загрузка...
загрузка...
На головну

Особливості гідроприводів і області їх застосування

У сучасній техніці найбільш широко застосовуються чотири типи приводів: електричні, механічні, гідравлічні і пневматичні. Всі вони призначаються для однієї і тієї ж мети: приводити в дію ті чи інші робочі органи складних машин і управляти рухом цих органів.

 Для правильного орієнтування у виборі типу приводу для того чи іншого робочого органу машини треба знати особливості і основні техніко-експлуатаційні параметри всіх існуючих різновидів приводів. Лише в результаті порівняльного аналізу можна вибрати оптимальний варіант для конкретного випадку.

 Говорячи про особливості гідравлічних приводів в першу чергу слід зазначити, що вони мають вдалим поєднанням ряду вельми цінних для машинобудування якостей, а саме:

 1. Дозволяють безступінчатий, в широкому діапазоні, регулювати швидкість руху керованого робочого органу в обидві сторони.
Для сучасного гідроприводу діапазон регулювання
.

 Електроприводи постійного струму типу "генератор-двигун" дозволяють біс ступінчасто регулювати швидкість руху лише в діапазоні від 10 до 30. електроприводи з електромашинним підсилювачем мають Dему = 200, проте потужність серійно випускаються електроприводів з ЕМУ обмежена 50 кВт.

 Механічні варіатори швидкості зазвичай мають Dмв = 5? 10, і, в окремих випадках суто спеціального виконання, до 100. Тиристорні електроприводи змінного струму мають Dті = 200? 2000, але поки випускаються в обмежених масштабах на потужності до 10 кВт. Пневматичні приводи через занадто "м'якої" механічної характеристики, зумовленої сжимаемостью газу для регулювання швидкості в більшості випадків мало придатні. Таким чином, за діапазоном регулювання гідравлічні приводи не мають собі рівних.

 2. Прості і надійні в управлінні. За простоті, надійності і габаритам гідравлічні керуючі пристрої володіють найкращими показниками. По суті ці дві якості (широкий Dгп - простота і надійність в управлінні) з'явилися визначальними при виборі гідроприводу в якості виконавчого ланки для синхронно стежать систем зенітних артустановок (1942 - США) і зенітних пускових установок (70-ті роки), призначених для запуску ракет з головкою самонаведення по низколетящим цілям.

 3. Мають малою інерційністю. Інерційність гідравлічного двигуна, виконує функцію виконавчого елемента приводу, в 5? 10 і більше разів менше інерційності кращих сучасних електродвигунів такої ж потужності. Це обставина стала головною причиною того, що гідравлічні системи використовуються для потреб управління практично на всіх сучасних швидкісних літаках і ряді типів ракет. При цьому потужність гідравлічних систем управління на сучасних військових літаках досягає 1000 і більше кіловат.

 4. Чи мають малу вагу і габарити на одиницю переданої потужності. Для сучасних гідроприводів різного призначення відношення маси до потужності знаходиться в межах Gгг = 1? 25 кг / кВт (загального призначення Gгг = 10? 25 кг / кВт). Завдяки цій якості вдалося створити індивідуальні гідравлічні агрегати, передають потужність до 4000 кВт і розвиваючі зусилля до 75000 тонн. Інші типи приводів за ваговими і габаритних параметрів істотно поступаються гідроприводу. Так, наприклад, для регульованих електроприводів різних типів Gел = 50? 80 кг / квт.

 5. Герметичні. Тому не вимагають повсякденного догляду і можуть працювати не тільки в атмосфері, але і глибоко під водою. Це якість зробило гідропривід практично незамінним в системах управління різними механізмами сучасних підводних човнів.

 6. Припускають вельми простими і надійними засобами перетворити обертальний рух в прямолінійний зворотно-поступальний і обертальний. Цим якістю мають всі типи передач - гідравлічні їм не поступаються.

 7. Мають досить жорсткими механічними характеристиками. Звичайно, менш жорсткими, ніж деякі механічні передачі, наприклад, ланцюгові, але зазвичай в кілька разів більш жорсткими, ніж електроприводи постійного струму і пневмоприводи.

