гидропривод_мет_машин
.pdf100
где - фактический расход рабочей жидкости; - потери рас хода жидкости.
где - коэффициент утечек в гидромоторе; 1 - разность давле ний на входе и выходе гидромотора.
При давлении на выходе рВ Ь 1 Х = 0 уравнение для механической ха рактеристики можно записать следующим образом:
где Км = V0 / 2 - коэффициент момента.
Графики этих характеристик (рис. 9.1) представляют собой пря мые, наклоненные к оси абцисс. Наклон характеристики гидромотора определяется утечками.
Рис. 9.1. Механическая характеристика
гидромотора
Прямая 1 соответствует нулевым утечкам, более мягкая характе ристика свидетельствует о больших утечках гидромотора.
101
9.2. Конструкции гидромоторов
Насос-мотор, отмеченный на рис. 9.2, представляет собой объем ную гидромашину аксиально-поршневого типа с двойным несиловым карданом, с наклонной осью блока цилиндров и торцевым распределени ем рабочей жидкости. Состоит из вала 1, пружин 2 и 5, карданного вала 3, ротора 4, клапанной коробки 6, задней крышки 7, распределительного диска 8, поршней 10, шатунов 11.
Рис. 9.2. Гидромотор
При работе насоса-мотора в режиме гидромотора рабочая жид кость, нагнетаемая насосом, поступает через заднюю крышку, распреде лительный диск и цилиндры ротора под поршни, находящиеся на нагне тательной стороне распределителя. Сила давления жидкости через порш ни и шатуны передается фланцу вала 1. Окружная составляющая сила давления создает крутящий момент относительно оси ротора, который передается валу 1 через карданный вал. На второй половине оборота про исходит вытеснение рабочей жидкости в сливную магистраль. Скорость и направление вращения выходного вала насоса-мотора, работающего в режиме гидромотора, регулируются объемом и направлением потока по требляемой рабочей жидкости. Клапанная коробка устанавливается на заднюю крышку и предназначается для защиты от перегрузок гидравли ческой цепи, в которую включен насос-мотор.
102
9.3. Гидропривод закрытой гидросистемы
На рис. 9.3 представлена типовая схема применения гидромото ра. В гидросхемах металлургических и мобильных машин и манипуля торов широко применяют такие закрытые гидросистемы. Под закрытой гидросистемой следует понимать гидросистему, состоящую из насоса 1 и гидро двигателя 2.
Рис. 9.3. Гидропривод закрытой системы
Рабочая жид кость поступает из насоса в гидродвигатель, а отту да снова во всасывающую магистраль насоса. Обычно в закрытых гид росистемах применяется гидронасос с регулируе мой подачей в обоих на правлениях.
Для практическо го использования закры той гидросистемы необ ходимо следующее до полнительное оборудова ние:
Предохранительный контур, включающий два регулируемых предохра нительных клапана 3 и 4, которые ограничивают давление на стороне вы сокого давления и защи щают гидросистему от перегрузок. Рабочая жид кость стекает на сторону низкого давления. Клапа ны ограничения давления одновременно служат для
торможения гидродвигателя при нулевой подаче насоса. Промывочный клапан и подпиточный контур.
103
Промывочный клапан 5 является распределителем с гидравлическим управлением. Когда подача насоса 1 равна нулю, подпиточный насос 6 через промывочный клапан 5, находящийся в среднем положении, предо хранительный клапан 7 и радиатор охлаждения 8 сливает жидкость в бак.
С помощью предохранительного клапана 7 устанавливается подпиточное давление (низкое давление). Оно составляет, как правило, 8 — 15 бар. Когда насос осуществляет подачу рабочей жидкости, то есть когда в гидродвигатель поступает жидкость, на стороне высокого давления (ра бочее давление) включается промывочный клапан, открывающий канал, который соединяет сторону низкого давления с предохранительным кла паном 7. Например, если слева расположена сторона высокого давления (гидродвигатель 2 вращается вправо), то в этом случае промывочный клапан 5 через левую магистраль управления включается в правом на правлении. Благодаря этому сторона низкого давления (справа) соединя ется с предохранительным клапаном 7, которым управляет подпиточный насос. Из стороны низкого давления жидкость через промывочный кла пан 5 и предохранительный клапан 7 поступает в бак. Одновременно подпиточный насос 6 через обратный клапан 9 подает рабочую жидкость на сторону низкого давления. Обратный клапан 10 со стороны высокого давления закрыт.
