Основные типы гидропривода

Основные типы гидропривода

150 руб.

Описание товара

Основные типы гидропривода

      В зависимости от специфики рабочего цикла исполнительного механизма машины разработчик должен спроектировать гидропривод, который при его реализации обеспечивает минимальные потери и, прежде всего, не допускает слив через предохранительный клапан значительного объема масла при номинальном давлении. При этом основным фактором, определяющим возможность создания такого гидропривода является правильный выбор его типа, который при минимальной потребной мощности позволит обеспечить, необходимый скоростной режим и величину(ы) перемещения(й) ведомого звена (штока гидроцилиндра, вала гидромотора), включая выдержки по времени, изменение развиваемого усилие в течении рабочего цикла. Существуют следующие основные типы гидропривода:

  • гидропривод с насосом постоянной производительности,
  • гидропривод с двумя и более ступенями производительности,
  • гидропривод с регулируемой производительностью,
  • насосно – аккумуляторный  гидропривод,
  • мультипликаторный гидропривод.

       Каждый тип гидропривода имеет свои характерные особенности, которые позволяют эффективно его использовать в конкретных условиях работы, но при этом, те же его преимущества при наличии других требований к гидроприводу могут превратиться в недостатки. Например, применение насоса с регулируемой производительностью в гидроприводе с простым циклом работы гидродвигателя и отсутствием больших перепадов давления и расхода масла приведет только к удорожанию изделия в целом, а его основные качества использованы не будут. Поэтому важно использовать каждый тип гидропривода таким образом, чтобы его преимущества были эффективны в решении конкретной задачи на проектирование.  Например, для обеспечения длительной выдержки под давлением штока гидроцилиндра наиболее эффективным, прежде всего с точки зрения потребляемой мощности  является применение насосно-аккумуляторного привода. Поэтому все основные типы систем гидропривода будут рассматриваться с учетом области их применения.

Гидропривод с насосом постоянной производительности

1Схема гидропривода с насосом постоянной производительности, содержащая насос, предохранительный клапан, гидрораспределитель и гидроцилиндр показана на Рис 1. Ее основным и единственным преимуществом является простота конструкции. Мощность насоса для такого гидропривода определяется по формуле:

N = pmaxQпот;

Давления зависит от величины максимального усилия Rmax, развиваемого гидроцилиндром в  течении цикла работы гидропривода и площади поршня гидроцилиндра F. Давление определяется по следующей формуле:

ф2

Расход  зависит от величины максимальной скорости перемещения штока гидроцилиндра  в течении рабочего цикла, определяемой производительностью машины и площади поршня F. Расход определяется по следующей формуле:

ф3

Учитывая вышеизложенное, можно сделать однозначный вывод о том, что гидропривод с насосом, имеющим постоянную производительность целесообразно использовать только при незначительном изменении давления и расхода в течении цикла работы механизма, в противном случае при больших колебаниях этих параметров такой привод будет иметь очень низкий КПД. Поэтому гидропривод с насосом постоянной производительности применяется крайне редко в случаях когда необходимо с невысоким давлением в течении всего цикла работы например перекачивать жидкость из одной емкости в другую, в системах охлаждения и смазки технологического оборудования.

Гидропривод с двумя и более ступенями производительности

Наиболее часто встречающийся цикл работы гидропривода состоит из времени подвода штока гидроцилиндра tв времени выполнения технологической операции tт и времени его возврата назад tн (см. Рис. 2).

Рис 2Рис. 2. Цикл работы гидропривода со ступенчатым изменением производительности насоса

3     Применение гидропривода с постоянной производительностью насоса при таком цикле работы, когда потребное давление во время выполнения технологической операции резко возрастает по сравнению с давлением во время подвода и отвода штока гидроцилиндра, а потребный расход снижается, приводит к тому, что в это время основной поток масла с максимальным давлением будет дросселироваться через предохранительный клапан и его нагрев при этом будет недопустимо высок. Поэтому в таком случае применяют гидропривод с двумя насосами имеющими различную производительность и развивающих различное давления, которые, как правило, выполняются в виде насосного агрегата и приводятся от одного электродвигателя. Общий вид насосного агрегата А50НС32 – 18,5 показан на Рис 3. Он содержит асинхронный двигатель мощностью 18,5 кВт, фланец которого крепится на кронштейне 2, а вал посредствам упругой муфты 3 с резиновой звездочкой соединен с валом секционного насоса 50НС32, который в свою очередь посредствам жесткой муфты (на Рис 3 не показана) соединен с валом двухпоточного насоса 25БГ12 – 24М, нагнетательные трубопроводы 6 – 8 и приемные фильтры 9, установленные на всасывающих трубопроводах насосов.

Рис 4Рис. 4. Схема гидропривода с двухпоточным насосом

       Схема гидропривода с двухпоточным насосом показана на Рис.4. Она состоит из двухпоточного насоса Н1 (низкого давления) и Н2(высокого давления), двух предохранительных клапанов КП1 и КП2, настроенных на низкое и высокое давление, двухпозиционного гидрораспределителя Р1, реле давления РД1, обратного клапана КО1 и гидроцилиндра Ц1.

     Работает гидропривод следующим образом. Для ускоренного перемещения штока гидроцилиндра Ц1 включаются электромагниты Э1, Э2, Э3, при этом предохранительные клапаны КП1 и КП2 закрываются и поток масла от обоих насосов по напорной магистрали через гидрораспределитель Р1, переключенный в левое положение, подается в поршневую полость гидроцилндра, Ц1, а из штоковой полости идет на слив через гидрораспределитель Р1. По мере перемещения штока гидроцилиндра Ц1, увеличивается действующая на  него внешняя нагрузка и соответственно давление в поршневой полости гидроцилиндра, что приводит к срабатыванию реле давления РД1, которое дает команду на выключение Э1 и масло от насоса Н1 идет на слив, при этом обратный клапан КО1 отсекает магистраль высокого давления от слива через клапан КП1. Это приводит к тому, что расход масла поступающего в поршневую полость гидроцилиндра Ц1 уменьшается а давление растет, обеспечивая необходимый режим его работы. В конце хода штока гидроцилиндра Ц1 срабатывает конечный выключатель ВК, который через систему электроавтоматики  дает команду на возврат штока в исходное положение. В результате этого выключается электромагнит Э3 и включается электромагнит Э1, что приводит к переключению гидрораспределителя Р1 в правое положение, запиранию предохранительного клапана КП1 и увеличеннию расхода масла поступающего в штоковую полость гидроцилиндра Ц1, обеспечивающему быстрый возврат штока гидроцилиндра Ц в исходное положение. График изменения давления и расхода в течении цикла работы гидропривода показан на Рис 5.

Рис 5Рис. 5. График изменения давления и расхода в течении цикла работы гидропривода с двумя насосами

      Если необходимо обеспечить более сложный режим работы гидроцилиндра исполнительного механизма оборудования или работу нескольких гидроцилиндров требующих различного расхода и давления подаваемого для их работы масла, то в гидроприводе для получения более широкого диапазона потребных расходов и давлений используются три и более насосов.

Рис 6Рис. 6. Схема гидропривода с тремя насосами различной производительности

      На Рис.6 показана схема гидропривода с тремя насосами имеющими различный расход и настраиваемыми на различное давление. Он содержит три насоса Н1, Н2, Н3 и три предохранительных клапана КП1, КП2, КП3, обратные клапаны КО1, КО2, гидрораспределители Р1 и Р2, реле давления РД1, РД2 и гидроцилинддры рабочий Ц1 и вспомогательный Ц2. Работает гидропривод следующим образом. Для перемещения штока гидроцилиндра Ц1 вперед с увеличенной скоростью включаются электромагниты Э1, Э2, Э3 и Э4 в результате масло от насосов Н1, Н2, Н3 при закрытых предохранительных клапанах КП1, КП2, КП3 через напорную магистраль и гидрораспределитель Р1 поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц1, а из его штоковой полости идет на слив. При этом, поскольку электромагнит Э5 выключен и гидрораспределитель Р2 находится в правом положении, масло от насоса Н3 попадая в штоковую полость гидроцилиндра Ц2 через гидрораспределитель Р2, удерживает его шток в исходном втянутом положении. По мере перемещения поршня гидроцилиндра Ц1 давление в его  полости растет и срабатывает реле давления РД1, в результате чего выключается электромагнит Э3 и масло от насоса Н3 идет на слив, а поршень гидроцилиндра Ц1 продолжает перемещаться с уменьшенной скоростью определяемой расходом насосов Н1 и Н2 (клапан КО2 отсекает напороную магистраль от слива через КП3). Когда по мере перемещения штока гидроцилиндра Ц1 давление в поршневой полости достигнет величины настройки реле давления РД2 оно срабатывает и через систему электроавтоматики дает команду на отключение электромагнита Э1, что приводит к подаче на слив масла от насоса Н1 и уменьшению скорости перемещения штока определяемой расходом масла от насоса Н2 (клапан КО1 отсекает напроную магистраль от слива через КП1 ). Во второй части рабочего цикла давление в поршневой полости гидроцилиндра Ц1 снижается, и когда оно становится ниже величины настройки реле давления РД2, последнее через систему электроавтоматики дает команду на включение электромагнита Э1 и  тогда в поршневую полость гидроцилиндра Ц1 опять начинает поступать масло от двух насосов Н1 и Н2, что приводит к увеличению скорости перемещения его штока.  В конце хода штока гидроцилиндра Ц1 срабатывает конечный выключатель ВК1 и включает электромагниты Э3, Э5, электромагниты Э1 и Э2 остаются включенными, а электромагнит Э4 выключается, при этом масло от трех насосов Н1, Н2, Н3 подается через гидрораспределитель Р1, находящийся в правом положении в штоковую полость гидроцилиндра Ц1 и его шток с увеличенной скоростью возврашается в исходное положение, а масло от насоса Н3 через гидрораспределитель Р2, находящийся в левом положении поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц2, шток которого при этом выдвигается. В конце хода штока гидроцилиндра Ц2 срабатывает конечный выключатель ВК2 и дает команду через систему электроавтоматики на выключение электромагнитов Э1, Э2, Э5, что приводит к переключению гидрораспределителя Р2 в правое положение и за счет поступления масла от насоса Н3 в штоковую полость гидроцилиндра Ц2 его шток возвращается в исходное положение. В это же время масло от насосов Н1 и Н2 свободно идет на слив через предохранительные клапаны КП1 и КП2. График изменения давления и расхода в течении цикла работы гидропривода показан на Рис.7.

Рис 7Рис. 7. График изменения давления и расхода в течении цикла работы гидропривода с тремя насосами

При проектировании гидропривода с насосами различной производительности необходимо выполнять следующие условия:

  • давление развиваемое насосом высокого давления во время действия максимальной технологической нагрузки должно удовлетворять следующему условию:ф4
  • производительность (расход) насоса высокого давления должна обеспечивать выполнение следующего соотношения:ф5
  • суммарная производительность насосов должна обеспечивать выполнение следующего соотношения: (см. Рис.7, и Рис.8);ф6
  • для обеспечения постоянства потребляемой мощности гидропривода необходимо выполнять следующее соотношение:
  • ф7Рис 8Рис. 8. График изменения давления в течении цикла работы гидропривода с тремя насосами различной производительности и давления

Гидропривод с регулируемой производительностью

        Идеальным вариантом гидропривода работающего с рабочим циклом, в течении которого имеют место значительные изменение расхода и давления, является привод с насосом имеющим плавную регулировку подачи масла в зависимости от давления в напорной магистрали. Для такого гидропривода выполняется соотношение:  N = pQ = const

Рис 9Рис. 9. График зависимости pQ = const

       График этой зависимости показан на Рис 9. Такая зависимость между давлением р и расходом Q насоса позволяет получить гидропривод с максимальным КПД. В качестве насосов с регулируемой производительностью, чаще всего, применяются радиально и аксиально-поршневые насосы, которые помимо наличия регулируемой производительности, позволяют устанавливать на их валу дополнительные насосы более низкого давления, но с достаточно большой производительностью, что  дает возможность создавать на базе этих насосов сложные многопоточные гидроагрегаты с большим диапазоном производительности и давления. Cсуществует три схемы регулирования производительности насоса в зависимости от величины давления в напорной магистрали, с помощью одной пружины, с помощью двух пружин и с помощью копирного механизма. Рассмотрим схему регулирования производительности радиально-поршневого насоса с помощью одной пружины, показанную на Рис 10.

Рис 10Рис. 10. Схема регулирования производительности

       Она содержит пружину 1, вспомогательный гидроцилиндр 2, регулировочный винт 3, барабан насоса 4, корпус насоса 5. Пружина 1 в исходном положении постоянно прижимает барабан 4 к регулировочному винту 3, и при таком его положении насос развивает максимальную производительность при минимальном давлении. Плунжер гидроцилиндра 2 постоянно соединен с напорной магистралью, при этом усилие развиваемое гидроцилиндром и зависящее от давления в напорной магистрали больше усилия пружины 1. Поэтому, возрастание давления в напорной магистрали приводит к тому, что гидроцилиндр 2 преодолевает усилие пружины 1 и смещает барабан насоса 4 вправо, уменьшая тем самым эксцентриситет е (см Рим 10) и производительность насоса снижается а давление растет в соответствии с соотношением  pQ = const .

Рис 11Рис. 11. Схема насосной установки с регулируемой производительностью типа        Г 44- 48

