Разработка принципиальной схемы гидропривода

2.1. Общие сведения

Принципиальная схема привода разрабатывается на основе технических требований, указанных в техническом задании (ТЗ), согласно которому необходимо спроектировать гидравлический кран. В ходе разработки любой гидравлической схемы решаются следующие вопросы:

- число потоков гидросистемы (одно- двух- или многопоточная);

- характер циркуляции рабочей жидкости (замкнутая или разомкнутая);

- регулирование скорости движения выходных звеньев исполнительных механизмов (нерегулируемая скорость, дроссельный или объемный способ регулирования);

- вид управления (циклическое, следящее, адаптивное или программное);

- размещение и компоновка элементов гидропривода.

Число потоков гидросистемы. При разработке гидравлической схемы с несколькими исполнительными механизмами, следует иметь в виду, что давления перед ними не должны значительно отличаться друг от друга. Если применение различных уровней давления по каким-либо причинам неизбежно, то следует перейти к двухпоточной (многопоточной) схеме и для питания каждого исполнительного механизма (или группы механизмов) необходимо предусмотреть свой насос. В противном случае для снижения давления в отдельных гидролиниях придется использовать редукционный клапан, что увеличит гидравлические потери и снизит КПД гидропривода. Характер циркуляции рабочей жидкости. Гидроприводы с разомкнутой циркуляцией, в которых рабочая жидкость всасывается насосом из бака и из гидросистемы вновь сливается в бак, находят применение в оборудовании различного назначения и при использовании гидродвигателей поступательного или вращательного действия. В гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочая жидкость, сливающаяся из гидросистемы, поступает непосредственно во всасывающую линию насоса. Замкнутая циркуляция применяется только в приводах исполнительными механизмами в которых являются гидромоторы, либо гидроцилиндры с равными рабочими площадями. Регулирование скорости движения выходных звеньев исполнительных механизмов. Скорость выходного звена может изменяться регулируемыми гидромашинами (насосами или моторами) в гидроприводах с объемным регулированием или посредством аппаратов, регулирующих расход рабочей жидкости, в гидроприводах с дроссельным регулированием. Первый способ более экономичен и применяется в приводах большой мощности (свыше 10 кВт), с длительными режимами непрерывной работы, а также в приводах с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости. Однако в этом случае требуются регулируемые гидромашины, которые дороги и, как правило, менее долговечны по сравнению с нерегулируемыми.

Дроссельное регулирование менее экономично, чем объемное и применяется в гидроприводах малой мощности, т.е. в гидроприводах, для которых вопросы экономичности не имеют решающего значения, а также, когда режимы непрерывной работы привода кратковременные. Вид управления. Вид управления выбирается исходя из принципа действия привода, оговоренного в ТЗ на разработку, и определяет вид управления направляющей гидроаппаратуры (с ручным, механическим, электромагнитным дискретным или пропорциональным электромагнитным управлением).

Размещение и компоновка элементов гидропривода. Требования (если они прописаны в ТЗ) к компоновке элементов привода позволяют произвести

выбор гидроаппаратуры того или иного исполнения, способ его монтажа, а

так же проанализировать варианты размещения гидрооборудования. Составление принципиальной гидравлической схемы целесообразно начинать от исполнительных механизмов, т.е, нанести условные графические обозначения выбранных гидродвигателей, затем на их рабочих гидролиниях — направляющие и регулирующие гидроаппараты в соответствии с режимом работы и другими конкретными требованиями к работе каждого двигателя. После этого объединить линии нагнетания, слива и дренажа отдельных участков схемы; при необходимости определить места установки клапанов

давления, обратных клапанов и других гидроаппаратов. Последним этапом является разработка гидросхемы насосной установки, размещение фильтров и других вспомогательных элементов. Составленную гидравлическую схему необходимо проанализировать на безаварийность работы, т.е. оценить поведение рабочих органов при возможных нарушениях в работе гидроаппаратов. При необходимости в схему следует ввести дополнительные блокирующие устройства, например гидрозамки, исключающие возможность возникновения аварийных ситуаций. Таким образом, на стадии составления принципиальной гидравлической схемы гидропривода определяется состав его элементов, конкретные типоразмеры которых далее уточняются в процессе расчета гидропривода.

2.2. Предварительная разработка принципиальной гидросхемы крана.

Проектируемый кран имеет три гидродвигателя, которые обеспечивают

подъем-опускание стрелы (гидроцилиндр ГЦ), поворот крана (гидромотор

Добавим к гидродвигателям направляющие и регулирующие гидроаппараты. В первую очередь нанесем на схему гидравлические распределители, обеспечивающие управление гидродвигателями.

ГЦ ГМ1 ГМ2

Рисунок 2.1 – Обозначения гидродвигателей, обеспечивающих работу крана

При управлении гидроцилиндром ГЦ должны обеспечиваться прямой

ход (поднятие стрелы), обратный ход (опускание стрелы) и остановка.

Поэтому выберем четырехходовой трехпозиционный гидрораспределитель

(4/3-распределитель) и обозначим его на схеме буквой Р.

При управлении гидромоторами ГМ1 и ГМ2 должны обеспечиваться

вращение их валов в обе стороны (реверс) и остановка. Для ГМ1 и ГМ2

выберем также 4/3-распределители. Обозначим их соответственно Р1 и Р2.

Т.к. в ТЗ не указан способ управления краном, то примем

распределители с электромагнитным управлением. ГМ1), работу грузоподъемного механизма крана (гидромотор ГМ2).

ГЦ ГМ1 ГМ2

Рисунок 2.2 – Гидродвигатели с выбранными гидрораспределителями

При работе крана может возникнуть необходимость остановки стрелы крана в промежуточном положении. При этом гидроцилиндр может быть нагружен поднимаемым грузом. Для обеспечения фиксированного положения стрелы необходимо исключить утечки рабочей жидкости из поршневой полости гидроцилиндра. Для этого на рабочих гидролиниях гидроцилиндра установим односторонний гидрозамок ГЗ (рис.2.3). При повороте крана в начальный момент времени осуществляется его угловой разгон. При этом возникают инерционные нагрузки, при которых давление в подводимых гидролиниях может резко увеличиваться. Для ограничения давления в данном случае необходимо установить два напорных клапана КЛ1 и КЛ2, соединяющие напорную и сливную линию гидромотора ГМ1. Первый клапан будет ограничивать давление при вращении гидромотора в одном направлении, второй клапан – при вращении гидромотора в другом направлении. Эти же клапаны будут обеспечивать ограничение давления при торможении крана, когда гидромотор продолжает вращаться под действием инерционных нагрузок и переходит в режим насоса, повышая давление в сливной линии.

Рисунок 2.3 – Добавление в схему гидрозамка ГЗ и напорных клапанов КЛ1 и КЛ2

Объединим линии нагнетания и слива и предварительно составим схему насосной станции. Насосная станция состоит из бака Б, насоса Н, вал которого соединяется с приводным электродвигателем М. Обязательным условием является наличие предохранительного клапана КЛ3, ограничивающего давление, создаваемое насосом. Необходимо также предусмотреть переливной клапан КЛ4, осуществляющий сброс излишков расхода. В сливной линии устанавливаем фильтр Ф, снабженный переливным клапаном КЛ5, срабатывающим в случае засорения фильтра.

На этом этапе разработку предварительной принципиальной схемы гидропривода крана можно считать завершенной. По результатам дальнейших расчетов и анализа требуемых режимов работы гидропривода в схему, возможно, будут внесены изменения.

М

Б

Рисунок 2.4 – Добавление в схему насосной станции

Поиск по сайту: