Практическое занятие№2.

Изучение гидросистемы лесного манипулятора и контрольно-измерительной аппаратуры для исследования динамики гидропривода

1.1 Цель занятия: ознакомиться с гидроприводами лесных манипуляторов; научиться определять основные параметры гидропривода.

1.2 Лабораторное оборудование: действующие стенды с гидроприводом; натурные образцы машин с гидроприводом технологического оборудования.

1.3 Общие сведения

На кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования машин ВГЛТА разработан новый механизм поворота колонны манипулятора лесозаготовительной машины (патент на изобретение №2479481). Конструкция стрелового манипулятора "Атлант-С90" позволяет перевести его в режим рекуперации энергии. Для этого два из четырех гидроцилиндров поворота колонны отключаются от гидросистемы, заполняются воздухом под определенным давлением и используются в качестве аккумулирующих пневмоцилиндров.

На колонне 1 стрелового манипулятора, установленной на раме 2 лесозаготовительной машины, закреплена шестерня 3, взаимодействующая с зубчатыми рейками 4 и 5. Рейка 4 помещена внутри гидроцилиндров 6 и 7. Рейка 5 расположена внутри дополнительных пневмоцилиндров 8 и 9.

Демпфер включает в себя корпус 10, размещенный в нем ступенчатый плунжер, средняя часть 11 которого выполнена большего диаметра, чем концевые его части 12 и 13. В концевых частях ступенчатого плунжера выполнены дросселирующие каналы 14 и 15. Средняя часть ступенчатого плунжера образует с корпусом две изолированные полости 16 и 17, соединенные с полостями 18 и 19, образованными торцами плунжера и корпусом, которые соединены через дросселирующие каналы 14 и 15. Поршневые полости гидроцилиндров сообщены с полостями 18 и 19 через обратные клапаны 20 и 21. Полости 16 и 17 постоянно сообщены с поршневыми полостями гидроцилиндров. Устройство работает следующим образом. При повороте колонны 1, например, против часовой стрелки рабочая жидкость подается в поршневую полость гидроцилиндра 6 и зубчатая рейка 4 под действием давления на поршень перемещается вправо. Одновременно вторая рейка 5 перемещается влево и поршень в пневмоцилиндре 8 сжимает воздух, накапливая потенциальную энергию рекуперации.

Рисунок 2.1 – Гидропневматическая схема механизма поворота колонны с двумя пневмоцилиндрами (патент на изобретение № 2479481 )

При остановке механизма поворота каналы 22 и 23 отключаются от гидросистемы с помощью распределителя, и подсоединенные к ним гидролинии становятся запертыми. Однако колонна под действием инерционных сил продолжает поворачиваться в том же направлении при дросселировании рейка 4 плавно тормозится за счет дополнительного демпфера.

При повороте колонны 1 по часовой стрелке рабочая жидкость подается в поршневую полость гидроцилиндра и зубчатая рейка 4 перемещается влево. Одновременно поршень пневмоцилиндра под действием потенциальной энергии сжатого воздуха перемещается вправо, тем самым возвращая накопленную энергию и уменьшая количество дросселируемой жидкости и потери энергии на ее нагревание. При отключении механизма поворота в результате инерционных сил происходит повышение давления в поршневой полости гидроцилиндра. В этом случае жидкость поступает в полости 18 и 19, перемещая плунжер вправо. При этом жидкость из полости 19 дросселируется через канал 15, и рейка 4 тормозится.

При остановках поршней гидроцилиндров в промежуточных положениях дополнительный демпфер работает совместно с пневмоцилиндрами, повышая эффективность демпфирования и рекуперации. Для лабораторных исследований динамики гидропривода механизма поворота манипулятора разработан и изготовлен лабораторный стенд (рис. 2.2)

.

Рисунок 2.2 – Общий вид лабораторного стенда с манипулятора ЛВ-210-01 и контрольно-измерительной аппаратурой и демпфирующее устройством.