      Примером гидропривода с регулируемой производительностью является насосная установка Г48-44, гидросхема которой показана на Рис 11. Она содержит регулируемый аксиально-поршневой насос Н1, насос подпитки Н2, пружинный аккумулятор А, снабженный распределителем запуска  РЗ с золотником П и дросселирующим золотником ДЗ, управляющий золотник УЗ, реле давления РД1 и РД2, предохранительный клапан КП и подпорный клапан ПК, а также электродвигатель М1 привода насоса  Н1 и электродвигатель М2 привода насоса Н2, фильтр тонкой очистки Ф, воздушный маслоохладитель МО и температурные реле ТР1 и ТР2. При включении электродвигателя М2 масло от насоса Н2 через фильтр Ф и клапан КП поступает во всасывающую линию насоса Н1 и далее сливается в бак через подпорный клапан ПК и маслоохладитель МО. Когда давление  во всасывающей линии достигнет величины настройки клапана ПК, реле давления РД1 дает команду на включение электродвигателя насоса Н1. В этот момент распределитель запуска РЗ и золотник П пружинами установлены в крайнее верхнее положение (по схеме) и камеры насоса Н1 объединены между собой (11-16-22-РЗ-14-12), благодаря чему обеспечивается его плавный запуск. При возрастании давления в напорной линии 11 масло через дроссель 19 поступает к управляющему поршню распределителя РЗ. А так как полость под поршнем постоянно соединена со всасывающей линией через канал 21, поршень устанавливает распределитель РЗ в среднее положение, при котором линии насоса Н1 соединяются через дроссель. Величина подачи насоса Н1 определяется углом наклона его шайбы – α, который в свою очередь зависит от давления в гидроцилиндрах Ц1 и Ц2, причем первый из которых стремится увеличить подачу, а второй уменьшить. Масло поступает в гидроцилиндр Ц2 от управляющего золотника УЗ, который представляет собой двухкромочный  золотниковый усилитель с одной стороны нагруженный регулируемым усилием пружины и давлением во всасывающей линии (12 – 6 – 7), а с другой давлением в напорной линии (11 – 9 – 10). Если давление в напорной линии ниже давления настройки, камера гидроцилиндра Ц2 соединяется со всасывающей линией (12 – 6 – 5 – УЗ – 8 – Ц2), и пружины прижимают наклонную шайбу к упору, ограничивающему ее максимальный угол наклона. По мере роста давления в напорной линии плунжер УЗ смещается влево, сжимая пружину, при этом  давление в камере гидроцилиндра Ц2 увеличивается и угол α соответственно уменьшается. Наконец при максимальном давлении линии 8 и 9 соединяются через УЗ и цилиндр Ц2 ставит шайбу насоса Н1 в положение близкое к нулевому, при котором подача насоса используется только для компенсации утечек в гидроприводе. Аккумулятор А служит для уменьшения пульсации давления в гидроприводе и исключения пиков давления в переходных процессах работы насоса Н2.

Насосно – аккумуляторный гидропривод

В гидроприводе такого типа в качестве источника масла сжатого под необходимым давлением помимо насоса дополнительно используется гидроаккумулятор. Принцип работы гидроаккумулятора заключается в том, что он накапливает получаемое от насоса масло в период холостого хода или технологических пауз в работе оборудования и обеспечивает его подачу в гидродвигатель исполнительного механизма в определенный момент рабочего цикла. Как правило, гидроаккумулятор используется для ускорения перемещения выходного звена гидродвигателя (штока гидроцилиндра, вала гидромотора), компенсации утечек в гидродвигателе, при выдержке его под давлением при   отклю-енном насосе, для сглаживания скачков давления в гидроприводе работающем в динамическом режиме. Применение гидроаккумулятора позволяет получить более интенсивный цикл работы оборудования и повысить КПД гидропривода в целом. Конструктивно гидроаккумуляторы бывают двух типов пневмогодравлического и пружинного (см. Рис 12)

Рис 12Рис. 12. Конструкция гидроаккумуляторов

          Пружинные аккумуляторы из – за ограниченных возможностей пружины, являющейся аккумулятором энергии, изготавливаются небольшого объема, как правило, нескольких литров, и применяются только для компенсации утечек в гидродвигателях малых и сред-них типоразмеров. Их конструкция состоит из гильзы 1, двух крышек нижней 2 и верхней 3, поршня 4 разделяющего полость, где располагается масло под давлением и пружины 5. Наибольшее применение в различном оборудовании находят пневмогодроакумуляторы типа АР выпускаемые серийно давлением до 32 МПа и объемом от 0,4 до 100л, использующие в качестве аккумулятора энергии технический азот. Конструкция пневмргидроаккумулятора состоит из гильзы 1, в которой установлены и зафиксированы в осевом направлении разрезными стопорными кольцами 6 нижняя крышка 2 и верхняя крышка 10, в которых установлены уплотнительные кольца 5, а также поршня 3 с уплотнительными кольцами 4. В верхней крышке 10 в центральном резьбовом отверстии установлено зарядное устройство, состоящее из корпуса в котором расположены два наклонных отверстия одно для установки штуцера соединяющего аккумулятор с баллоном со сжатым азотом при зарядке, второе для установки манометра контролирующего давление зарядки и центральное отверстие с дроссельной иглой для регулировки и полного перекрытия после окончания зарядки обоих наклонных отверстий. При работе аккумулятора в составе гидропривода наклонные отверстия в зарядном устройстве глушатся соответствующими соответствующими пробками.

         Основным параметрам пневмогидроаккумулятора помимо давления является маневровый объем, который зависит от объема аккумулятора и допустимого перепада рабочего давления  Рис 12А

          Для определения маневрового объема служат графики изменения объема жидкостной камеры в зависимости от диапазона изменения давления, приводимые в руководстве по эксплуатации на пневмогидроаккумулятор для изотермического и адиабатического процессов. График изотермического процесса применяется при медленной разрядка аккумулятора, а адиабатического процесса при быстрой разрядке. Определим маневровый объем гидропневмоаккумулятора объемом   V = 16 л при допустимом изменении рабочего давления pраб от 12МПа до 10МПа, давлении зарядки p1= 6 МПа и при быстрой разрядке аккумулятора (при адиабатическом процессе) по графику приведенному на Рис 13. При таких исходных данных маневровый объем пневмогидроаккумулятора составит 1,2 л, что дат возможность сравнить его с потребным объемом питаемого гидродвигателя и проверить правильность выбора типоразмера аккумулятора.

Рис 13Рис. 13. График для выбора типоразмера пневмогидроаккумулятора

       На Рис 14 показана схема насосно – аккумуляторного гидропривода, которая состоит из насоса Н электроуправляемого предохранительного клапана непрямого действия, гидрораспределителя Р гидропневмоаккумулятора А, двух реле давления РД1 и РД2, обратного клапана КО, и гидроцилиндра Ц. В данном гидроприводе аккумулятор используется для ускоренного перемещения штока гидроцилиндра и компенсации утечек в гидроцилиндре в период нахождения его штока в выдвинутом положении, под давлением, что позволяет разгрузить насос в этот период рабочего цикла оборудования и повысить КПД гидропривода в целом.

Рис 14Рис 14 Схема насосно – аккумуляторного гидропривода

         Работает гидропривод следующим образом. При включении электромагнита Э1, масло от насоса Н при закрытом предохранительном клапане КП через обратный КО поступает в гидропневмоаккумулятор А и через гидрораспределитель Р, который находится в исходном левом положении в поршневую полость гидроцилитндра Ц и его шток выдвигается вперед до упора. Далее по мере зарядки аккумулятора А давление в напорной магистрали и в поршневой полости гидроцилиндра Ц возрастает до величины настройки РД2, срабатывание которого приводит к выключению электромагнита Э1 и подаче масла от насоса Н на слив, закрытию обратного клапана КО и поддержанию давления в поршневой полости гидроцилиндра Ц пневмогидроаккумулятором А. Для возврата щтока гидроцилиндра Ц в исходное положение включаются электромагниты Э1 и Э2, при этом предохранительный клапан КП закрывается и масло от насоса Н и от аккумулятора А через гидрораспределитель Р, находящийся в правом положении поступает в штоковую полость гидроцилиндра Ц. При достижении штоком гидроцилиндра Ц исходного положения электромагнит Э1 отключается и масло от насоса Н идет на слив, обратный клапан КО закрывается, а аккумулятор А обеспечивает нахождение штока гидроцилиндра в исходном положении. При снижении давления в аккумуляторе А ниже величины настройки РД1 включается электромагнит Э1 и масло от насоса Н подается в аккумулятор пока не осуществится его подзарядка до давления равного величине настройки РД2. Рис 16

Рис. 15 Схема насосно-аккумуляторного привода, в котором пневмогидроаккумулятор используется для компенсации утечек

         На Рис 15. показана гидросхема насосно – аккумуляторного привода, в котором пневмогидроаккумулятор используется для компенсации скачков давления масла, имеющих место при возникновении динамических нагрузок во время рабочего цикла, например при сколе разрезаемого на гидравлических ножницах проката. Он состоит из насоса Н, предохранительного клапана КП, гидропневмраккумулятора А, двух гидрораспределителей Р1 и Р2, двух реле давления РД1, РД2, трех обратных клапанов КО1 – КО3 и гидроцилиндра Ц.

