ГИДРОПРИВОДЫ

Гидравлический привод Гидропривод – это совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие механизмов и машин. Гидроприводы используются на сельскохозяйственных машинах различного назначения. Прицепные сельскохозяйственные машины (капустой уборочные, свеклоуборочные, виноградоуборочные) полностью гидрофицированный. На частично гидрофицированных картофелеуборочных комбайнах, опрыскивателях, томатов уборочных машинах, жатках гидрообъемный привод сочетается с механическим приводом. Гидропривод используют на кормоуборочных машинах и в ходовой части зерноуборочных комбайнов.

Гидропривод Преимущества гидропривода по сравнению с другими приводами: небольшая масса и габариты, малая инерционность, бесступенчатое регулирование скорости движения рабочих органов, надежная и простая защита от перегрузок, смазка деталей самой рабочей жидкостью. Недостатки гидропривода – изменение вязкости рабочей жидкости в зависимости от температуры, возможность утечек рабочей жидкости, проникновение воздуха в рабочую жидкость. Требуется высокая точность изготовления всех устройств гидропривода. Это приводит к повышению стоимости гидропривода.

Классификация гидроприводов Классификация объемных гидроприводов : по виду движения выходного звена – вращательного, поступательного и поворотного движения; по источнику энергии – насосные и аккумуляторные; по виду циркуляции рабочей жидкости – с разомкнутой и замкнутой системой; по возможности регулирования – регулируемые и нерегулируемые. Регулируемые гидроприводы подразделяют на гидроприводы с дроссельным, объемным и объемно- дроссельным регулированием, а по способу регулирования – с автоматическим и ручным управлением.

Общее устройство гидравлического привода Гидропривод состоит из гидромашин (насосов и гидродвигателей), гидроаппаратуры, гидролиний и вспомогательных устройств. Насос предназначен для создания потока рабочей жидкости. Объемный гидродвигатель – является основным устройством гидропривода. В зависимости от вида движения выходного звена он может быть гидроцилиндром, гидромотором или поворотным гидродвигателем. Гидроаппаратура управляет, регулирует и защищает гидропривод. Вспомогательные устройства – это фильтры, теплообменники, гидробаки и гидроаккумуляторы. Гидролинии (трубопроводы или гибкие шланги) соединяют между собой все устройства гидропривода.

Общее устройство гидравлического привода

Рабочие жидкости – минеральные масла, которые одновременно обеспечивают смазку деталей гидропривода и повышают их износостойкость. Рабочая жидкость является рабочей средой, при помощи которой гидравлическая энергия передается от ее источника к гидродвигателю. Гидравлический привод не может выполнять свои функции без рабочей жидкости. По этой причине рабочую жидкость считают одним из основных элементов гидропривода. В качестве приводящего двигателя в насосных гидроприводах получили широкое применение электродвигатели, валы которых соединяют с валами насосов при помощи упругих муфт.

Порядок работы гидропривода 1. Приводящий двигатель (электрический или двигатель внутреннего сгорания) запускает насос. 2. Насос всасывает из гидравлического бака рабочую жидкость, сообщает ей энергию и подает к направляющей и регулирующей гидроаппаратуре. 3. После направляющей и регулирующей аппаратуры жидкость под давлением поступает в гидродвигатель, в котором гидравлическая энергия жидкости преобразуется в механическую энергию выходного звена гидродвигателя. 4. Выходное звено гидродвигателя через определенные передачи приводит в движение рабочие органы различных сельскохозяйственных машин. 5. Рабочая жидкость из гидродвигателя по сливной линии через направляющую и регулирующую аппаратуру поступает в кондиционеры рабочей жидкости (фильтры и теплообменники), а затем возвращается в гидравлический бак. Рабочая жидкость в гидроприводе циркулирует по замкнутому кругу.

Гидравлическая аппаратура Важные функции в гидроприводе выполняют гидравлические аппараты. Гидравлические аппараты предназначены для управления потоком рабочей жидкости. При помощи гидравлических аппаратов в гидроприводе осуществляют пуск или перекрытие потока рабочей жидкости, изменение его направления, а также изменение давления или расхода жидкости. Гидравлические аппараты разделяют на две основные группы – направляющие и регулирующие.

