Дроссельное регулирование

Регулирование скорости движения рабочих органов в гидроприводах может быть дроссельным или объемным.

Гидродроссель (дроссель) - регулирующий гидроаппарат предназначен для поддержания заданного расхода в зависимости от величины перепада давлений в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости.

Дроссельное регулирование осуществляют дросселем, перекрывающим большую или меньшую часть проходного отверстия, благодаря чему уменьшается или увеличивается подача жидкости в гидродвигатель, уменьшающая или увеличивающая скорости движения выходного звена.

Объемное регулирование выполняют при помощи объемного регулируемого насоса или регулируемого гидродвигателя.

В гидроприводах дроссельное регулирование осуществляется за счет сброса части жидкости, подаваемой нерегулируемым насосом в гидросистему.

Рис. 10.15. Схемы гидроприводов дроссельного регулирования

При дроссельном регулировании в гидросхеме дроссель может быть установлен на входе (рис. 118, а) - перед гидродвигателем на напорном трубопроводе; на выходе (рис. 10.15, 6) - после гидродвигателя на сливном трубопроводе и параллельно гидродвигателю на отдельном ответвлении от напорного трубопровода (рис. 10.15, б). В гидроприводе с дросселем на входе скорость движения силового органа регулируется следующим образом.

Жидкость из гидробака 1 (рис. 10.15, а) нерегулируемым насосом 2 подается под давлением по напорному трубопроводу 3 через дроссель 4 в гидрораспределитель 5 и поршневую полость 6 гидродвигателя 7. Под давлением жидкости поршень 8 перемещается вправо и вытесняет жидкость из штоковой полости 9 в сливную линию 10 в гидрораспределитель 5 в сливную линию 11 через напорный гидроклапан 12 в гидробак. При полностью открытом дросселе 4 скорость поршня 8 будет максимальной.

При уменьшении площади проходного отверстия дросселя расход жидкости, поступающей от насоса в гидродвигатель, будет уменьшаться, благодаря чему будет уменьшаться скорость движения поршня.

При дросселировании подача насоса

, (10.21)

где - расход жидкости, поступающей в гидродвигатель; - расход жидкости, сбрасываемой через предохранительный клапан в сливной бак.

Для силового цилиндра скорость перемещения поршня гидродвигателя

.

Для гидромотора роторного типа частота вращения

,

где - удельный расход гидродвигателя.

Для поворотного гидроцилиндра угловая скорость

,

где - полезная площадь поршня.

Для того, чтобы движение поршня было плавным на сливном трубопроводе устанавливают напорный гидроклапан, отрегулированный на давление 0,15-0,3 МПа.

Давление перед дросселем в напорной линии определяют настройкой переливного или предохранительного клапана; в процессе работы оно практически остается постоянным. Давление же в напорной линии за дросселем зависит от нагрузки, приложенной к поршню, с ее увеличением возрастает давление за дросселем и уменьшается подача жидкости, поступающей в бесштоковую (рабочую) полость гидроцилиндра. Следовательно, регулирование при помощи дросселя, установленного на входе, не обеспечивает постоянства скорости движения поршня при переменной нагрузке на него. Согласно схеме дроссельного регулирования (рис. 10.15, б) дроссель расположен на выходе, что обеспечивает работу гидропривода при знакопеременной нагрузке, которую можно успешно применять для грузоподъемных машин, штабелеров, кранов, так как при любом направлении движения поршня под действием внешней нагрузки обеспечивается плавное перемещение груза. Кроме того, при прохождении через дроссель жидкость нагревается и направляется в гидробак, минуя гидродвигатель.

На другой гидросхеме (рис. 10.15, в) дроссель расположен параллельно двигателю на отдельном ответвлении от напорного трубопровода. В этом случае предохранительный клапан срабатывает лишь тогда, когда давление достигает предельного, на которое настроена пружина клапана. Так как при такой схеме включения дросселя давление, развиваемое насосом, зависит от нагрузки, приложенной к поршню, то эта схема является более экономичной по сравнению с двумя предыдущими.

Все три рассмотренных способа дроссельного регулирования имеют существенный недостаток, а именно отсутствие постоянства скорости движения силового органа или выходного звена при переменной нагрузке, поэтому их можно применять только при мало меняющихся нагрузках. Для обеспечения надежной стабильности скорости движения силового органа в гидроприводах применяют регуляторы потока типа Г55-3 и Г55-4, серийно выпускаемые промышленностью.

Рис. 10.16. Схема гидропривода поступательного движения с регулятором потока типа Г55-3

Согласно схеме гидропривода поступательного движения с регулятором потока типа Г55-3, установленного на выходе (рис. 10.16), регулятор потока 1 имеет регулируемый дроссель и редукционный гидроклапан, благодаря которому при изменении нагрузки , а следовательно и давления поддерживается постоянное давление перед дросселем , обеспечивающее постоянный расход через дроссель и постоянную скорость. Согласно конструктивной схеме регулятор потока дроссельного типа Г55-3 (рис. 10.17) работает следующим образом.

Рис. 10.17. Схема регулятора потокаа дроссельного типа Г55-3

Рабочая жидкость из гидродвигателя под давлением подводится в полость 4, откуда поступает в полость 8, к дросселю 9 и далее на слив. Далее полость 8 каналами 3 и 5 соединена с полостями 2 и 6. Жидкость перед дросселем давит на золотник 7 и, преодолевая усилие пружины 1, стремится переместить его вправо.

Однако при увеличении давления перед дросселем проходное сечение между полостями 4 и 8 уменьшается, а следовательно, давление увеличивается, таким образом в полости 8 будет поддерживаться постоянное значение давления:

,

где - сила пружины, Н; - диаметр золотника в полости 8.