        Работает гидропривод следующим образом. Для первоначальной зарядки аккумулятора А включается электромагниты Э1 и масло от насоса Н через гидрораспределитель Р1, находящийся в левом положении, обратный клапан КО1 поступает в аккумулятор А и штоковую полость гидроцилиндра Ц, до того момента, пока не сработает реле давления РД2, настроенное на верхний предел давления в аккумуляторе. Для перемещения штока гидроцилиндра Ц вниз (совершения рабочего хода) включаются электромагниты Э2, Э3 и масло от насоса Н через гидрораспределитель Р1, находящийся в правом положении, обратный клапан КО3, гидрораспределитель Р2, находящийся в правом положении поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц, его поршень перемещается вниз из-за разности площадей в его рабочих полостях, при этом масло из штоковой полости гидроцилиндра через обратный клапан КО2 и гидрораспределитель Р2 также поступает в его поршневую полость (реализуется дифференциальная схема подключения гидроцилиндра Ц). Возникающие при движении штока гидроцилиндра динамические нагрузки, приводящие к скачкообразному изменению давления в его штоковой полости сглаживаются за счет ее постоянной связи с аккумулятором. Возврат штока гидроцилиндра осуществляется при включении электромагнита Э1 при выключенном электромагните Э3, при этом масло от насоса Н через гидрораспределитепль Р1, обратный клапан КО1, вместе с потоком масла от аккумулятора А подается в штоковую полость гидроцилиндра Ц, а из его поршневой полости идет на слив через гидрораспределитель Р2, находящийся в левом положении. При снижении уровня давления ниже величины настройки РД1 от него поступает сигнал на подзарядку аккумулятора, при этом включается электромагнит Э1, и масло через гидрораспределитель Р1 и обратный клапан КО1 поступает в аккумулятор до момента срабатывания РД2. Происходит это только при нахождении штока гидроцилиндра Ц в верхнем положении (на время подзарядки аккумулятора рабочий цикл оборудования временно приостанавливается). Данная схема использования аккумулятора достаточно проста, но имеет существенный недостаток, который заключается в том, что при такой работе аккумулятора необходим очень большой маневренный объем или его частые подзарядки.

Рис 15Рис. 16 Схема насосно-аккумуляторного привода, в котором пневмогидроаккумуля-тор используется для компенсации утечек

         Для уменьшения маневренного объема аккумулятора и количества его подзарядок предлагается гидросхема показанная на Рис. 16. В этом случае пневмогидроаккумулятор используется для компенсации утечек во время длительного выстоя штокам гидроцилиндра в выдвинутом положении. Гидропривод состоит из насоса Н, предохранительного клапана КП, трех гидрораспределителей Р1 – Р3, двух реле давления РД1, РД2, пневмогидроакумулятора А, обратного клапана КО1 и гидроцилиндра Ц.

            Работает гидропривод следующим образом. Для зарядки аккумулятора включаются электромагниты Э1 и Э5, при этом масло от насоса Н через гидрораспределитель Р1, находящийся в левом положении и обратный клапан КО1 поступает в аккумулятор А до того момента, пока давление не достигнет величины настройки реле давления РД2, которое контролирует его верхний предел, что приводит к выключению электромагнита Э1. В это время гидрораспределитель Р3 отсекает магистраль соединяющую пневмогидроаккумулятор А с поршневой полостью гидроцилиндра Ц. Для перемещения штока гидроцилиндра Ц вправо (совершения рабочего хода) включаются электромагниты Э1 и Э3 (электромагнит Э5 остается во включенном положении), при этом масло от насоса Н через гидрораспределитель Р1, находящийся в левом положении и гидрораспределитель Р2 находящийся в правом положении поступает в обе полости гидроцилиндра соединенные дифференциально, что приводит к ускоренному перемещению штока гидроцилиндра Ц. При этом обратный клапан КО1 отсекает пневмогидроаккумулятор А от напорной магистрали. В конце рабочего хода штока гидроцилиндра Ц подается команда на выключение электромагнита Э3 и включение электромагнита Э2, Э4 (при включенном электромагните Э5), что приводит к переключению гидрораспределителя Р1 в правое положение, а гидрораспределителя Р2 в левое положение и подключению гидроцилиндра Ц по обычной схеме, при которой масло в его поршневую полость поступает через гидрораспределитель Р2 и через них идет на слив из штоковой полости.
Это приводит к снижению скорости перемещения штока гидроцилиндра и увеличению усилия создаваемого маслом в поршневой полости, поскольку подпор в штоковой полости исключен. В крайнем правом положении шток гидроцилиндра Ц останавливается и подается команда на выключение электромагнитов Э4, Э5, при этом компенсация утечек при длительной выдержке поршневой полости гидроцилиндра под давлением обеспечивается аккумулятором и обратным клапаном КО1. Возврат штока гидроцилиндра в исходное положение осуществляется при включении электромагнитов Э1 и Э4, Э5 при этом масло от насоса Н подается через гидрораспределитель Р1 и Р2 в штоковую полость гидроцилиндра Ц а из его поршневой полости сливается через те же гидрораспределители. При снижении уровня давления ниже величины настройки РД1 от него поступает сигнал на подзарядку аккумулятора, при этом включается электромагнит Э1, масло через гидрораспределитель Р1 и обратный клапан КО1 поступает в аккумулятор до момента срабатывания РД2. (во время подзарядки аккумулятора включается электромагнит Э5).

Рис 17Рис. 17. Схема насосно-аккумуляторного привода, в котором пневмогидроакккумулятор используется для ускоренного вращения вала гидромотора

        На Рис 17 показана гидросхема насосно-аккумуляторного привода, в котором пневмогидроаккумулятор используется для ускоренного вращения вала гидромотора привода поворотного стола, происходящую во время холостого хода рабочего гидроцилиндра. Этот гидропривод содержит насос Н, предохранительный клапан с электрогидроуправлением КП1, три гидрораспределителя Р1 – Р3, два реле давления РД1, РД2, три обратных клапана КО1 – КО3, нпевмогидроаккумулятор А, предохранительный клапан КП2, тормозной золотник ТЗ, гидромотор ГМ, гидроцилиндр Ц.