Направляющие гидравлические аппараты Направляющие гидравлические аппараты применяют для управления пуском, остановкой и направлением потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного закрытия рабочего проходного сечения, т.е. они работают по принципу «открыто-закрыто». В этих аппаратах при перемещении запорных элементов (клапана, золотника, крана) не создаются дросселирующие щели, в результате чего давление или расход рабочей жидкости, проходящей через полностью открытые рабочие окна, не изменяются. К направляющим гидроаппаратам относятся обратные клапаны, направляющие гидрораспределители и гидрозамки.

Направляющие гидравлические аппараты Обратный клапан – направляющий гидроаппарат, предназначенный для свободного пропускания рабочей жидкости в одном направлении и для перекрытия движения жидкости в обратном направлении. Гидрозамок – направляющий гидроаппарат, предназначенный для запирания рабочей жидкости в одном направлении и пропускания ее в обратном направлении при отсутствии управляющего воздействия, а при наличии направляющего воздействия – для пропускания потока в обоих направлениях.

Направляющие гидравлические аппараты Направляющий гидрораспределитель - направляющий гидроаппарат, предназначенный для пуска, остановки и изменения направления потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях в зависимости от наличия внешнего направляющего воздействия. Распределители разделяют по конструкции запорного элемента на золотниковые, крановые и клапанные.

Регулирующие гидравлические аппараты Регулирующие гидравлические аппараты используют для управления давлением, расходом и направлением потока рабочей жидкости путем частичного открытия рабочего проходного сечения. В этих гидроаппаратах запорно-регулирующие элементы при работе могут занимать много промежуточных положений, образуя дросселирующие щели. Чем больше воздействие на запорно-регулирующий элемент, тем больше рабочее проходное сечение (щель). К регулирующим гидроаппаратам относятся клапаны давления (предохранительные, переливные, редукционные и др.), гидроаппараты управления расходом (дроссели, регуляторы расхода и др.), дросселирующие распределители.

Регулирующие гидравлические аппараты Предохранительный клапан служит для предохранения гидропривода от давления рабочей жидкости, превышающего установленное давление. Это клапаны эпизодического действия, т.е. при нормальных нагрузках гидроприводов они закрыты и открываются лишь при давлении рабочей жидкости в гидросистеме, превышающем установленное. Переливной клапан предназначен для поддержания заданного давления в напорной линии путем непрерывного слива рабочей жидкости во время работы. Редукционный клапан предназначен для поддержания давления в отводимом от него потоке рабочей жидкости более низкого, чем давление в подводимом потоке.

Регулирующие гидравлические аппараты Дроссель – это гидроаппарат управления расходом, предназначенный для создания сопротивления потоку рабочей жидкости. Регулируемые дроссели применяют в гидроприводах для управления скоростью движения выходных звеньев гидродвигателей. Различают дроссели с золотниковыми и крановыми запорно-регулирующими элементами. Регулятор расхода предназначен для поддержания заданного значения расхода независимо от перепада давлений в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости. Конструктивно регуляторы расхода представляют собой блоки, состоящие из регулируемого дросселя и клапана.

Регулирующие гидравлические аппараты Дросселирующий распределитель - регулирующий гидроаппарат, предназначенный для управления расходом и направлением потока рабочей жидкости в нескольких гидролиниях одновременно в соответствии с изменением внешнего управляющего воздействия. Запорно-регулирующий элемент дросселирующего распределителя может занимать бесконечное множество промежуточных рабочих положений, образуя дросселирующие щели. Чем больше значение внешнего управляющего сигнала, тем больше площадь рабочего проходного сечения.

Гидропривод с разомкнутым потоком рабочей жидкости По виду циркуляции рабочей жидкости гидроприводы могут быть с разомкнутым и замкнутым потоком рабочей жидкости. В гидроприводе с разомкнутым потоком рабочая жидкость от гидродвигателя поступает в гидробак. Основные преимущества таких гидроприводов – возможность подключения нескольких гидродвигателей к одному насосу, хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Основными недостатками являются большие габаритные размеры и масса гидробака, невозможность использования реверсивных насосов.

Гидропривод с замкнутым потоком рабочей жидкости В гидроприводе с замкнутым потоком рабочая жидкость от гидродвигателя поступает на вход насоса. Преимуществами таких гидроприводов являются благоприятные условия защиты рабочей жидкости от загрязнений, возможность применения реверсивных регулируемых насосов. К основным недостаткам относятся необходимость применения индивидуального насоса для каждого гидродвигателя, быстрый нагрев рабочей жидкости в замкнутой силовой гидросистеме, трудности обеспечения фильтрации рабочей жидкости в гидролиниях с реверсивным потоком жидкости.

