Дроссельное регулирование гидропривода

Для изменения скорости движения поршня гидроцилиндра в схему гидропривода вводится дроссельное устройство. Оно может быть установлено последовательно с гидроцилиндром (рис.29,а) или параллельно ему (рис.29,б).


Скорость поршня равна отношению объемного расхода жидкости в гидроцилиндр к площади поршня

Расход жидкости через дроссель по аналогии с истечением через отверстие составляет

где μ – коэффициент расхода;

ωдр – проходное сечение дросселя;

Dpдр – перепад давления на дросселе.




a)б)

Рис. 29


При последовательном включении дросселя

где рн – избыточное давление, развиваемое насосом;

рц – избыточное давление в силовой полости гидроцилиндра.


В свою очередь без учета площади штока

где F – внешняя сила, действующая на поршень.


Окончательно

Таким образом, нагрузочные характеристики гидропривода имеют вид плавно ниспадающих парабол с положительной кривизной (рис.30) и не зависят от места установки дросселя – на входе в гидроцилиндр или на выходе из него. Во втором случае, однако, гидропривод работает более устойчиво, потери энергии от дросселирования в форме тепла сбрасываются в бак, чем предупреждается нагрев цилиндра.

vп

ωдр1

ωдр2




Рис.30


КПД органов управления равен


где vп макс – максимальная скорость перемещения поршня, определяемая


подачей насоса;

Очевидно, что


Из последнего соотношения видно, что КПД органов управления принимает нулевые значения при относительных давлениях в цилиндре ˉрц =0 и ˉрц =1, а значит, имеет максимум в этом диапазоне. Исследование на максимум дает

Этому соответствует относительный расход жидкости в гидроцилиндр


Таким образом, при последовательном дроссельном регулировании гидропривода даже в оптимальных условиях полезно используется только 58 % подачи насоса (остальная жидкость сбрасывается в бак через перепускной клапан) и 2/3 развиваемого насосом напора. КПД гидропривода с учетом потерь в насосе и гидроцилиндре не превышает 30 %.

Более эффективным в энергетическом отношении является гидропривод с параллельным дроссельным регулированием (рис.29,б). В этой схеме предохранительный клапан срабатывает лишь при чрезмерном повышении давления в системе.




Расход жидкости в гидроцилиндр равен


Как и ранее, расход через дроссельное устройство может быть представлен в виде

С учетом этого скорость передвижения поршня составит


Нагрузочные характеристики такого гидропривода представлены на рис.31. Они имеют вид ниспадающих парабол с отрицательной кривизной. Штриховая линия соответствует срабатыванию предохранительного клапана.

vп

ωдр1

ωдр2

ωдр3

F

Рис.31

КПД органов управления в этом случае равен


т.е. в зависимости от степени открытия дросселя меняется от нуля (дроссель полностью открыт и жидкость в гидроцилиндр не поступает) до единицы (дроссель полностью закрыт, вся жидкость поступает в гидроцилиндр). Однако, как следует из сравнения рис.30 и 31, характеристики гидропривода с параллельным дросселированием менее устойчивы.

Для устранения указанного недостатка перед дроссельным устройством устанавливают редукционный клапан, настраиваемый на определенное давление. В таком гидроприводе расход жидкости через дроссель постоянен, а значит, при постоянной подаче насоса расход жидкости в гидроцилиндр и скорость перемещения поршня не зависят от нагрузки. Гидропривод носит название стабилизированного.


5556846595739122.html
5556872478095442.html
    PR.RU™