            Цикл работы гидропривода начинается с включения электормагнитов Э1, Э2, Э4, при этом масло от насоса Н, при запертом предохранительном клапане КП1 и отключенном аккумуляторе, подается через гидрораспределитель Р1, находящийся в левом положении в поршневую полость гидроцилиндра Ц, что приводит к перемещению его штока вверх и поступлению при этом масла из штоковой полости гидроцилиндра на слив через гидрораспределитель Р1. В конце хода штока гидроцилиндра Ц во время его выдержки под давлением выключается электромагнит Э4 и начинается зарядка пневмогидроаккумулятора А до момента срабатывания реле давления РД2, контролирующего его верхний предел давления, после чего электромагниты Э1 и Э4 отключаются. Это приводит к тому, что насос Н разгружает и масло от него идет на слив, а шток гидроцилиндра Ц удерживается в верхнем положении посредствам обратного клапана КО1. После окончания выдержки в верхнем положении штока гидроцилиндра Ц, подается команда на его возврат в исходное положения и вращение гидромотора ГМ привода поворотного стола. При этом включаются электромагниты Э1, Э3, Э5 и масло от насоса Н через гидрораспределитель Р1, находящийся в правом положении подается в штоковую полость гидроцилиндра, а из его поршневой полости сливается через гидрораспределитель Р1. Параллельно с опусканием поршня происходит вращения гидромотора ГМ привода поворотного стола, которое обеспечивается за счет подачи масла от аккумулятора А через гидрораспределитель Р3 находящийся в левом положении на вход гидромотора и слива масла из гидромотора через полностью открытый тормозной золотник ТЗ и гидрораспределитель Р3, что приводит к ускоренному вращению вала гидромотора ГМ (при этом обратный клапан КО2 отсекает аккумулятор А от слива). После поворота стола на определенный угол, масло, сливаемое из гидромотора ГМ, начинает дросселироваться через тормозной золотник ТЗ, на толкатель которого воздействует кулачок поворотного стола (на Рис 17 не показано), что гасит инерцию поворотного стола перед его остановкой, осуществляемой при полном перекрытии тормозного золотника. После перекрытия тормозного золотника ТЗ, для обеспечения более мягкой остановки поворотного стола, масло из сливной магистрали гидромотора ГМ некоторое время сливается через предохранительный клапан КП2. Для поворота стола в обратном направлении, который необходим только в наладочном режиме, включается электромагнит Э6 гидрораспределителя Р3 и масло поступает в противоположные полости гидромотора ГМ. Подзарядка пневмогидроаккумулятора А происходит при срабатывании реле давления РД1, которое контролирует нижний предел давления в аккумуляторе, при этом включаются электромагниты Э1 и Э2 при выключенном электромагните Э4 (подзарядка выполняется во время выдержки под давлением штока гидроцилиндра Ц).

Мультипликаторный гидропривод

          Большое количество процессов и технологических операций требуют в определенный непродолжительный момент времени резко увеличить усилие, при этом, как правило, скорость перемещения исполнительного органа существенно снижается, что затрудняет создание гидропривода с объемным регулированием скорости за счет изменения производительности насоса или насосов. Наиболее эффективными преобразователями давления являются мультипликаторы, которые позволяют в десятки раз увеличивать давление при небольшом расходе. Мультипликаторы широко применяются в гидравлическом кузнечно-прессовом оборудовании, зажимных приспособлениях для механической обработки, механизированной оснастке (гайковерты, ручные ножницы, ручной обжимной и гибочный инструмент), испытательном оборудование, подъемно-транспортном оборудование, устанавливаемом на шасси автомобиля. Основное преимущество мультипликаторов заключается в том, что они позволяют получить требуемое технологическое усилие достаточно простым способом без увеличения мощности гидроагрегата и не требуют для этого наличия распределительной аппаратуры и трубопроводов высокого давления, поскольку устанавливаются на гидроцилиндре или встраиваются в гидроцилиндр привода исполнительного механизма. Принцип мультипликации построен на том, что давление жидкости p под плунжером цилиндра на которое действует определенное усилие Q обратно пропорционально его площади FРис 17А       Поэтому в ступенчатом цилиндре, один диаметр которого равен диаметру штока а другой диаметру поршня, давление в под штоком будет больше чем давление в поршне-вой полости в соотношении

Рис 17Б         Рассмотрим работу мультипликатора схема которого показана на Рис 18а. Он состоит из ступенчатого гидроцилиндра состоящего из полости 1 высокого давления, в которой перемещается шток 4 и полости 2 низкого давления, в которой перемещается поршень 3. При этом поршень 3, выполненный с отверстием в центре, разделяет полость низкого давления 2 гидроцилиндра на две камеры 5 и 6, а последняя соединена с атмосферой. В центральном отверстии штока 4 установлен обратный клапан 7, поджатый пружиной 8.

Рис 18Рис. 18. Схемы мультипликаторов

          Работает мультипликатор следующим образом. Масло под давлением P1 подается в камеру 5 полости низкого давления 2, что приводит к перемещению поршня 2 со штоком 4 вправо. При этом обратный клапан 7 открывается, и масло поступает под шток 4 в полость 1 высокого давления. При дальнейшем движении поршня 3 со штоком 4 вправо давление в полости 1 возрастает и обратный клапан 7 закрывается в результате чего давление в этой полости начинает расти и достигает величины равной Рис 17В        Возврат поршня 3 со штоком 4 в исходное положение осуществляется подачей сжатого воздуха в камеру 6 и его сброса из камеры 5, а также пружиной 8. Для исключения холостого, возвратного хода поршня мультипликатора, который имеет место в преобразователях давления одинарного действия, схема работы которого была рассмотрена выше, и повышения его производительности, применяются мультипликаторы двойного действия, в которых высокое давление создается непрерывно (см. Рис 18б). Он представляет собой четырехкамерный гидроцилиндр 1 (две камеры низкого давления 7 и 8 и две камеры высокого давления 4 и 6) с поршнем 2, оснащенным двумя штоками 3 и 5. Полости гидроцилиндра соединяются через систему обратных клапанов К1 – К4, установленных в соответствующих магистралях, как показано на Рис 18.
Работает мультипликатор следующим образом. Масло от гидрораспределителя (на Рис 18 не показан) с низким давлением P1 подается в камеру 7, а из камеры 8 в первый момент через обратный клапан К4 поступает в камеру 4 и магистраль высокого давления через обратный клапан К2, а затем когда за счет перемещения поршня 2 со штоком 3 вправо давление в камере 4 возрастает и обратный клапан К4 закрывается, идет на слив. В это же время масло из камеры 7 поступает в камеру 6 через обратный клапан К3, при закрытом обратном клапане К1 за счет наличия повышенного давления в отводящей магистрали связанной через обратный клапан К2 с камерой высокого давления 4. Такое движение поршня 2 со штоком 3 приводит к возрастанию давления масла в камере 4 до величины P2 которое подается в отводящую магистраль через обратный клапан К2. При совершении полного хода вправо поршнем 2 со штоком 3 подается команда на его возврат в исходное положение. При этом масло с низким давлением от гидрораспределителя подается в камеру 8, а из камеры 7 идет на слив и высокое давление создается аналогичным образом в камере 6. В это же время масло из камеры 8 через обратный клапан К4 поступает в камеру 4 при закрытом обратном клапане К2. Таким образом в отводящую магистраль при прямом и обратном ходе поршня 2 подается высокое давление поочередно из камер высокого

