Общие определения, преимущества и недостатки гидропривода

Для приведения в действие какого-либо механизма или машины применяют различные виды приводов.

Приводом называют совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие механизмов или машин.

Гидроприводом называют совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие механизмов и машин с помощью жидкости.

При механизации и автоматизации различных операций и технологических процессов для передачи энергии рабочим органам разнообразных машин и механизмов применяют приводы: механические, электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные (электромеханические, гидроэлектрические) и др.

Механический привод имеет широкое применение, однако он обладает рядом существенных недостатков. Известно, что в автоматических и полуавтоматических станках особое значение имеют приводы бесступенчатого регулирования скоростей и подач. Но в бесступенчатых механических приводах фрикционного типа возникают значительные давления на трущихся поверхностях, что приводит к быстрому износу фрикционных передач.

В механическом приводе движение передается и преобразуется посредством твердых тел, вследствие чего механическое бесступенчатое регулирование скоростей является дорогим, сложным и громоздким. Кроме того, механические автоматические устройства имеют ограниченные возможности применения.

В электрическом приводе движение передается и преобразуется посредством электричества. Электрические приводы достаточно широко применяют в машиностроении, однако они менее компактные, чем гидравлические, что дает весьма высокую массовую отдачу, приходящуюся на единицу передаваемой мощности. Например, для насоса при частоте вращения =2500...3000 мин^-1 и давлениях 20-25 МПа весовая отдача не 60 превышает (2...3) на 1 кВт отдаваемой мощности.

Электрические приводы обладают большими преимуществами при передаче энергии на большие расстояния, но во многих случаях они имеют более сложное устройство и менее надежны в работе, чем гидравлические. Пневматические приводы применяют в случаях, когда равномерность движения не имеет особого значения. В пневматическом приводе движение передается и преобразуется сжатым воздухом. Неравномерность же движений получается вследствие большого изменения объема воздуха при увеличении или при уменьшении давления, что и приводит к резкому колебанию скорости движения рабочих органов.

Во избежание большой утечки воздуха и чрезмерного понижения его температуры при резком расширении, что приводит к превращению влаги, содержащейся в воздухе, в воду или в лед в пневматических приводах применяют давление не более 0,7...0,8 МПа.

Объемный гидропривод - это совокупность устройств, в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством жидкости под давлением. Объемный гидропривод различают насосный, аккумуляторный и магистральный.

Гидравлический объемный привод обладает следующими достоинствами:

имеет меньшую массу и габарит по сравнению с механическим и электрическим приводами, так как в большинстве случаев в нем отсутствуют редукторы, муфты, фрикционы, канаты и пр.;

он просто и более совершенно компонуется независимо от расположения валов и узлов;

имеет малую инерционность, что обеспечивает долговечность и позволяет осуществлять реверсирование рабочих движений за очень короткий промежуток времени;

обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости движения рабочих органов;

имеет надежное и простое предохранение от перегрузок рабочих органов и двигателя;

дает возможность широко применять стандартизованные и унифицированные узлы.

В качестве рабочих жидкостей здесь применяются минеральные масла, которые одновременно обеспечивают смазку деталей гидропривода, повышает их износостойкость.

Однако гидравлический привод имеет некоторые недостатки. Например, вследствие проникновения воздуха в рабочую жидкость его движение может сопровождаться толчками, что отрицательно влияет на равномерность движений рабочих органов.

Сжатие и расширение труб, возникающее при гидравлических ударах в процессе быстрых переключений в особенности при давлениях более 25 МПа, расшатывают соединения и уплотнения в узлах гидропривода.

Во избежание больших утечек жидкости, зазоры между сопрягаемыми деталями должны быть минимальными, а это обеспечивается высокой точностью их изготовления, что приводит к повышению стоимости гидропривода. Уплотнения не обеспечивают полной герметизации узлов, что уменьшает КПД и загрязняет рабочее место.

Одним из недостатков гидропривода является изменение вязкости рабочей жидкости в зависимости от изменения температуры, что нарушает работу гидропривода.

Однако в настоящее время разработаны жидкости с высоким индексом вязкости и созданы уплотнения, которые обеспечивают длительную работу без утечек. А выполнение узлов и соединений гидропривода на высоком техническом уровне и надлежащий уход во время эксплуатации почти полностью устраняют приведенные выше недостатки гидропривода.