Торможение объемных двигателей (стр. 1 из 2)

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕФЕРАТ

«Торможение объемных двигателей»

СПб. 2007г.

Содержание

Объемные гидродвигатели

Тормозные клапаны

Ограничители расхода

Список использованной литературы

Объемные гидродвигатели

К объемным гидродвигателям относятся:

Гидромоторы, использующие энергию потока жидкости и сообщающие выходному валу неограниченное вращательное движение.

Гидроцилиндры, сообщающие выходному звену поступательное движение.

Поворотные гидродвигатели, сообщающие выходному валу ограниченное вращательное движение.

Гидроцилиндры широко применяют во всех отраслях техники и особенно часто в строительных землеройных, подъемно-транспортных, дорожных машинах, а также в технологическом оборудовании — металлорежущих станках, кузнечно-прессовых машинах.

Гидроцилиндр одностороннего действия (рис. 1. а) имеет плунжер 1, перемещаемый силой давления жидкости в одну сторону. Обратный ход плунжера совершается под действием внешней силы F, если она действует непрерывно, или пружины 2. единственное наружное уплотнение плунжера состоит из основного 3 и грязезащитного 3’ уплотняющих элементов. Гидроцилиндр двустороннего действия (рис. 1. б) имеет поршень 4 со штоком 5, уплотненные внутренним 6 и наружным 7 уплотнителями. Разница полной S и кольцевой S’ площадей поршня ведет к различию в используемом давлении p при перемещении влево и вправо, если преодолеваемая внешняя сила F одинакова. Если к цилиндру подводится постоянный расход Q, то разница площадей приводит в зависимости от направления перемещения к различию скоростей движений поршня.

Для устранения этих явлений, когда они нежелательны, такие гидроцилиндры включают при помощи золотника по дифференциальной схеме (см. позиции I и II), при которой штоковая полость 8 непрерывно соединена с питающей линией 9. Если при этом S’=S/2, то при движении вправо (позиция золотника I) и влево (позиция золотника II) скорость v=Q/S’ и сила F=pS’ будут одинаковы. Для получения полной симметрии сил и скоростей применяют гидроцилиндры с двусторонним штоком (рис. 2) с одним внутренним 1 и двумя 2 и 3 наружными уплотнениями. В этом случае конструкция с закрепленным штоком (рис. 2. а) в полтора раза короче, чем конструкция с закрепленным цилиндром (рис. 2. б)

Количество уплотнений, являющихся источниками трения и местами наружных и внутренних утечек определяет объемный и механический КПД гидроцилиндра, а так же его надежность. С этой точки зрения из рассмотренных меньший КПД при прочих равных условиях имеет гидроцилиндр с двусторонним штоком.

Схема трехскоростного гидроцилиндра с двумя уровнями развиваемой силы показана на рис 3. Такие гидроцилиндры распространены в прессовом оборудовании. Быстрый ход сближения осуществляется заполнением полости через подвод 1 при линиях 2 и 3, соединенных с областью слива. Рабочий ход с малой скоростью на коротком пути осуществляется при питании полостей 4 и 6 через подводы 1 и 2. При этом цилиндр, используемый при максимальной рабочей площади, развивает максимальную силу при наименьшем давлении. Быстрый возвратный ход производится при заполнении полости 5 через линию 3, линии 1 и 2 при этом соединены с областью слива.

Телескопические гидроцилиндры (рис. 4) применяют в случаях, когда желаемый ход превышает допустимую установочную длину гидроцилиндра. Выдвижение секций цилиндра, если он питается через линию 1 от источника постоянного расхода Q будет происходить с разными скоростями и, если преодолеваемая сила F постоянна, при разных давлениях.

При выдвижении первым смещается до упора поршень 2 с малой скоростью при меньшем давлении. После полного выдвижения поршня 2 начинает перемещаться до полного выдвижения поршень 3. При этом скорость увеличивается, а давление возрастает. Выдвигание секций производится либо под действием силы F, либо путём подачи расхода Q через линию 4 в полости 6 и 7 через рукав 5.

Известно применение телескопических цилиндров, имеющих до шести секций.