Рис 22Рис. 19. Схема мультипликатора непрерывного действия

                На Рис 19 показана конструкция гидравлического мультипликатора непрерывного действия. Он состоит из корпуса 1, в котором размещаются две полости низкого давления 2 и 3 с расположенными в них приводными плунжерами 4 и 5, полости высокого давления 6 и 7 с расположенными в них плунжерами 12 и 13, а также обратных клапанов К1, К2, установленных в магистрали низкого давления и обратных клапанов К3 и К4 установленными в магистрали высокого давления. Полость 2 имеет в своей средней части кольцевые проточки 15, 16, 17, а полость 3 проточки 18, 19, 20, которые соединены с соответствующими магистралями мультипликатора, с противоположной стороны в корпусе 1 выполнен канал 14 для слива утечек и сообщения с атмосферой противоположных торцев полостей 2 и 3. Мультипликатор имеет следующие магистрали:
– магистраль 21 низкого давления служит для подвода масла к проточкам 17,18 и обратным клапанам К1 и К2,
– магистрали 22, 23 соединяют соответственно среднюю проточку 16 и полостью 3 и среднюю проточку 19 с полостью 2,
– магистрали 24, 25 соединяют полости 2 и 3 со сливом,
– магистраль 26 соединяет полости 6 и 7 с линией высокого давления.

Работа мультипликатора осуществляется следующим образом. При нахождении плунжеров 4 и 5 в крайнем правом положении, как показано на Рис. 15.2.28 масло низкого давления по магистрали 21 через клапаны К1 и К2 поступает в полости 6 и 7 под торцы плунжеров 12 и 13 и через проточку 17 и 16 в магистраль 22 и далее в полость 3 под торец плунжера 5. В результате разницы в площадях плунжера 5 и 13 первый продолжает остановится в край-нем правом положении. При этом плунжер 12 под действием масла низкого давления перемещает плунжер 4 влево, вытесняя жидкость из полости 2 по магистрали 23 в среднюю проточку 19 и проточку 20 и далее в магистраль слива 25. Перемещаясь влево плунжер 4 открывает проточку 15, соединяя сливную магистраль 24 через магистраль 22 с полостью 3, что приводит, вследствие падения давления под торцем плунжера 5, к его перемещению плунжером 13 влево. В результате этого плунжер 5 открывает проточку 18, соединенную с проточкой 19 и магистраль 23 с полостью 2 через магистраль 21, и начинается рабочий ход плунжера 4, который воздействуя на плунжер 12, перемещает его вправо вытесняя жидкость из полости 6 через обратный клапан К3 с увеличенным давлением, равным отношению площадей плунжеров 4 и 12. При перемещении вправо плунжер 4 перекрывает проточку 17, соединяющую через проточку 16 магистраль 22 и полость 3 с магистралью низкого дав-ления 21. Затем начинается рабочий ход плунжера 5, который воздействует на плунжер 13, перемещая его вправо и вытесняя масло из полости 7 через обратный клапан К4 с увеличенным давлением. Далее мультипликатор непрерывно работает в описанном порядке.
Познакомившись с конструкцией и работой различных типов мультипликаторов, рассмотрим несколько примеров их использования в составе гидравлического привода.

Рис 23Рис. 20. Схема использования мультипликатора в составе гидропривода

             На Рис 20 показана схема использования мультипликатора в составе гидропривода. Он содержит насос Н, пневмогидроаккумулятор А, мультипликатор М, гидроцилиндр Ц, предохранительный клапан КП и подпорный клапан ПК, два гидрораспределителя Р1 и Р2, три обратных клапана КО1 – КО3, гидрозамок ГЗ и три реле давления РД1 – РД3. Работает гидропривод следующим образом. Подготовка к работе мультипликатора М заключается в зарядке аккумулятора А. Она осуществляется при включении электромагнитов Э1 и Э3, что обеспечивает подачу масла от насоса Н через гидрораспределитель Р1, находящийся в правом положении, и обратный клапан КО1 в аккумулятор А, при этом магистраль соединяющая его с полостью низкого давления мультипликатора М перекрыта гидрораспределителем Р2, находящийся в правом положении. При достижении в аккумуляторе А, давления масла, соответствующего настройке РД2, контролирующего его верхний предел, электромагнит Э1 выключается и гидропривод готов к работе. Для выполнения рабочего цикла гидропривода включается электромагнит Э2 (при включенном электромагните Э3) и масло от насоса Н через гидрораспределитель Р1, находящийся в левом положении, и гидрозамок ГЗ поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц, что приводит к перемещению его поршня со штоком вправо. Параллельно масло поступает через обратный клапан КО3 в камеру высокого давления мультипликатора М, дополнительно соединенную с поршневой полостью гидроцилиндра Ц посредствам обратного клапана КО2. При достижении давления масла в поршневой камере гидроцилиндра Ц соответствующего величине настройки реле давлении РД3, последнее через систему электроавтоматики выключает электромагнит Э3. При этом масло от аккумулятора А через гидрораспределитель Р, находящийся в левом положении, поступает в полость низкого давления мультипликатора М, что приводит к перемещению его поршня вправо и сжатию масла штоком в камере высокого давления до величины необходимой для развития технологического усилия при подаче через обратный клапан КО2, в поршневую полость гидроцилиндра Ц. Далее для выполнения технологической операции шток цилиндра Ц должен находится в выдвинутом положении в течение определенной выдержки времени, при этом, для исключения утечек масла из его поршневой полости она соединена с гидрораспределителем Р1 через гадрозамок ГЗ. После окончания выдержки времени подается команда на возврат штока гидроцилиндра Ц в исходное положение. При этом включаются электромагниты Э1 и Э3 и масло от насоса Н через гидрораспределитель Р1 поступает в штоковую полость гидроцилиндра Ц, а параллельно этот же поток масла открывает гидрозамок ГЗ, что приводит к сливу масла из поршневой полости гидроцилиндра, при этом его шток возвращается в исходное положение, а масло из полости низкого давления мультипликатора М идет на слив через гидрораспределитель Р2, находящийся в праом положении. После этого электромагнит Э1 выключается и гидрораспределитель Р1 занимает нейтральное положение и масло от насоса Н свободно идет на слив. В этот период цикла работы гидропривода давление в аккумуляторе А поддерживается обратным клапаном КО1. При движении штока гидроцилиндра Ц в исходное положение слив масла из его поршневой полости происходит через подпорный клапан ПК, величина давления на которое он настраивается не позволяет опорожняться камере высокого давления мультипликатора. При падении давления в аккумуляторе А ниже величины настройки реле давления РД1, последнее включает для его подзарядки электромагнит Э1 гидрораспределителя Р1.

Рис 21Схема мультипликаторного трехскоростного привода гидравлического пресса.