 8. Мають гарну агрегатностью.Сравнітельно легко компонуються в окремі блоки і агрегати. За цим параметром вони поступаються лише електричних систем.

 9. Чи можуть передавати механічну енергію одночасно або послідовно від будь-якого джерела (електродвигун, дизель, людина). При цьому будь-яких операцій по переключенню не потрібно, що досягається включенням в систему найпростіших пристроїв, посилаються як на зворотне клапанами. За здатністю одночасно або послідовно передавати механічну енергію від різних джерел без операцій перемикання гідропривід, по суті, не має собі рівних в машинобудуванні. Це якість має дуже велике значення для агрегатів військової техніки, де завжди потрібно дублювання і резервування, в тому числі і джерел енергії.

 10. Щодо байдужі до вібрації і радіації. В цьому відношенні вони практично рівнозначні механічним і пневматичним агрегатів.

 11. Дозволяють легко вирішувати завдання захисту механізму від перевантажень шляхом включення в систему запобіжних клапанів, що представляють собою малогабаритні, малоінерційні захисні пристрої багаторазового дії.

 12. Іскра-пило безпечні За цій якості вони рівнозначні механічним передачам.

 13. Чи здатні до акумулювання енергії в період пауз, холостих ходів і гальмування. Правда, гідравлічні акумулятори поступаються за габаритними та ваговими параметрами механічним і електричним акумулює пристроїв.

 14. При використанні гідроприводу значно легше і простіше вирішуються завдання незворотності механізму в аварійних ситуаціях і в момент планованої зупинки.

 15. Мають здатність безперервного видалення тепла від найбільш навантажених вузлів і деталей в навколишнє середовище. При використанні гідроприводу, як правило, не потрібно спеціальних систем охолодження.

 Зі сказаного вище неважко помітити, що гідравлічні приводи в порівнянні з електричними, механічними; пневматичними агрегатами аналогічного призначення мають значно більшою кількістю позитивних для машинобудування якостей.

 Однак, не слід вважати, що гідравлічні приводи є кращими приводами взагалі для всіх машин і їх робочих органів, їм притаманні і великі недоліки. До числа таких слід віднести:

1. Високу вартість, Особливо гідроприводів з об'ємним регулюванням. Слід зауважити, що висока вартість це частково тимчасове явище, пов'язане з дрібної серійністю виробництва гідроприводів.
У США, наприклад, гідравлічного устаткування випускається в 3 рази більше, ніж в Росії. Природно воно коштує менше, приблизно, в 4 рази.
2. Неоднозначність значень ККД у гідроприводів з різними способами регулювання. Причому у відносно дешевих приводів з дросельним регулюванням ККД дуже низький (0,2? 0,3), у приводів з об'ємним регулюванням в середньому 0.7? 0.75. Електроприводи постійного струму мають ККД 0,55? 0,6, високоякісні механічні варіатори до 0,8? 0,85.
3. Залежність механічної характеристики і ККД від ступеня зносу, від характеру навантаження на привід і від фізичних властивостей рідини
Ці обставини в ряді випадків примушують брати привід завідомо завищеною потужності, що природно збільшує його вагу і габарити.
4. Відносна складність агрегатів і висока точність виготовлення окремих елементів і деталей гідроприводу. Для його виготовлення потрібна висока культура виробництва, висококваліфіковані робітники. Гідроприводи не можуть ремонтуватися в польових умовах.
5. Використання в якості робочого елемента (як правило) горючих рідин (Мінеральних масел), що для військової техніки є несприятливим обставиною.
7. Неможливість забезпечення тривалої стоянки робочого органу в заданому положенні.

 Таким чином, при виборі типу приводу для тих чи інших механізмів обов'язково слід провести техніко-економічне обґрунтування. При цьому, порівнюючи гідравлічний привід з іншими типами агрегатів аналогічного призначення необхідно врахувати не тільки його позитивні і негативні якості, але також і всі наслідки, які будуть супроводжувати роботі машини, забезпеченою гідроприводом (вартість експлуатації, ефективність, зручність обслуговування, надійність в роботі і т . п.).