При смене направления подачи регулируемого насоса давление на данный промывочный клапан подается с другой стороны. И весь цикл соответственно повторяется.
9.4. Монтаж, наладка и эксплуатация гидромоторов
При монтаже гидромоторов [6, 8, 11] должен быть обеспечен удобный доступ к ним. Замена гидромотора не должна вызывать демон таж соседних узлов и элементов гидропривода.
Валы гидромотора соединяют с валом исполнительного меха низма с помощью упругих муфт. Несоосность валов не должна превы шать 0,2 мм, а максимальный угол между осями валов не должен превы шать ЗО7. Увеличение приведенных норм при соединении валов приводит к повышенному шуму и вибрациям в процессе работы, ускоренному из нашиванию подшипников гидромоторов, выходу из строя уплотнитель ных узлов вала.
В качестве эластичных муфт, не создающих осевых и радиальных нагрузок на вал, можно применять упругие втулочно-пальцевые муфты, упругие муфты со звездочкой, кулачковые дисковые муфты.
104
Перед первым пуском гидромотора необходимо выполнить сле дующее:
•убедиться в правильности монтажа всей системы;
•проверить уровень рабочей жидкости в гидробаке;
•проверить наличие в гидросистеме контрольноизмерительных приборов;
•через дренажное отверстие корпуса гидромотора заполнить внутренние полости рабочей жидкостью (проворачивая вал вручную);
•выпустить из системы воздух; удалить все посторонние предметы и инструмент;
•предупредить обслуживающий персонал о пуске гидромо тора.
Пробный пуск гидромотора производится при полностью откры том предохранительном клапане, свободном сливе из гидромотора и от соединенном от вала гидромотора вала исполнительного (приводимого) механизма машины.
После включения насоса (насосной станции) следует постепенно увеличивать настройку предохранительного клапана до давления, при котором начнет вращаться вал гидромотора, а затем (если это оговорено технической документацией) на выходе из гидромотора установить тре буемое давление. Опробование производится при частоте вращения гид ромотора, равной 20-50% ее номинального значения, в течение 10-15 мин.
При пробном пуске проверяют правильность подключения к гид ромотору напорного и сливного трубопроводов (по соответствию направ ления вращения вала требуемому).
Установив, что гидромотор работает без вибраций, стуков, резко го нгума и пульсаций в напорной гидролинии (или устранив выявленные при пробном пуске недостатки), производят опробование работы гидро мотора под нагрузкой. Останавливают гидромотор, выключают насос.
Вал гидромотора соединяют с валом исполнительного механизма машины и проверяют работу гидромотора при различных режимах в те чение 30 мин. Если условия работы позволяют, целесообразно повышать нагрузку постепенно.
Характерные неисправности [8] гидромоторов представлены в табл. 9.1. В процессе эксплуатации гидромоторы ежедневно осматривают и проверяют уровень масла в гидросистеме; состояние мест разъемов корпусных деталей, пробок, манометров, концевых соединений трубо проводов и т.п.; состояние крепежных элементов гидромотора; утечки рабочей жидкости через уплотнение вала.
105
Во время пробного пуска гидромотора не допускаются:
•стук в гидромоторе;
•вращение вала рывками или его остановка;
•большой перепад давлений;
•утечки рабочей жидкости из-под пробок, крышек, при соединительных поверхностей трубопровода;
•кроме того, нельзя оставлять гидромотор незаполненным рабочей жидкостью.
