Объёмное регулирование гидропривода.
Объёмное регулирование гидропривода — способ регулирования скорости движения штока гидроцилиндра или частоты вращения вала гидромотора (или угловой скорости вала поворотного гидродвигателя) за счёт изменения рабочего объёма гидравлических машин.
Возможны два принципиально разных варианта объёмного регулирования:
за счёт изменения рабочего объёма насоса,
за счёт изменения рабочего объёма гидродвигателя, а также возможно сочетание в себе обоих указанных вариантов.
В качестве регулируемых объёмных гидромашин как правило используются аксиально-плунжерные и радиально-плунжерные гидромашины. Реже применяются пластинчатые гидромашины.
В сравнении с дроссельным регулированием гидропривода, при объёмном регулировании лучше регулировочные характеристики (зависимость скорости движения выходного звена гидродвигателя от нагрузки), выше КПД гидропривода и меньше энергетические потери.
Поскольку регулируемые объёмные гидромашины достаточно дороги, то объёмное регулирование применяется в гидроприводах большой мощности, а также в гидроприводах, имеющих длительное время работы и малое время простоя.
Использование пластинчатого насоса в гидроприводах металлообрабатывающих станков.
Для гидроприводов, как правило, используются многоплунжерные насосы мощностью 2-15 кВт. Как показывает практика, более экономичными являются пластинчатые насосы (в основном нерегулируемые). Пример такого привода рассмотрен далее.
Гидропривод поперечно-строгальных станков мод. 7307Д.
В поперечно-строгальных и долбежных станках гидроприводы широко применяются для реализации главного движения ползуна и привода подачи, а также обеспечивают смазку трущихся поверхностей. Как правило, в гидросистемах этих станков используются нерегулируемые пластинчатые насосы, переключаемые в зависимости от требуемого режима обработки, и дроссели в ответвлении, позволяющие регулировать скорость в пределах каждой ступени подачи насоса. В качестве реверсивного механизма используются гидропанели, аналогичные по принципу действия гидропанелям Г34-1. Поскольку приводная мощность достигает 7,5 - 11 кВт, уделяется особое внимание сокращению энергетических потерь в гидросистеме.
Поперечно-строгальный станок мод.7307Д
Гидропривод поперечно-строгальных станков мод. 7307Д обеспечивает следующие функции: пуск и возвратно-поступательное перемещение ползуна на I - IV ступенях скорости с возможностью плавной регулировки в пределах каждой ступени, остановку ползуна при одновременной разгрузке насосов, подачу стола на каждый двойной ход ползуна, блокировку механизма откидки резца и выключателя приводного электродвигателя.
Гидравлическая схема поперечно-строгального станка мод.7307Д
Основными составными частями привода являются: H1 + Н2 - сдвоенный пластинчатый насос типа 50Г12-25А; ЦГ - цилиндр главного движения 142-90 х 63х800 ОСТ2 Г21-2-73; ЦП - цилиндр подачи D = 63 мм, d=32 мм, s = 50 мм; гидропанель управления Г31-26 (содержит главный распределитель РГ, распределитель пуска и остановки РП, дроссель Д1 с регулятором РД, клапан противодавления КП, предохранительные клапаны прямого КПП и обратного КПО ходов, подпорный клапан ПК, редукционный клапан КР, демпфер подачи ДП и управляющий распределитель Р, кинематически связанные с РГ, реверсивный распределитель РР, распределитель управления РУ, связанный с валиком управления ВУ, дроссели ДЗ, Д4 и обратные клапаны KOI, К02, позволяющие регулировать качество реверса, золотник управления ЗУ и клапан давления КД); Д2 - дроссель подачи; Д5 - диафрагма диаметром 20 мм; Ф - фильтр магнитный ФМ-4; ЗМ - золотник включения манометра.
Гидравлическая схема представлена в положении, соответствующем рабочему ходу ползуна на 1 ступени скорости.
Таким образом, гидросистема питается от насоса HI (меньшей подачи), а насос Н2 разгружается, причем количество масла, поступающего в ЦГ, регулируется установленным в ответвлении дросселем Д1 с регулятором РД, что позволяет плавно изменять скорость главного движения. Клапан КПО закрыт давлением в линии 12 и усилием пружины, а рабочее давление в гидросистеме определяется нагрузкой на ползуне и ограничивается клапаном КПП, в котором давление масла на нижнюю торцовую поверхность золотника создает силу, поднимающую золотник вверх (до тех пор, пока не соединятся между собой линии 3 и 9). Поскольку площадь торцовой поверхности сравнительно невелика (линия 27 соединена со сливом через Р), рабочее давление может достигать 6 МПа.
В конце рабочего хода регулируемый упор У1 стола через ВУ и зубчато-реечную передачу начинает смещать РУ вправо. Одновременно через планку П смещаются вправо также ЗУ и PP. При движении распределителей масло из их правых торцовых полостей, соединенных линией 24, вытесняется через линию 18 в линию 10, а в левую торцовую полость подсасывается через К02. При этом на торцовых поверхностях золотников распределителей появляется разность давлений, создающая усилие, которое направлено в сторону, противоположную их перемещению. Давление масла, подводимое во внутренние полости золотников через отверстие 26 и линию 22, также оказывает сопротивление движению золотников вправо. Поскольку между планкой П и канавкой в золотнике РУ имеется осевой люфт, золотник РР движется с некоторым отставанием по пути от РУ, прикрывая потоки масла между линиями 4 - 5 и 6 - 7 и обеспечивая плавное торможение ползуна с контролем по пути.
В данной работе мы ограничимся рассмотрением математической моделью объемного регулирования движения резца в станках такого типа.
Однако в данном случае применяется дроссельное регулирование, что снижает эффективность гидропривода. Следует рассмотреть возможность использования, для станков такого типа, регулируемый пластинчатый насос однократного действия, причем таким образом, чтобы рабочая точка при любом режиме работы гидропривода лежала на жесткой ветви насосной установки, что позволяет исключить перетекание рабочей жидкости через переливной клапан и повысить КПД.