735

Рис. 7.7. Распределитель с пропорциональным управлением:

а– устройство; б – схема устройства с потоком управления из напорной линии Р и пилотом

ввиде усилителей «сопло – заслонка» с пропорциональным управлением;

в– принципиальная схема с потоком управления из линии Х и пилотом в виде совокупности дросселей

иподпорных клапанов 16 и 17 с пропорциональным управлением

72

ствующее входному управляющему сигналу;

– частотой пропускания – количеством изменений входного сигнала в секунду, на которое клапан успевает отреагировать.

7.5. Электрогидравлические усилители

Электрогидравлические усилители (ЭГУ) применяют в замкнутых (следящих) системах регулирования. Они обеспечивают более быстрое и точное срабатывание гидродвигателя, чем аппараты с пропорциональным управлением.

74

Контрольные вопросы

1. Устройство и свойства пропорционального электромагнита. 2. Устройство и свойства предохранительного клапана с пропорциональным управлением. 3. Устройство и свойства редукционного клапана с пропорциональным управлением. 4. Конструктивные отличия и свойства распределителя с пропорциональным электрогидравлическим управлением. 5. Работа системы стабилизации скорости гидродвигателя с пропорциональным управлением и клапаном постоянной разности давлений. 6. Устройство, работа и свойства электрогидравлического усилителя с механической обратной связью по перемещению золотника.

75

8. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ОБЪЁМНЫЕ ГИДРОПЕРЕДАЧИ

8.1. Способы и показатели регулирования скорости гидродвигателей

Известны зависимости:

– частота вращения вала гидромотора:

– скорость штока гидроцилиндра:

В формулах (8.1) и (8.2) обозначено:Qн – расход масла на выходе насоса;Qу – расход утечек масла из напорной линии в сливную на пути от насоса до гидродвигателя; Ац – рабочая площадь гидроцилиндра (Ац = D2/4 – при выталкивании штока, Ац = (D2 – d2)/4 – при втягивании штока); ηмо и ηцо – объёмные КПД гидромотора и гидроцилиндра; qн и qм – рабочие объёмы насоса и гидромотора.

Из формул (8.1) и (8.2) следует, что скорость выходного звена гидродвигателя можно регулировать:

–изменением рабочих объёмов насоса qн и гидромотора qм. Такое регулирование называют объёмным или машинным. Разновидностью объёмного является ступенчатое регулирование, при котором насосы и гидродвигатели могут быть нерегулируемыми, но имеется возможность изменять количество гидродвигателей, одновременно подсоединяемых к одному насосу, или количество насосов, подсоединяемых к одному гидродвигателю;

–изменением расхода искусственно создаваемых утечек Qy. Такое регулирование называют дроссельным;

–изменением частоты вращения вала насоса nн. Это выполняют изменением час-

тоты вращения вала дизеля или электродвигателя.

Ниже рассмотрено объёмное и дроссельное регулирование. Приводы с объёмным

идроссельным регулированием существенно различаются по регулировочным и механическим (нагрузочным) характеристикам, КПД и стоимости.

Регулировочная характеристика гидропривода – это зависимость скорости вы-

ходного звена гидродвигателя от регулируемого параметра (рабочего объёма насоса или гидромотора, площади щели дросселя).

Механическая характеристика гидропривода – это зависимость скорости выход-

ного звена гидродвигателя от величины нагрузки, т.е. силы или момента сил сопротивления движению.

Степень мягкости механической характеристики характеризует интенсивность изменения скорости выходного звена гидродвигателя при изменении нагрузки.

Вприводах с жесткой механической характеристикой скорость изменяется несущественно при изменении нагрузки. В таких приводах изменение скорости зависит от расхода дренажных утечек в насосах, гидродвигателях и аппаратах, а также от жесткости механических характеристик первичных двигателей – дизельных или электрических.

