Классификация гидравлических вибраторов

Вопрос №1: Назначение ЭГВП.

Гидравлическим вибратором (ГВ) назовем преобразователь энергии потока рабочей жидкости в периодическое (циклическое, вибрационное) движение исполнительного органа (ИО). Преобразователем может служить гидравлический исполнительный механизм (ГИМ) с поступательно движущимся ИО (поршнем) либо ИО, совершающим вращательное движение (ротором). 

ГВ широко используются для создания целенаправленных вибраций: при испытании машин, приборов, аппаратов, устройств электронной техники на вибропрочность и виброустойчивость; при повышении качества и эффективности таких технологических процессов как точение (виброточение), сверление (вибросверление), штамповка (виброштамповка), прессование (вибропрессование) (уменьшаются в значительной мере силы резания и трения, улучшается чистота обрабатываемых поверхностей); в целях ускорения процессов брожения в пищевой промышленности; при разделении газовых, жидких, твердых фаз и фракций друг от друга (вибролитье, обогащение руд драгоценных металлов). ГВ применяются в качестве излучателей звука большой мощности в воздушной и океанической средах.

Классификация гидравлических вибраторов

Существует большое многообразие типов ГВ в связи со значительным числом классификационных признаков.

Автоколебательным назовем ГВ у которого без входного воздействия (при отсутствии входа) на выходе имеют место самовозникающие, самоустанавливающиеся, самоподдерживающиеся периодические колебания, параметры которых (амплитуда и частота) всецело определяются свойствами ГВ. Например, его частота колебаний определяется собственной частотой. Автоколебательные ГВ не позволяют быстро и гибко менять форму вибровоздействия (спектр выходного сигнала) и не подходят для воспроизведения вибровоздействия с характеристиками случайного процесса. Стабильность работы автоколебательного ГВ в значительной мере определяется температурой окружающей среды и рабочей жидкости, а также ее изменениями.

ГВ с входом, в отличие от автоколебательного, имеет вход, на который поступает периодический входной сигнал (ГВ работает в режиме вынужденных колебаний), форма которого повторяется на выходе.

В этом случае нет необходимости в изменении свойств (перенастройке) ГВ с целью изменения параметров колебаний - это можно сделать путем изменения параметров входного сигнала, что на опыте произвести значительно проще. Оптимальной структурой ГВ с входом считается такая, когда на вход поступает слабый по мощности электрический сигнал, а вибратор выступает в роли усилителя - преобразователя этого сигнала для реализации заданной формы вибровоздействия (электрогидравлический вибратор (ЭГВ)).

Резонансным ГВ (РГВ) назовем ГВ с входом, у которого при заданном неизменном входном сигнале амплитуда выходного сигнала значительно возрастает при приближении собственной частоты ГВ к частоте входного сигнала. Собственная частота РГВ изменяется путем изменения его упругих свойств (жесткости) с применением специальных методов и технических средств (присоединение к полостям гидроцилиндра (ГЦ) газовых гидроаккумуляторов (ГА) с управляемыми объемами газовых полостей или давления их зарядки; путем изменения перетечек между полостями и т. д.). РГВ позволяют обеспечить минимальные энергетические затраты при воспроизведении заданных параметров вибровоздействия по сравнению с нерезонансными. Однако, в том случае, когда основное требование к ГВ заключается в обеспечении заданной формы вибровоздействия, в том числе с характеристиками случайного процесса, необходимо использовать нерезонансные ГВ из-за сильных фильтрующих свойств резонансных.

Структура гидравлических вибраторов с входом

В настоящее время под ГВ следует понимать сложную целостную систему, состоящую из подсистем и определяемую структурой, указанной на рис. 1. Такую систему, основной составной частью которого ГИМ или гидравлический вибрационный привод (ГВП), назовем гидравлической вибрационной установкой (ГВУ). ГВП представляет собой подсистему, состоящую из ГЦ (в редких случаях - поворотного гидромотора); золотникового распределителя (ЗР), преобразующего поток рабочей жидкости, поступающий в полости ГЦ, в пульсирующий в соответствии с заданным программным циклическим движением штока поршня ГЦ (ИО). В ГВП входит электромеханический преобразователь (ЭМП), преобразующий электрический входной сигнал в заданное перемещение золотника ЗР.

Источником питания (энергии) является маслонасосная станция (МНС), преобразующая электрическую энергию в поток рабочей жидкости с помощью насоса постоянной или переменной производительности.

Система управления вибрациями (СУВ) вырабатывает заданный входной сигнал, контролирует параметры вибровоздействия на испытуемый объект или технологический процесс. Возможны СУВ, управляющие МНС с целью минимизации энергетических потерь в приводе.

Усилитель служит для усиления по мощности слабого электрического входного сигнала, поступающего от СУВ на вход ЭМП.

Для реализации функций СУВ элементы ГВУ охватываются прямыми и обратными связями.