5.4.3.Разгрузка через клапан непрямого действия типа г-52 с удержанием

заданного давления в гидросистеме (рис.5.7)

Рис 5.7

В клапане типа Г-52 предохранение системы от перегрузок и разгрузка насоса обеспечивается взаимодействием предохранительного клапана 1(малого размера) и переливного клапана 2 (большого размера). Причем клапан 1 управляет открытием клапана 2, гидравлическое сопротивление которого мало. При рабочем цикле золотник трехпозиционного распределителя Р₁ находится в позиции а или б, золотник двухпозиционного распределителя Р₂- в позиции а. Если давление в гидросистеме Р_н меньше давления настройки клапана 1 (Р_к1), то его затвор закрыт и переток жидкости через дроссель 3 отсутствует. Тогда давление в камерах А и Б одинаково, клапан 2 закрыт и поток жидкости от насоса через обратный клапан подается к гидроцилиндру и

гидроаккумулятору. При перегрузке Р_нР_к1 клапан 1 открывается и пропускает небольшую часть жидкости от насоса в бак. В результате перепада давления на дросселе 3 давление в полости Б клапана 2 становится меньше давления в полости А. Затвор клапана 2 поднимается и пропускает жидкость от насоса в бак. Когда давление Р_Н станет ниже Р_К1, клапан 1 закрывается, что приводит к закрытию клапана 2 и возобновлению рабочего цикла. При необходимости остановить гидроцилиндр распределитель Р₁ переводится в позицию 0, распределитель Р₂ - в позицию б. Это приводит к перетоку небольшой части жидкости от насоса через дроссель 3 и распределитель Р₂ в бак и к открытию клапана 2. Так как сопротивление клапана 2 мало, происходит полная разгрузка насоса. Обратный клапан отключает насос от аккумулятора, который поддерживает давление в рабочей полости гидроцилиндра. Если в результате утечек давление в гидроаккумуляторе падает ниже Р_К1, срабатывает реле давления, которое включает электромагнит распределителя Р₂ и переводит его золотник в позицию а. Клапан 2 закрывается, насос автоматически подключается к рабочему контуру, заряжая аккумулятор до давления Р_К1, после чего реле давления отключает электромагнит распределителя Р₂, который опять разгружает насос. Таким образом, в период пауз рабочего цикла насос находится под максимальным давлением Р_К1 только в моменты, необходимые для зарядки аккумулятора.

6. Дроссельное регулирование гидропривода при последовательном включении дросселя

При дроссельном регулировании возможны два принципиально разных способа включения регулирующего дросселя: последовательно с гидродвигателем и параллельно гидродвигателю.

Рис.6.1а

Последовательно-дроссельное регулирование может быть осуществлено в трех вариантах:

1. установка дросселя 3 в линии питания гидродвигателя (рис. 6.1а)

2. установка дросселя в сливной линии (рис. 6.1б)

3. регулирование с помощью дросселирующего распределителя (34) (рис.6.1в)

Рис 6.1б

Рис.6.1в

Во всех вариантах необходимым элементом в схемах гидропривода является переливной клапан 5, служащий для поддержания постоянного давления Р_Н на выходе из насоса путем непрерывного отвода части жидкости в бак.

6.1. Нагрузочная характеристика гидропривода

При последовательно-дроссельном регулировании расход питания Qпит гидродвигателя равен расходу жидкости, проходящей через регулирующий аппарат (Qдр). В этом случае скорость поршня гидроцилиндра в приводе возвратно-поступательного движения определяется из соотношения

. (6.1)

Подставляя в выражение (6.1) значение расхода через дроссель

, (6.2)

получаем выражение для скорости поршня

, (6.3)

где  - коэффициент расхода дросселя (=0,55.....0,65);

F_др - площадь проходного сечения дросселя при частичном открытии;

F_др0 - то же при полном открытии;

относительное открытие дросселя (параметр регулирования);

p - перепад давления на дросселе.

Перепад давления на дросселе, установленном в напорной магистрали (рис.6.1а), равен

р=р_н - р_р, (6.4)

где р_н - давление, развиваемое насосом (p_н=const);

р_р - давление в рабочей полости гидроцилиндра.