Вприводах с мягкой механической характеристикой скорость выходного звена гидродвигателя при изменении нагрузки может изменяться до двух и более раз. Примерами могут служить регулируемые объёмные гидроприводы, автоматически поддерживающие постоянную мощность при изменении нагрузки.

Показатели регулирования:

–скоростной диапазон – отношение максимальной скорости выходного звена гидродвигателя к минимальной скорости при номинальном давлении;

76

Анализ выполнен при условии, что давление в напорной линии постоянно и равно номинальному рн (рис. 8.2, а). Из формулы (8.1) следует, что регулировочная характеристика nм = f(qм) имеет вид гиперболы (рис. 8.2, б).

Максимальный рабочий объём qм max ограничен конструктивными возможностями гидромотора. Минимальное значение qм ограничивают значениями (0,2…0,5)qм max, так как при малых qм существенно увеличивается частота вращения вала мотора, уменьшается КПД и ресурс.

Использование регулируемых насоса и гидромотора

Регулирование скорости можно выполнять поочередным или одновременным изменением рабочих объёмов насоса и гидромотора (рис. 8.3). Изобразить на плоскости регулировочную характеристику nм = f (qн, qм) при одновременном изменении qн и qм невозможно. На рис. 8.3, б изображён график изменения частоты nм при поочередном изменении рабочих объёмов qн и qм. Сначала изменяли рабочий объём насоса от qн = qно до qн max при максимальном рабочем объёме гидромотора qм max. Затем при фиксированном объёме qн max уменьшали qм до qм min. Давление рн принято постоянным.

Рис. 8.3. Регулирование скорости с использованием регулируемых насоса и гидромотора: а – схема; б – регулировочная характеристика при последовательном изменении qн и qм

Поочередное изменение qн и qм позволяет в начале разгона увеличивать скорость машины или рабочего органа при максимальном вращающем моменте гидромотора. Когда qн достигает значения qн max, а исполнительный механизм набрал значительную скорость, её дальнейшее увеличение осуществляют уменьшением рабочего объёма гидромотора.

Многие машины разгоняют при одновременном изменении рабочих объёмов насосов и моторов. Разгон начинают при qно и qм max, затем qн увеличивают до значений qн max с одновременным уменьшением qм до значений qм min = (0,2…0,5) qм max.

Диапазоны объёмного регулирования

Если не учитывать изменения КПД насоса и гидромотора при изменении их рабочих объёмов, то скоростной и силовой диапазоны регулирования можно выразить через отношения предельных значений рабочих объёмов qн и qм.

Привод с регулируемым насосом:

– скоростной диапазон регулирования

78

Регулятор прямого действия для поддержания постоянной мощности насоса

Регулятор изменяет рабочий объём и расход Qн при изменении давления рн в напорной линии, при этом мощность в напорной линии Р = рнQн и на валу насоса остаётся практически постоянной.

Достигается это тем, что давление из напорной линии подаётся под нижний поршень регулятора (рис. 8.7). При повышении давления поршень перемещается вверх, сжимая комплект пружин, изменяя угол γ наклона блока цилиндров, рабочий объём и подачу насоса. При понижении давления пружины перемещают поршень вниз, увеличивая угол γ и подачу насоса.

Напорная линия насоса

Рис.8.7. Регулятор прямого действия для поддержания постоянства мощности насоса

В регуляторе две пружины – короткая и длинная. Сначала сжимается длинная пружина, а при большом давлении сжимаются обе пружины. По этой причине характеристика Q = f(p) ломаная. Она приближается к гиперболе рQ = const.

Иную схему регулятора постоянной мощности имеют, например, насосы типа 313 (рис. 8.8).

Давление из напорной линии насоса подано в камеру над малым поршнем регулятора, оттуда через дросселирующий двухпозиционный распределитель – в камеру под большим поршнем. Этим давлением поршень перемещается вверх и уменьшает рабочий объём и производительность насоса. Вместе с поршнем вверх перемещается дрос-

80