Регулируемые гидроприводы Регулируемые гидроприводы делятся на гидроприводы с дроссельным управлением, с объемным (машинным) управлением и с объемно- дроссельным управлением. Гидропривод с дроссельным управлением – это гидропривод, в котором управление параметром движения выходного звена гидродвигателя осуществляется при помощи регулируемого дросселя или регулятора расхода, дросселирующего распределителя или гидроусилителя. По циркуляции рабочей жидкости гидроприводы с дроссельным управлением являются гидроприводами с разомкнутым потоком. Они могут быть поступательного, вращательного и поворотного движения. В зависимости от схемы такие гидроприводы разделяют на гидроприводы с постоянным и переменным давлением.

Гидроприводы с постоянным давлением В гидроприводах с постоянным давлением регулируемые дроссели устанавливают либо в напорной линии перед направляющим распределителем (дроссель на входе), либо в сливной линии после направляющего распределителя (дроссель на выходе). Гидропривод с дросселем на входе состоит из нерегулируемого насоса с приводящим электродвигателем, бака, переливного клапана, регулируемого дросселя, направляющего распределителя и поршневого гидроцилиндра.

Гидроприводы с постоянным давлением Принцип работы гидропривода следующий. При включении приводящего электродвигателя насос всасывает рабочую жидкость из бака и нагнетает ее под давлением в напорную линию. Далее рабочая жидкость поступает через дроссель и распределитель в одну из полостей цилиндра, например, в левую. Под действием давления жидкости поршень перемещается вправо, а из правой полости цилиндра рабочая жидкость вытесняется через распределитель и по сливной линии поступает в бак. Направление движения поршня цилиндра изменяют с помощью направляющего распределителя, а скорость – с помощью регулируемого дросселя.

Гидроприводы с переменным давлением В гидроприводах с переменным давлением регулируемый дроссель устанавливают параллельно гидроцилиндру, т.е. в линии, соединяющей напорную линию со сливной. В схеме отсутствует переливной клапан, в результате чего давление в напорной линии зависит от нагрузки гидродвигателя. Для предохранения гидропривода от давления, превышающего допустимое давление в напорной линии, установлен предохранительный клапан. При работе гидропривода поток рабочей жидкости, создаваемый насосом, разделяется на два параллельных потока, один из которых поступает по напорной линии через направляющий распределитель в одну из полостей гидроцилиндра, а другой – через дроссель по сливной линии в бак. Скорость штока цилиндра зависит от настройки дросселя и внешней нагрузки.

Гидропривод с объемным управлением Гидропривод с объемным (машинным) управлением – это гидропривод, в котором управление параметрами движения выходного звена гидродвигателя осуществляется регулируемым насосом или регулируемым гидромотором, или обеими регулируемыми машинами. Частота вращения вала насоса для гидроприводов с машинным управлением постоянна. Осуществлять управление частотой вращения вала гилромотора можно тремя способами: изменять рабочий объем насоса или гидромотора или одновременно изменять рабочие объемы и насоса, и гидромотора.

Гидропривод с объемным управлением Самым распространенным является гидропривод с регулируемым насосом и нерегулируемым гидромотором. Принцип работы такого гидропривода следующий. При включении приводящего электродвигателя насос нагнетает рабочую жидкость по напорной линии в гидромотор, вал которого под действием крутящего момента вращается в определенном направлении. Из гидромотора рабочая жидкость по сливной линии снова поступает насос. Частотой вращения вала гидромотора управляют, изменяя рабочий объем насоса, а направление вращения вала гидромотора изменяют в результате реверсирования потока рабочей жидкости, создаваемого насосом.

Гидропривод с объемно- дроссельным управлением Гидропривод с объемно-дроссельным управлением – это гидропривод, в котором управление параметрами движения выходного звена осуществляется регулирующим гидроаппаратом и объемной гидромашинной (чаще всего - регулируемым насосом).

Схема гидропривода рабочих органов картофелеуборочного комбайна

Принципиальная схема основной гидравлической системы комбайна «Дон-1500»