Материал: 2008

регулировании применяются три схемы установки дросселей (рис. 43): а) на входе – перед гидродвигателем на напорной гидролинии; б) на выходе – на сливной гидролинии после гидродвигателя; в) на ответвлении – на гидролинии, параллельно гидродвигателю. Первые две схемы (а, б) относятся к гидроприводам с постоянным давлением, а третья (в) – к гидроприводу с переменным давлением. В гидроприводе с дросселем на входе (рис. 43, а) скорость движения штока гидроцилиндра (выходного звена) регулируется следующим образом. Жидкость из гидробака Б нерегулируемым насосом Н подается по напорной гидролинии, через дроссель ДР и распределитель Р поступает в одну из полостей гидроцилиндра Ц, например в поршневую полость А. Под действием давления жидкости поршень со штоком перемещаются вправо, вытесняя жидкость из штоковой полости ШП в сливную гидролинию и гидробак. Направление движения штока гидроцилиндра изменяется с помощью распределителя Р, а скорость – с помощью изменения расхода жидкости через дроссель ДР, зависящего от перепада давления на дросселе и площади рабочего проходного сечения дросселя.

Рис. 43. Схемы гидроприводов с дроссельным регулированием

Объемное регулирование гидроприводов

Объемное регулирование скорости движения выходного звена гидропривода заключается в изменении рабочих объемов гидромашин и может осуществляться следующими тремя способами (рис. 44): а – изменением рабочего объема насоса (регулируемым насосом); б – изменением рабочего

71

объема гидромотора (регулируемым гидромотором); в – изменением рабочих объемов и насоса, и гидромотора (регулируемым насосом и гидромотором). Первый способ (а) является самым распространенным и реализуется как в гидроприводах вращательного действия, так и в гидроприводах поступательного и поворотного действия. Два других способа (б, в) используются только в гидроприводах вращательного действия. Объемное регулирование в гидроприводах с разомкнутой циркуляцией рабочей жидкости применяется реже, чем в гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости. Принцип действия гидропривода с регулируемым насосом (рис. 44, а) заключается в следующем. Основной насос Н1 подает рабочую жидкость по напорной гидролинии 1 в гидромотор М, вал которого под действием крутящего момента от сил давления жидкости вращается в определенном направлении. Из гидромотора рабочая жидкость по сливной гидролинии 2 снова поступает в насос. Давление в гидросистеме зависит от нагрузки гидромотора. Частоту вращения вала гидромотора регулируют, изменяя рабочий объем насоса, а направление его вращения изменяют благодаря реверсированию потока рабочей жидкости.

Рис. 44. Схемы гидроприводов с объемным регулированием

В результате реверсирования функции гидролиний меняются: гидролиния 2 становится напорной, а гидролиния 1 – сливной. Предохранительные клапаны КП1 и КП2 защищают гидросистему от перегрузок как при прямом направлении вращения, так и при реверсировании. При этом свои функции

72

выполняет клапан, соединенный с напорной гидролинией. Компенсация утечек рабочей жидкости обеспечивается дополнительной гидросистемой подпитки. В эту систему входит насос подпитки Н2, переливной клапан КПЗ, поддерживающий постоянное давление подпитки 0,3–0,5 МПа, два обратных клапана К01 и К02, включенных параллельно гидромотору. Подпитка всегда происходит в сторону сливной гидролинии, поэтому одновременно с подпиткой производится подпор рабочей жидкости в сливной гидролинии, что существенно улучшает условия работы насоса Н1 на всасывание. Упрощенные схемы объемного регулирования гидроприводов с регулируемым гидромотором и с регулируемыми насосом и гидромотором показаны на рисунке 44, б, в.