Лабораторный стенд состоит из стрелы серийного манипулятора ЛВ-210-01 1 с помощью цепей длиной примерно 1 м подвешен груз, поворотной колонны 3, механизма поворота 4, к насосной станции 5 запитанной от штатной проводка 380 В подключена гидросистема манипулятора, управляемая гидрораспределителем 6 5-ти секционный Badestnost 5-408 с помощью гибких трубопроводов к поршневым полостям гидроцилиндров механизма поворота колонны подсоединен дополнительный демпфирующее устройство.

Датчики давления рабочей жидкости 7 фирмы Honeywell MLH300PSB02A подключены в трубопроводы механизма поворота колонны. Датчики давления подключены через устройства обработки данных осциллографы 8 серии АКИП-4106…4109 к ноутбуку 9 с программным обеспечением. На раме манипулятора закреплена шкала для замера колебания груза 10.

Насосная станция (рисунок 3.2) состоит из следующих основных элементов: рама 1, на которую установлен трехфазный асинхронный двигатель типа МИХ 2, к которому через муфту 3 подключен шестеренчатый насос НШ 32У-2 4, масляный бак подсоединен через эластичные шланги к насосу и обратному клапану распределителя. .

Рисунок 2.3– Насосная станция

На общем виде манипулятора сзади поворота колонны с заглушенными врезками под демпфер и смонтированными датчиками (рисунок 2.5) показана поворотная колонна 1 с заглушенными врезками под демпфер 2, гидроцилиндры 3 в подводящую гидросистему которых подключены датчиками 4 отслеживаются изменения давления.

Рисунок 2.5 – Общий вид манипулятора поворота колонны с заглушенными врезками под демпфер и смонтированными датчиками

Рисунок 2.6 – Общий вид датчика давления

Замеры производились с помощью цифровою запоминающего USB-осциллографа АКИП-4107, АКИП-4107/1 (АКИП™).

На рис.2.7 приведена принципиальная гидравлическая схема манипулятора ЛВ-184А. После включения насоса рабочая жидкость

всасывается из гидробака и че­рез фильтр напорный, переливные каналы распределителей и фильтр сливной поступает в гидробак.

Гидрораспределитель служит для подачи рабочей жидкости в гидроци­линдры опор, каждый из которых управляется своим золотником. Для исклю­чения саморазгрузки опор в золотниках гидрораспределителя поршневые по­лости гидроцилиндров и закрываются гидрозамками.

Управление исполнительными элементами манипулятора существляется золотниками гидрораспределителя. При включении любого из золотников рабо­чая жидкость направляется в соответствующую полость гидроцилиндра, а из противоположной полости сливается в гидробак, через фильтр сливной.

После остановки движения исполнительного элемента золотник гидро­распределителя возвращается в нейтральное положение и рабочая жидкость че­рез переливной канал свободно сливается в гидробак через фильтр сливной.

Для частичного ограничения пиков давления рабочей жидкости в гид­роцилиндрах рукояти, стрелы, удлинителя, устройства опорно-поворотного, а также исключения разряжения в противоположных полостях гидроцилиндров, возникающих от инерционных нагрузок и реактивных усилий при закрытии со­ответствующих золотников гидрораспределителя, в гидрораспределитель встроены предохранительные и обратные клапаны.

Первичным предохранительным клапаном, разгружающим насос, является предохранительный клапан, установленный в напорной секции гидрораспреде­лителя. Первичный предохранительный клапан отрегулирован на максимальное рабочее давление.

2.4 Содержание отчета

Название и цель занятия; таблица с заданными, рассчитанными и измеренными параметрами; гидросхема машины; формулы для вычислений с результатами вычислений; выводы.

2.5 Контрольные вопросы

1 Перечислите основные параметры гидропривода.

2 Как влияют параметры гидропривода на показатели работы машины?

3 Перечислите достоинства и недостатки гидропривода данной машины?

4 Какое назначение насосной станции?

Практическое занятие№3.