|
Характерные неисправности |
в работе гидромоторов |
Таблица 9.1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
№ |
Неисправность |
Причина |
неисправно |
Способ |
|
устранения |
||||||||
п/п |
|
|
сти |
|
|
|
|
|
|
неисправности |
|
|
||
1 |
Шум и стук в гид |
1. Наличие |
воздуха |
в |
1. Удалить |
воздух |
из |
|||||||
|
ромоторе* |
гидросистеме. |
|
|
гидросистемы. |
|
|
|||||||
|
|
|
2. Давление в сливной |
2. Установить |
нагру |
|||||||||
|
|
|
линии |
(на |
выходе |
из |
зочным |
устройством |
||||||
|
|
|
гидромотора) |
меньше |
(клапаном |
давления |
||||||||
|
|
|
указанной |
|
в |
техниче |
или дросселем) необ |
|||||||
|
|
|
ской документации. |
|
ходимое давление. |
|
||||||||
|
|
|
3.Вибрация трубопро |
3. Подтянуть крепеж |
||||||||||
|
|
|
водов. |
|
|
|
|
|
|
ные болты, закрепить |
||||
|
|
|
4. |
Некачественная |
трубы. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
подгонка |
|
|
соедини |
4. Подогнать |
детали |
||||||
|
|
|
тельной муфты. |
|
|
муфты. |
|
|
|
|
||||
2 |
Вал |
гидромотора |
1. Наличие |
воздуха |
в |
1 .Удалить |
воздух |
из |
||||||
|
не |
вращается или |
гидросистеме. |
|
|
системы. |
|
|
|
|||||
|
вращается рывка |
2. Давление на входе в |
2.Настроить |
предо |
||||||||||
|
ми, |
|
гидромотор |
не |
соот |
хранительный |
клапан |
|||||||
|
|
|
ветствует |
|
|
установ |
гидросистемы |
на |
не |
|||||
|
|
|
ленному. |
|
|
|
|
|
обходимое давление. |
|||||
|
|
|
З.Валы гидромотора и |
3.Выставить |
гидро |
|||||||||
|
|
|
исполнительного |
ор |
мотор, |
устранив |
пе |
|||||||
|
|
|
гана |
соединены |
с |
рекос и биение. |
|
|||||||
|
|
|
большим перекосом. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 9.1
№ |
Неисправность |
Причина |
неисправно |
Способ |
|
устранения |
||||||||||
п/п |
|
|
|
|
сти |
|
|
|
|
|
неисправности |
|
|
|||
|
|
|
|
|
4. Неправильно вы |
|
4.Заменить гидромо |
|||||||||
|
|
|
|
|
бран типоразмер гид |
тор на другой с |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
ромотора или непра |
большим рабочим |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
вильно установлен |
|
объемом (установить |
|||||||||
|
|
|
|
|
рабочий объем в ре |
|
необходимый рабо |
|||||||||
|
|
|
|
|
гулируемом гидромо |
чий объем). |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
торе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Гидромотор |
не |
1. Давление в системе |
1. Настроить |
|
предо |
||||||||||
|
развивает |
требуе |
ниже требуемого. |
|
хранительный |
кла |
||||||||||
|
мый |
крутящий |
|
|
|
|
|
|
пан. |
|
|
|
|
|
||
|
момент. |
|
|
|
2. Нарушение |
герме |
2. Проверить |
|
и уст |
|||||||
|
|
|
|
|
тичности |
магистра |
ранить |
|
неисправ |
|||||||
|
|
|
|
|
лей. |
|
|
|
|
|
ность. |
|
|
|
|
|
4 |
Частота |
вращения |
1 .Недостаточна |
пода |
1 .Увеличить |
|
подачу |
|||||||||
|
гидромотора |
ниже |
ча насоса. |
|
|
|
насоса |
или |
сменить |
|||||||
|
установленной. |
2. Неправильна |
|
на |
его типоразмер. |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
стройка |
|
дросселя |
на |
2.Отрегулировать |
|
||||||
|
|
|
|
|
входе в насос. |
|
|
|
дроссель |
или |
заме |
|||||
|
|
|
|
|
3. Неправ ильная |
на |
нить. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
стройка |
|
предохрани |
3. Установить |
|
необ |
||||||
|
|
|
|
|
тельного клапана. |
|
ходимое |
давление в |
||||||||
|
|
|
|
|
4. Нагрузочный |
мо |
системе. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
мент на |
валу |
гидро |
4. Установить гидро |
||||||||
|
|
|
|
|
мотора |
выше |
крутя |
мотор |
необходимого |
|||||||
|
|
|
|
|
щего момента, |
разви |
типоразмера. |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