       На Рис 21 показана схема мультипликаторного трехскоростного привода гидравлического пресса. Он содержит насосную станцию Н, гидрораспредеклители Р1 – Р3, управляемые электромагнитами Э1 – Э4, мультипликатор одностороннего действия М и исполнительный гидроцилиндр Ц пресса, которые соединены между собою соответствующими магистралями. Во внутренней полости мультипликатора М расположен подвижный блок, состоящий их поршня низкого давления 1 и поршня высокого давления 2, которые образуют в корпусе 5 мультипликатора камеру низкого давления 3 и камеру высокого давления 4.
Работает мультипликаторный гидропривод следующим образом. В начале цикла работы гидропривода подвижный блок мультипликатора М должен располагаться в крайнем левом положении, что достигается включениемэлектромагнитов Э2, Э3 и З5. В результате этого гидрораспределители Р1 и Р4 переключаются в левое положении, а гидрораспеределитель Р2 в правое, что позволяет маслу от насосной станции Н через гидрораспределитель Р1 по магистрали 6, через гидрораспредедитель Р2 и магистралям 12, 13 и 14 поступает в камеру низкого давления 3 мультипликатора М, перемещая при этом подвижный блок состоящий из поршня 1 и плунжера 2 влево, переводя его в исходное положение. В это время масло из камеры высокого давления 4 мультипликатора М по магистралям 8, 7 и 16, а также через гидрораспределитель Р4 сливается в бак насосной станции Н. Для осуществления холостого хода поршня гидроцилиндра Ц включается электромагнит Э2 и гидрораспределитель Р1 переключается в левое положение, при котором масло по магистрали 6 через гидрораспеределитель Р2 находящейся при выключенном электромагните Э3 в левом положении , по магистралям 7 и 8 поступает в камеру высокого давления 4 мультипликатора М. Это приводит к тому, что подвижный блок состоящий из поршня 1 и плунжера 4 начинает перемещаться вправо и вытесняет, при этом, масло из камеры низкого давления 3 через магистрали 15 и 16, гидрораспределитель Р3, находящийся при выключенном электромагните Э4 в левом положении и магистраль 10 в поршневую полость гидроцилиндра Ц поршень которого вместе со штоком начинает перемещаться вправо с максимальной скоростью, при этом масло из штоковой полости гидроцилиндра Ц сливается в бак насосной станции Н через магистраль 11 и гидрораспределитель Р1. В этом случае мультипликатор М работает как гидравлический редуктор, обеспечивая повышенную скорость холостого хода и пониженное давлении в поршневой полости гидроцилиндра Ц.

           Рабочий ход поршня гидроцилиндра Ц с первой ступенью рабочей скорости осуществляется в том случае, когда усилие сопротивления (технологическая нагрузка) действующая на шток гидроцилиндра требует создания в его поршневой полости давления не превышающего максимального давления масла подаваемого насосной станцией Н. В этом случае включаются электромагниты Э2 и Э3 и гидрораспределитель Р1 продолжает занимать прежнее левое положение, а гидрораспределитель Р2 правое, и масло от насосной станции Н через гидрораспределитель Р1 магистраль 6, гидрораспределитель Р2, магистрали 12, 13 и 14 поступает в камеру низкого давления 3 мультипликатора М. Поскольку гидрораспределитель Р2 находится в правом положении, а гидрораспределитель Р3 в левом, подвижный блок мультипликатора М состоящий из поршня 1 и плунжера 2 остается неподвижен и масло по магистрали 15, гидрораспределитель Р3, находящийся в левом положении, и далее по магистрали 10 поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц, а из его штоковой полости сливается в бак насосной станции Н через гидрораспределитель Р1. Это приводит к перемещению поршня гидроцилиндра Ц вместе со штоком с увеличенным усилием и пониженной скоростью по сравнению с работой в режиме холостого хода.

        Рабочий ход поршня гидроцилиндра Ц со второй ступенью рабочей скорости осуществляется в том случае, когда усилие сопротивления (технологическая нагрузка) действующая на шток гидроцилиндра требует создания в его поршневой полости давления превышающего максимального давления масла подаваемого насосной станцией Н. В этом случае включаются электромагниты Э2, Э3, Э4, что приводит к тому, что гидрораспределители Р1 и Р2 остаются в прежнем положении а гидрораспределитель Р3 переключается в правое положение и масло от насосной станции Н через гидрораспределитель Р1, находящийся в левом положении, магистраль 6, гидрораспределитель Р2, находящийся в правом положении и магистрали 12, 13 и 14 поступает в камеру низкого давления мультипликатора М. В результате этого подвижный блок мультипликатора М состоящий из поршня 1 и плунжера 2 начинает перемещаться влево вытесняя масло из камеры высокого давления, которое по магистрали 8, 7, 9, гидрораспределитель Р3 и магистраль 10 поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц с повышенным давлением, а из его штоковой полости идет на слив в бак насосной станции Н через гидрораспределитель Р1.

        Для возврата поршня гидроцилиндра Ц и подвижного блока мультипликатора М в исходное положение включаются электромагниты Э1, что приводит к тому, что гидрораспределители Р1 переключается в правое положение, и масло насосной станции Н через гидрораспеределитель Р1 и магистраль 11 поступает в штоковую полость гидроцилиндра Ц, а из его поршневой полости по магистрали 10,через гидрораспределители Р3 поступает в камеру низкого давления 3 мультипликатора М, что приводит к перемещению его подвижного блока влево и возврату в исходное положение. При этом масло из камеры высокого давлении 4 мультипликатора М по магистрали 8, 7, через гидрораспределитель Р2 , магистраль 6 и гидрораспределитель Р1 сливается в бак насосной станции Н. Для слива остатков масла из поршневой полости гидроцилиндра Ц, поступившей в нее при холостом режиме работы включается электромагнит Э3 и гидрораспредедитель Р2 переключается в правое положение. В результате чего остатки масла из поршневой полости гидроцилиндра Ц по магистрали 10 через гидрораспределитель Р3, магистрали 15, 13, гидрораспределитель Р2, магистраль 6 и гидрораспределитель Р1 сливается в бак насосоной станции Н.
Если в начале цикла работы гидропривода на штоке гидроцилиндра Ц необходимо создать увеличенное усилие за счет подачи в его поршневую полость масла с повышенным давлением, то подвижный блок мультипликатора М переводится в крайнее правое положение. Для этого включаются электромагниты Э2, Э6 что приводит к переключению гидрораспределителей Р1 и Р5 в левое положение, и масло от насосной станции Н через гидрораспределитель Р1 магистраль 6 гидрораспределитель Р2, магистрали 7 и 8 поступает в камеру высокого давления 4 мультипликатора М и его подвижный блок состоящий из поршня 1 и плунжера 2 начинает перемещаться вправо и достигает исходного положения. При этом масло из камеры низкого давления 3 мультипликатора М через магистрали 14, 13 и 17, а также через гидрораспределитель Р5 сливается в бак насосной станции Н.
Сигналы для переключения в течении цикла работы гидропривода электромагнитов Э1 – Э6 управляющих гидрораспределителями Р1 – Р5 могут быть получены от концевых переключателей, контролирующих перемещение штока гидроцилиндра Ц, или перемещения подвижного блока мультипликатора М, и а также от реле давления, установленных в соответствующих магистралях гидропривода.

Рис 24Рис. 24. Схема гидропривода с высоким КПД, содержащим мультипликатор непрерывного действия

        На Рис 24 показана схема гидропривода с высоким КПД, содержащим мультипликатор непрерывного действия. Он состоит из насоса большой производительности Н1 и насоса меньшей производительности Н2, предохранительных клапанов КП1 и КП2, гидрораспределителя Р1 с электромагнитным управлением и гидрораспределителя Р2 с механическим управлением, гидроцилиндра Ц, мультипликатора непрерывного действия М, и пяти обратных клапанов К1 – К5. Мультипликатор непрерывного действия М имеет две полости низкого давления 12 и 13, а также две полости высокого давления 10 и 11, а на обоих торцах его штока закреплены упоры 14 и 15, осуществляющие управление гидрораспределителем Р2, при поочередном воздействии на него.