Во многих случаях гидроцилиндры работают в тяжёлых условиях при внезапно изменяющихся нагрузках и при неблагоприятных климатических условиях. Для защиты от попадания влаги и грязи предусматривают двойные наружные уплотнения (например, 2 и 3) с грязесъемными кольцами 2’ и 3’ (см. рис. 2), а иногда и резиновый сильфоны (8, см. рис. 5), целиком закрывающие шток при выдвижении. Для защиты от ударов поршня о крышку цилиндра в конце хода устанавливают концевые тормозные устройства (рис. 5). В крышках гидроцилиндра выполнены гнезда 1 и 2, а на поршне соответствующие им цилиндрические выступы 6 и 7, образующие с гнездами малые зазоры. В конце хода кольцевой объем 5 будет выдавливаться через дроссель 3 и кольцевую щель, сопротивление которых велико, и скорость поршня уменьшится. Для быстрого заполнения цилиндра в начале хода в обход дросселя 3 и щели предусмотрены обратные клапаны 4.

Частым требованием к гидроцилиндрам является способность удерживать нагрузку при неподвижном поршне без подачи жидкости от насоса. Схема фиксирующего устройства на поршне 5 представлена на рис. 6. При равенстве давления в обеих полостях 6 и 7 цилиндра пружины 1 смещают шарики 2 на коническую поверхность 3, и шарики заклинивают поршень. При подаче жидкости от насоса в одну из полостей в ней появляется давление и скользящий уплотняющий элемент 4 смещается. Таким образом, перед началом движения поршня шарики выталкиваются из кольцевой корпусной щели и не препятствуют движению поршня. Такая система из-за износа стенок цилиндров применима только при малых нагрузках.

При больших нагрузках положение поршня фиксируется гидравлическими замками, представляющими управляемые обратные клапаны.

Эффективность работы гидроцилиндров, их КПД зависят в основном от работы уплотнителей поршней и штоков (рис. 7). Уплотнение, показанное на рис. 7,а состоит из резинового кольца 3 с пластиковым упорным кольцом 2 и защитного кольца 1, предохраняющего основное уплотнение от попадания грязи. Конструкция, изображенная на рис. 7,б представляет пакет V-образных манжет: уплотняющая 6 из резины и разделительных 5 из пластика. Гайкой 4 пакет может сжиматься для компенсации износа. На рис. 7,в и г представлены уплотнения поршней двустороннего действия: уплотнение высокого давления манжетами 7 поршня с направляющим поясом 8 и уплотнение двусторонней манжетой, служащей одновременно направляющим элементом. Последнее предназначено для умеренных давлений. Для надежной и продолжительной работы уплотнений и, следовательно, гидроцилиндров необходима обработка рабочих поверхностей цилиндров и штоков до

.

В исправно и длительно работающем уплотнении обязательно должна существовать утечка в виде смазывающей пленки, выносимой из полости на металлической поверхности, скользящей по уплотнению. Работа в режиме граничного или сухого трения без такой пленки сокращает срок службы уплотнений.

При малых давлениях и перемещениях h в качестве гидро- и пневмодвигателей поступательного движения применяют мембранные (рис. 8,а) и сильфонные (рис. 8,б) системы.

Поворотные гидродвигатели

На рис. 9,а изображен однопластинчатый двухкамерный, а на рис. 9,б – двухпластинчатый четырехкамерный двигатели. В конструкции таких гидродвигателей много общего с пластинчатыми гидромашинами. Ротор 4 уплотнен радиально относительно наружного корпуса 3 подвижной 5 и неподвижной 1 пластинами, которые образуют две или больше дуговые камеры 2 и 2’ – рабочие полости, в которые по каналам 6 подается и отводится жидкость. Для сокращения и устранения внутренних утечек по торцам ротора и пластин применяют подгонку боковых крышек с малыми зазорами, поджим одной из крышек с гидростатической разгрузкой или радиальные упругие уплотнения из резины или полимерных материалов. Надежное уплотнение торцов ротора является главной трудностью при создании таких гидродвигателей. Трение и утечки по торцам являются главными потерями энергии. Уплотняющие пластины выполняют для сокращения трения, как правило, гидростатически уравновешенными (рис. 9,в).