Величина р_р может быть определена из уравнения равновесия сил, действующих на поршень гидроцилиндра при установившемся движении (силами трения пренебрегаем):

р_рF=р_слF+Р,

откуда

р_р=р_сл+Р/F . (6.5)

Здесь p_сл - давление в сливной полости гидроцилиндра;

Р - нагрузка на выходное звено.

Подставляя (6.5) в (6.4), получаем выражение для перепада давления на входном дросселе

р=р_н - р_сл - Р/F . (6.6)

Для случая установки дросселя в сливной магистрали (рис. 6.1б) уравнение равновесия поршня имеет вид

р_нF=р_nF+Р , (6.7)

откуда противодавление в нерабочей полости гидроцилиндра равно

р_n=р_н - Р/F . (6.8)

Учитывая, что перепад давления в выходном дросселе равен

p=p_п - p_сл, с использованием выражения (6.8) получаем

р=р_н - р_сл - Р/F . (6.9)

Сравнивая выражения (6.6) и (6.9), можно заключить, что в обеих рассмотренных схемах последовательно-дроссельного регулирования перепады давления на дросселе равны между собой и зависят от внешней нагрузки гидроцилиндра. Подставляя выражение (6.9) в (6.3), получаем аналитическое выражение для характеристики последовательно-дроссельного регулирования

. (6.10)

Из полученной формулы следует, что при последовательно-дроссельном регулировании скорость выходного звена гидродвигателя уменьшается с увеличением внешней нагрузки гидродвигателя при постоянной площади проходного сечения дросселя, т.е. характеристика является нежесткой. Графический вид нагрузочной V=f(P) и регулировочной V=f(Ψ) характеристик представлен на рис.6.2.

Рис 6.2

Сравнивая между собой две представленные схемы последовательно-дроссельного регулирования, можно отметить ряд преимуществ схемы с установкой дросселя в сливной магистрали. Во-первых, в этом случае поршень гидроцилиндра находится под действием двустороннего давления (p_н и p_п), благодаря чему обеспечивается двусторонняя жесткость гидродвигателя. Это позволяет применять схему 6.1.б в гидросистемах, работающих при знакопеременных нагрузках, где схема 6.1а неприменима. Во-вторых, схема 6.1.б может успешно применяться в случае наличия больших ускорений выходного звена. Так, при торможении гидродвигателя инерционному перемещению поршня здесь препятствует сопротивление дросселя (для исключения возникновения при этом недопустимо высоких давлений служит предохранительный клапан 6). В случае же установки дросселя в напорной магистрали при уменьшении расхода (торможение двигателя) поршень может перемещаться под действием сил инерции движущейся массы. В-третьих, тепло, выделяющееся при дросселировании, в случае установки дросселя в сливной магистрали удаляется в бак, а не поступает в гидродвигатель, как это имеет место при установке дросселя в напорной магистрали.

В практике находит широкое применение регулирование с помощью дросселирующего распределителя (рис.6.1в)

В этом аппарате совмещены функции изменения направления движения потока жидкости и дросселирования на острых кромках золотника в зазоре х (рис.6.3).

Рис 6.3

Таким образом, можно считать, что в таком гидроприводе дроссели имеются и на входе и на выходе гидродвигателя. Если золотник является

симметричным, то расход питания гидродвигателя определяется следующим соотношением

, (6.11)

где =х/b.

Перепад давления на входной кромке

р₁=р_н - р_р . (6.12)

Давление в рабочей полости гидроцилиндра определяется из уравнения равновесия поршня

р_р=Р/F+р_n , (6.13)

где противодавление связано с перепадом на выходной кромке золотника p₂

р_n=р₂+р_сл . (6.14)

Подставляя (6.13) и (6.14) в уравнение (6.12) и учитывая, что в симметричном золотникер₁=р₂, получаем

р₁= ½(р_н - р_сл - Р/F) . (6.15)

Тогда согласно (6.1) с учетом (6.11) и (6.15) получаем выражение для нагрузочной характеристики гидропривода с дросселирующим распределителем

. (6.16)

Характеристика (6.11) получена для гидропривода возвратно-поступательного движения. Для других типов привода аналогичные характеристики могут быть записаны с учетом зависимостей (5.6), (5.7),(5.10) и (5.11):

для привода вращательного движения

; (6.17)

для привода возвратно-поворотного движения

. (6.18)