Тормозные устройства

Для торможения цикловых гидроприводов машин-автоматов, автоматических линий и промышленных роботов используются два основных типа тормозных устройств: 1) встроенные в гидроцилиндр (внутренние) тормозные устройства с механическим управлением «по пути», представляющие собой тормозной выступ (хвостовик), связанный с поршнем и перекрывающий сливное отверстие в крышке гидроцилиндра; 2) внешние (раздельные или автономные) тормозные устройства с механическим, электрическим, гидравлическим, пневматическим или комбинированным управлением. Схема встроенного тормозного устройства приведена на рисунке

Рис. 45. Встроенное тормозное устройство

При подаче рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра поршень 2 двигается вправо, а масло из полости 3 слива выходит через сливное отверстие 6 в крышке 8. Пока тормозной хвостовик 4 не вошел в отверстие калиброванной гильзы 5, жидкость свободно вытекает и поршень движется с установившейся скоростью. По мере приближения и захода хвостовика в отверстие гильзы проходное сечение сливного потока начинает уменьшаться, вследствие чего увеличивается сопротивление истечению и давление в

73

опорожняемой (тормозной) полости начинает возрастать, в результате возрастает сопротивление движению поршня и его скорость начинает уменьшаться. Закон изменения проходного сечения – профиль хвостовика – определяет закон изменения скорости. Для реализации заданного закона изменения скорости может потребоваться сложный профиль золотника. Однако часто при торможении рабочих органов с гидроприводами, движущимися с небольшой скоростью, применяют простые цилиндрические хвостовики с малой конической заборной частью. Такие хвостовики перекрывают сливной канал, а жидкость вытекает из полости 3 через канал 7 и встроенный дроссель 9 постоянного сечения. Обратный клапан 10 обеспечивает поступление жидкости в полость 3 при изменении направления подачи (движения). Встроенные тормозные устройства пригодны только для гидроцилиндров с фиксированным ходом, величина которого определяется крышками гидроцилиндра.

Для торможения выходного звена гидродвигателя с регулируемой величиной хода применяются внешние автономные тормозные устройства (тормозные золотники), также включенные в сливной линии и управляемые механически от кулачков-копиров на штоке (путевые дроссели) либо по сигналам путевых выключателей, как это показано на рисунке 46.

Рис. 46. Внешние тормозные устройства

74

Тормозное устройство 3 в этом случае включает тормозной золотник 9 с электрогидравлическим управлением от распределителя 8, дроссель с регулятором 5 и обратный клапан 6. В исходном положении распределителя 8 (показано на схеме) правая полость золотника 9 через обратный клапан 6 и линию 4 соединена с магистралью: левая его полость – со сливом, регулирующий орган при этом смещен влево, его дросселирующее окно полностью открыто. При переключении основного распределителя 10 поршень гидроцилиндра 1 будет перемещаться в одну или другую сторону. При срабатывании в конце хода одного из конечных выключателей 2 формируется сигнал на начало торможения. По этому сигналу переключается распределитель 8, в результате чего жидкость из магистрали поступает по линии 7 в левую полость золотника, а его правая полость соединяется со сливом через линию 4 и дроссель с регулятором 5. В результате обеспечиваются равномерное перемещение золотника вправо и постепенное перекрытие дросселирующего окна. Вследствие уменьшения проходного сечения давление в полости слива гидроцилиндра 1 возрастает, что и обеспечивает его плавное торможение. Особенность тормозных устройств рассмотренного типа состоит в том, что тормозной путь здесь определяется временем опорожнения полости золотника через дроссель с регулятором, т. е. имеет место торможения по времени. Его недостаток в том, что по мере разогрева рабочей жидкости время закрытия дросселирующего окна золотника будет меняться, что приведет к изменению величины тормозного пути и к появлению ошибок позиционирования. Преимущество этого способа состоит в том, что при помощи одного тормозного устройства можно осуществить, переключая его, торможение нескольких приводов, работающих последовательно.

2.6. Следящие гидроприводы

Следящие гидроприводы (СГП) в рамках общей классификации приводов относятся к автоматическим приводам, в которых закон изменения входного (механического или электрического) задающего воздействия воспроизводится выходным звеном исполнительного механизма с одновременным усилением по мощности, достаточной для преодоления нагрузок на рабочих органах. Принципиальное отличие следящих приводов от других автоматических приводов состоит в способе формирования закона управления, основанного на свойствах отрицательной обратной связи. Сущность обратной связи состоит в изменении входной регулируемой координаты, преобразовании и сравнении ее значения с задающим воздействием, на основе чего формируется сигнал ошибки (рассогласования), являющийся первичным сигналом управления приводом. При наличии разности между сравниваемыми сигналами привод движется в сторону ее компенсации и восстановления равновесного состояния. Приводы с обратной связью называются замкнутыми. Обратная связь по регулируемой величине (перемещения, повороту, скорости, усилию) называется главной. При наличии только главной обратной связи привод

75