутой и разомкнутой систем.

По возможности регулирования гидроприводы делятся на регулируемые и нерегулируемые. К регулируемым относятся гидроприводы, скорость движения выходного звена которых может принудительно изменяться.

Применительно к горным машинам достоинства гидропривода состоят в следующем:

1. Простота получения практически любого вида механического перемещения с независимым расположением выходных элементов, что упрощает компоновку, кинематику и конструкцию горной машины, отличающейся разнообразием видов движения исполнительных органов. Механизмы поступательного движения горных машин являются гидравлическими, а такие сложные системы, как механизированные крепи, не могут быть выполнены без гидропривода.

2. Малая масса и объем, приходящиеся на единицу передаваемой мощности (0,1—0,2 кВт/дм³), что обеспечивает повышение энерговооруженности в заданных габаритах горной машины.

3. Возможность бесступенчатого регулирования выходной скорости в широком диапазоне, что обеспечивает эффективность работы горных машин.

4. Возможность создания низкооборотного высокомоментного привода, что позволяет исключить большегабаритные механические передачи из конструкции машины.

5. Надежное ограничение в заданных пределах величин нагрузок и простота защиты машины от экстренных перегрузок, что обеспечивает высокую надежность горных машин.

6. Хорошие динамические свойства, высокая частота реверсирования и высокое быстродействие, что существенно упрощает создание систем автоматизированного управления горными машинами.

К недостаткам гидропривода можно отнести:

1) возможность загрязнения и утечек рабочей жидкости, что ухудшает характеристики гидропривода и уменьшает его надежность;

2) жесткие требования к точности изготовления; в связи с этим относительная сложность монтажа и ремонта гидропривода в условиях горного производства;

3) взрыво- и пожароопасность в случае применения рабочих жидкостей с горючими свойствами.

1.1.2 Рабочая жидкость и ее свойства

Рабочая жидкость – это жидкость циркулирующая в гидроприводе.

Основная функция рабочей жидкости – передача энергии. Кроме основной функции рабочие жидкости для гидропривода выполняют следующие задачи:

- выполняют функцию смазки узлов машины;

- защищают от коррозии металлические детали и узлы машины;

- охлаждают трущиеся детали машины.

Рабочие жидкости должны быть:

- негорючими;

- неядовитыми;

- инертными – не воздействовать на материалы, из которых изготовлен гидропривод;

- обладать смазочными свойствами;

- обладать антикоррозийными свойствами;

- работать в большем диапазоне температур (-10° ¸ +80°);

- стабильными – сохранять свои свойства при хранении и эксплуатации;

- с малой склонностью к вспениванию;

- иметь низкую стоимость.

В системах гидропривода угольных и проходческих комбайнов в качестве рабочих жидкостей применяют минеральные масла – индустриальные И40А, И30А с обязательной добавкой в них антикоррозийной присадки КП2 в объеме 5%. Смешивать масло с присадкой рекомендуется при температуре от 100 до 120°С; при тщательном перемешивании смеси допускается комнатная температура.

В системах механизированных крепей и в гидромуфтах конвейеров используются водомасляные эмульсии, которые представляют собой коллоидный раствор - смесь воды и маслянистых присадок, получаемых при переработке нефти. Используются присадки ВНИИНП–117 (1,5%), и Аквол (3¸5%), смазка 59Ц (5¸10%).

При приготовлении эмульсии с помощью специальных установок (с диспергирующими сетками, ультразвуковыми генераторами, гидродинамическими смесителями) достигается однородность состава рабочей жидкости с размером частиц 2,5 ¸ 5 мкм.

Допустимое загрязнение эмульсии – не более 0,008%; очистка рабочих жидкостей производится фильтрами.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Объясните, что называется гидроприводом.
Классификация гидропривода.
Состав гидропривода.
Определения основных составляющих гидропривода.
Объясните принцип действия объемного гидропривода. За счет чего осуществляется передача энергии в объемной гидропередаче?
Объясните принцип действия гидродинамической передачи.
Для чего предназначены устройства управления?
Для чего предназначены дополнительные устройства?
Для чего предназначены вспомогательные устройства?
Объясните понятия гидроприводов с разомкнутой замкнутой и смешанной циркуляцией.
Укажите достоинства гидропередач.
Укажите недостатки гидропередач.
Дайте определение назначения рабочей жидкости гидропривода горных машин.
Укажите функциирабочей жидкости.
Основные требования, предъявляемые к рабочей жидкости гидропривода горных машин.
Рабочая жидкость, применяемая в гидроприводах механизированных крепей: требования, название, состав.
Рабочая жидкость, применяемая в гидроприводах комбайнов и горных машин: требования, название, состав.

Вернуться в рабочую программу