Регулирование гидропривода
Теоретически выходная скорость гидропривода вращательного движения определяется из уравнения расхода насоса и гидромотора.
Следовательно, изменение частоты вращения гидромотора возможно при изменении расхода, т. е. изменении параметров насоса и гидромотора.
Для регулирования путем изменения частоты вращения насоса (пи) необходимо иметь регулируемый приводной двигатель. Обычно этот способ регулирования применяется в гидроприводе с двигателем внутреннего сгорания или дизелем. Регулирование путем изменения параметров насоса (qH) или гидромотора (qM) называется объемным или машинным регулированием. Этот вид регулирования возможен только тогда, когда насос или гидромотор являются регулируемыми. Возможно также регулирование изменением гидравлического сопротивления линии питания гидромотора с отводом части подачи насоса в бак, такое регулирование называется дроссельным. Иногда регулирование гидропривода производится путем подключения и отключения других насосов (ступенчатое регулирование).
К
аждый
из способов регулирования имеет свои
достоинстваи недостатки. Выбор схемы
регулирования зависит от многих факторов,
основными из которых являются режим
работы привода и величина его мощности.
В практике преимущественно применяются
гидроприводы с регулируемым насосом и
дроссельные. Гидропривод с регулируемым
насосом является основным регулируемым
приводом в горных машинах. Принципиальная
схема этого привода приведена на рис.
143.
Рис. ИЗ. Схема гидропривода с регулируемым насосом и его характеристика
Для гидропривода с регулируемым насосом имеем теоретическое значение диапазона регулирования
D
= 
= 
Дроссельное регулирование гидропривода применяется в открытых системах с нерегулируемыми насосами небольшой мощности (до 3 - 7 кВт). Это ограничение обусловлено в основном опасностью перегрева рабочей жидкости, так как принцип дроссельного регулирования основан на превращении части энергии в тепло вследствие того, что в гидродвигатель поступает только часть жидкости, подаваемой насосом, другая часть сливается в бак, не выполнив никакой полезной работы. КПД гидропривода с дроссельным регулированием обычно не превышает 0,3 - 0,4.
Основными достоинствами гидропривода с дроссельным регулированием являются простота и легкость управления регулятором, а также плавность изменения скоростей и возможность централизованного управления многими исполнительными двигателями от одного насоса. Системы дроссельного регулирования по схеме работы насоса можно разделить на две группы:
а) схема с постоянным давлением в насосе независимо от нагрузки, определяемым настройкой переливного клапана;
б) схема с переменным давлением в насосе, определяемым нагрузкой гидродвигателя.
Каждая из этих схем имеет свои достоинства и недостатки. Схема а по месту установки дросселя разделяется на две: дроссель устанавливается в линии питания гидродвигателя (на входе); дроссель устанавливается в сливной магистрали (на выходе). При использовании схемы б дроссель устанавливается параллельно гидродвигателю. Схема с дросселем на входе приведена на рис. 146. Жидкость из бака насосом подается через дроссель 1 в одну из полостей силового цилиндра 2. Эта подача равна расходу через дроссель. Излишек жидкости, равный QH - QflP, сливается в бак через сливной клапан 3, который определяет давление в насосе и переддросселем (рн). Это давление в процессе работы гидродвигателя является постоянным. Давление рг после дросселя зависит от нагрузки и определяется из условий равновесия цилиндра. Для цилиндра с двусторонним штоком равного сечения это условие равно нагрузке на поршне F и рабочей площади поршня
S : pxS = F + pcS.
Рис. 146. Схема гидропривода с дросселем на входе (а) и его характеристики (б)
Поскольку давление р = const, насос в этой системе потребляет независимо от нагрузки гидродвигателя максимальную мощность, соответствующую его полной подаче и максимальному давлению, определяемому настройкой клапана, что определяет относительно низкий КПД гидропривода с последовательно включенным дросселем.
К недостаткам этой схемы следует также отнести ее непригодность для работы в режиме знакопеременной нагрузки и больших ускорений гидродвигателя. В этом случае возможен отрыв жидкости от поршня, разрыв сплошности потока, появление существенной неравномерности выходной скорости гидродвигателя и гидравлических ударов.
Характеристики рассматриваемого гидропривода строятся по уравнению (14.9) и представлены на рис. 146, б. Основной является характеристика, построенная при полностью открытом дросселе. Другие характеристики строятся для различных значений открытия дросселя. Как видно, характеристики дросселя являются существенно нелинейными. Максимальное значение скорости двигателя (точка а для основной характеристики) находится при подстановке в уравнение (14.9) значения F = 0 или в уравнении Мм = 0. Скорость двигателя будет равна нулю (точка b на графике), когда давление, затрачиваемое на преодоление нагрузки, будет равно давлению в насосе, т. е. рн = F/S.