         Работает гидропривод следующим образом. Масло от насоса Н1 через обратный клапан КО1 и гидрораспределитель Р1, находящийся в левом положении поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц, а из штоковой полости гидроцилиндра идет на слив. В это – же время масло от насоса Н2 через гидрораспределитель Р2, находящийся в положении А, поступает в полость низкого давления 12 мультипликатора М, а его полость низкого давления 13 соединена в это время со сливом, а масло из полости высокого давления 10, вытесняемая штоком по магистрали 18, через обратный клапан КО2, по магистрали 22, через гидрораспределитель Р1 также поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц, чем обеспечивается быстрое перемещение его штока вправо. Параллельно с этим при закрытых обратных клапанах КО3 и КО4 масло из бака через обратный клапан КО5 по магистрали 19 засасывается в полость высокого давления 11 мультипликатора М. В конце хода на шток гидроцилиндра Ц начинает действовать технологическое усилие, которое приводит к увеличению давления в его поршневой полости, а также магистралях 26, 22,18 и полости высокого давления 10 мультипликатора М и под действием этого давления обратный клапан КО1 закрывается и насос Н1 подает масло на слив через предохранительный клапан КП1. Дальнейшее медленное перемещение штока гидроцилиндра Ц происходит под действием высокого давления развиваемого мультипликатором М при невысоком давлении и малом расходе насоса Н2. В конце хода штока мультипликатора М его упор 15, воздействует на гидрораспределитель Р2 и переключает его в положение Б. При этом масло от насоса Н2 начинает поступать в полость низкого давления 13 мультипликатора, что приводит к реверсу его штока и вытеснению масла из полости высокого давления 11, которое по магистрали 19, через обратный клапан КО4, по магистрали 22 поступает в штоковую полость гидроцилиндра Ц поддерживая в ней высокое давление. В это время масло из бака при закрытых обратных клапанах КО2, КО5, через обратный клапан КО3 по магистрали 18 засасывается в полость высокого давления 10 мультипликатора М. При достижении штоком мультипликатора своего крайнего положения его упор 14 переключает гидрораспределитель Р2 в первоначальное положение А и цикл работы мультипликатора повторяется пока не будет выполнена технологическая операция. Для возврата штока гидроцилиндра Ц в исходное положение гидрораспределитель Р1 переключается в

Рис 25Рис. 25. Схема гидропривода прессовой установки с мультипликатором встроенным в основной гидроцилиндр

          На Рис 25 показана схема гидропривода прессовой установновки с мультипликатором встроенным в основной гидроцилиндр. Она содержит комбини-
рованный силовой гидроцилиндр состоящий из основного гидроцилиндра Ц1, дополнительного гидроцилиндра Ц2 и гидроцилиндра низкого давления мультипликатора Ц3, гидрораспределители Р1 и Р2, обратные клапаны КО1 и КО2 и гидрозамки ГЗ1 и ГЗ2, реле давления РД1 и РД2. Основной гидроцилиндр Ц1 состоит из корпуса 7, с каналами 8 и 9, поршня 10 выполненного за одно целое со штоком 11 в котором выполнены каналы 12 и 13 и оснащенного клапанами 14 и 15, а также крышки 16. Дополнительный гидроцилиндр Ц2, выполненный внутри штока 11 основного гидроцилиндра состоит из поршня 17 выполненного за одно целое со штоком 18, который имеет каналы 19 и 20, а также крышки 21. Гидроцилиндр низкого давления мультипликатора Ц3 содержит корпус 22 с каналами 23 и 24, поршень 25, зафиксированный гайкой 26 на штоке 18 гидроцилиндра Ц2.

           Работает гидропривод следующим образом. Масло от насоса (на схеме не показан) через гидрораспределитель Р2, находящийся в правом положении, через обратный клапан КО2 поступает в канал 19 штока 18 дополнительного гидроцилиндра и далее в его штоковую полость А. Параллельно масло от гидрораспределителя Р2 поступает в канал управления гидрозамка ГЗ1, открывая его и масло из полости Б дополнительного гидроцилиндра Ц2 через канал 13 и клапан 15 поступает в полость В основного гидроцилиндра и далее через канал 8 в корпусе 7 и гидрозамок ГЗ1 идет на слив, а через гидрозамок ГЗ2 и канал 9 масло засасывается из бака в полость Г основного гидроцилиндра. При этом шток 11 основного гидроцилиндра осуществляет быстрое перемещение влево. При увеличении технологического усилия действующего на шток 11 растет давление в полости А и масло по каналу 12 через клапан 14 поступает в полость Г основного гидроцилиндра. При этом гидрозамок ГЗ2 закрывается и усилие на штоке 11 становится равным сумме усилий гидроцилиндров Ц1 и Ц2. Если технологическое усилие продолжает расти, что приводит к росту давления в полости Г основного гидроцилиндра Ц1, то срабатывает реле давления РД2, которое через систему электроавтоматики переключает гидрораспределитель Р1 в правое положение, что приводит к поступлению масла в полость Е гидроцилиндра низкого давления Ц3 мультипликатора и сливу масла из его полости Д. При этом поршень 25 вместе со штоком 18 перемещается влево и в полости А дополнительного гидроцилиндра Ц2 создается повышенное давление и обратный клапан КО2 закрывается, а масло повышенного давления поступает через канал 12 и клапан 14 в полость Г основного гидроцилиндра Ц1, что приводит к увеличению усилия на штоке 11. В конце хода штока 11 основного гидроцилиндра Ц1 подается команда на его возврат в исходное положение. При этом гидрораспределители Р1 и Р2 переключаются в левое положение и масло от распределителя Р2 через обратный клапан КО1, магистраль 20 в штоке 18 дополнительного гидроцилиндра Ц2 поступает в его полость Б, а из полости А через канал 12 и клапан 14 поступает в полость Г, а из нее идет на слив через открытый гидрозамок ГЗ2, а через гидрораспределитель Р1 масло поступает в полость Д гидроцилиндра низкого давления Ц3 мультипликатора, а из полости Е идет на слив, и шток 11 с поршнем 10 возвращаются в исходное положение.

        

ЛИТЕРАТУРА

1. Брон Л. С. Гидравлический привод агрегатных станков и автоматических линий. М.: Машиностроение, 1974.
2. Гришаков В. И. Баки для гидросистем промышленного гидропривода. Киев. Технiка 1968
3. Игнатьев Н. П. Основы проектирования Азов 2011г.
4. Свешников В. К. Станочные гидроприводы. М.: Машиностроение, 1988.
В Статье использована информация из раздела «Система гидропривода» работы автора «Основы проектирования. Часть 2 «Проектирование механизмов и систем» изданной в 2011г

          Кроме того, в пособии содержится весь необходимый материал для проектирования гидравлического привода машин и оборудования, включая методику его проектирования, а также большое количество примеров оригинальных конструкций его элементов, позволяющих обеспечить требуемый режим работы гидравлической системы с учетом заданных требований и ограничений.

Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину,

Стоимость полной версии статьи 150 рублей.