ваемого |
гидромото |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ром. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Неравномерность |
1. Наличие воздуха |
в |
1. Удалить воздух |
из |
|||||||||||
|
крутящего |
момен |
системе. |
|
|
|
|
гидросистемы. |
|
|
||||||
|
та и частоты |
вра |
2. Неисправность пре |
2. Исправить |
или |
за |
||||||||||
|
щения. |
|
|
|
дохранительного |
кла |
менить клапан. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
пана. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Неиспраность |
сис |
3.Заменить |
|
неис |
|||||||
|
|
|
|
|
темы |
регулирования |
правные |
детали, |
на |
|||||||
|
|
|
|
|
привода. |
|
|
|
|
строить систему. |
|
107
Продолжение таблицы 9.1
№ |
Неисправность |
|
Причина |
неисправно |
Способ устранения |
|||
п/п |
|
|
сти |
|
|
|
неисправности |
|
6 |
Чрезмерный |
на |
1. Неправильно |
отре |
1 .Отрегулировать |
|||
|
грев гидромотора. |
гулирована |
система |
систему охлаждения. |
||||
|
|
|
охлаждения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Вязкость |
рабочей |
2.3аменить |
рабочую |
||
|
|
|
жидкости |
ниже |
до |
жидкость. |
|
|
|
|
|
пустимой. |
|
|
|
3.Устранить |
полом |
|
|
|
3.Износ или |
поломка |
||||
|
|
|
деталей гидромотора. |
ку. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
7 |
Увеличенные |
|
1.Повреждены уплот |
1 .Заменить |
уплотне |
|||
|
внешние утечки „ |
нения. |
|
|
|
ния. |
|
|
|
|
|
2.Ослабление затяжки |
2.Подтянуть крепеж. |
||||
|
|
|
крепежных деталей. |
3 .Отремонтировать |
||||
|
|
|
3. Износ деталей гид |
гидромотор. |
|
|||
|
|
|
ромотора. |
|
|
|
|
|
9.4. Шаговый электрогидравлический привод на базе
гидромоторов
В приводах манипуляторов и станков ЧПУ широкое применение в ка честве исполнительных и управляющих элементов получили шаговые электродвигатели. Конструктивно-компоновочная схема электрогидро привода, состоящего из шагового электродвигателя и гидравлического усилителя моментов (ГУМ), показана на рис. 9.4.
Шаговый электродвигатель ШД отрабатывает импульсы, поступаю щие из системы управления. При обработке импульса вал 1, поворачива ясь, через зубчатую передачу 2, заставляет вращаться винт 3, ввернутый в гайку 4, жестко соединенную с ротором гидромотора 5. При неподвиж ном гидромоторе поворот винта заставит соединенный с ним золотник 8 переместиться, например, вправо от среднего положения, в результате чего в трубопроводе 6, идущем от золотника к гидромотору, повысится давление, а в трубопроводе 7 - понизится и образовавшийся перепад дав ления создаст крутящий момент на гидромоторе. Поворачиваясь, ротор гидромотора повернет гайку 4, которая через винт 3 возвратит золотник в среднее положение. При непрерывной подаче импульсов на шаговый электродвигатель вал гидромотора будет вращаться со скоростью, про порциональной частоте импульсов, и золотник будет смещен от среднего
108
положения на величину, обеспечивающую пропуск масла, необходимого для вращения гидромотора.
Структурная схема привода с гидроусилителем момента и импульсной системой ЧПУ для одной координаты приведена на рис. 9.4. б. Устройст во управления на базе ЭЦВМ выдает импульсы, которые в электронном кодовом преобразователе ЭКП усиливаются и преобразуются в форму, необходимую для управления ШД. Управление посредством преобразо вателя ВП и гидрораспределителя ГР приводит к повороту вал гидромо тора ГМ.
Рис. 9.4. Схема шагового электрогидропривода
Через редуктор Р и шариковую пару сообщается движение рабочему органу станка Р. Штрих-пунктирной линией обозначен следящий привод, имеющий внутреннюю обратную связь по положению. Цена импульса в приводе определяется по уравнению
109