 Необхідно зауважити, що найбільш повно і раціонально задовольнити різноманітні вимоги, що пред'являються до механізмів деяких сучасних машин, можна тільки при використанні комбінованих електрогідравлічних, електрогідромеханіческіх і навіть електропневмогідромеханіческіх систем управління, що поєднують в собі малопотужні електронні (електромагнітні або пневматичні) пристрою з гідравлічними і гідромеханічними пристроями, розрахованими на передачу щодо великих потужностей.
За даними зарубіжних технічних журналів виробництво гідрообладнання на Заході є однією з найбільш успішно розвиваються галузей промисловості. Цей факт є наслідком в першу, чергу гнучкості гідроприводу з точки зору стикування його з електронними пристроями щодо високого ККД, найширшого діапазону регулювання, прийнятних габаритів і здатності до акумулювання енергії в період пауз і гальмування.

 Розглянемо детально деякі приклади застосування гідроприводів.

 1. Для бортових систем управління більшості сучасних високошвидкісних літальних апаратів гідравлічний привід, як виконавчий пристрій, був обраний головним чином внаслідок його малої інерційності, простоти і надійності управління, а також щодо менших вагових і габаритних параметрів.
Мала інерційність виконавчих гідравлічних пристроїв дозволяє управляти швидко переміщається об'єктом з необхідною точністю і надійністю, а малі ваги і габарити дають прямий економічний ефект.
2. Сучасні самохідні стартові агрегати для запуску балістичних ракет оснащуються гідравлічними приводами підйому, вивішування і горизонтирования тому, що, володіючи відносно малими габаритами, ці приводу забезпечують подолання дуже великих навантажень при відносно малих витратах потужності. Тим самим, в кінцевому підсумку, стартовий агрегат вдається зробити компактним і досить маневреним. Для його виготовлення потрібно менше металу, а для переміщень - менше палива і часу.
3. У стежать приводах наведення зенітних артилерійських установок гідропривід виявився незамінним, завдяки тому, що має здатність в широкому діапазоні біс ступінчасто регулювати швидкість руху об'єкта, забезпечує точну відпрацювання командного сигналу і здатний витримувати багаторазові перевантаження по моменту з обмеженням споживаної потужності.
4. Кермові машини морських суден будуються на базі гідроприводу. Звичайно, вартість корабля підвищилася. Разом з тим на 5-10 тонн зменшився власну вагу корабля і на 10-20% підвищився ККД рульової машини. Тим самим збільшилася корисна вантажопідйомність і зменшилися витрати енергії для власних потреб корабля. Встановлено, що подорожчання корабля окупається за 3? 5 років. Оскільки його "активна" життя досягає 30 років і більше, то держава в цілому отримує суттєвий економічний ефект.
5. У всіх розвинених країнах світу дедалі більших масштабів набуває виробництво гідрофіцірованних тракторів. Природно, вартість гідрофікована трактора вище, ніж звичайного. Однак, Гідрофікація покращує умови праці тракториста, різко збільшує виробничі можливості трактора і виключає необхідність мати в штаті так званого причіплювача при виконанні ряду польових робіт. В кінцевому підсумку суспільство отримує величезний економічний ефект, хоча початкові витрати на виробництво тракторів з навісними знаряддями праці істотно збільшуються.
6. Можна навести також приклади використання гідроприводів в самоскидах, сміттєвозах, житловому будівництві, в механізмах розводки мостів, в агрегатах для перевантаження судів через греблі електростанцій і ін.

Читайте також:

Пристрій і дію статичних гидропередач

Початкова ділянка ламінарної течії

Турбулентний плин в шорсткуватих трубах

предмет гідравліки

Рівняння Бернуллі для відносного руху

Повернутися в зміст: Гідравлічні і гідромашини

Всі підручники

© om.net.ua