Гидропривод. Классификация гидропривода. Гидрораспределители

Тема: Гидропривод

План:

1. Классификация гидропривода.

2. Гидрораспределители.

Гидропривод, в настоящее время успешно внедряемый в сборочно-сварочном производстве, обладает целым рядом пре­имуществ по сравнению с другими механизированными приводами; возможность создания очень больших усилий (в 10 раз и более по сравнению с пневмоприводом); компактность конструкции привода; плавность и бесшумность работы; основные элементы гидропри­водов (цилиндры) не требуют смазки и не подвержены коррозии, так как их рабочие поверхности все время соприкасаются с маслом.

Наряду с этим для работы гидропривода требуется более слож­ная и дорогая аппаратура. Точность изготовления и чистота рабо­чей поверхности гидравлических цилиндров должна быть выше, чем пневматических. При применении гидропривода необходим также более тщательный монтаж гидроразводки и высокая куль­тура обслуживания, так как даже небольшие утечки масла вызы­вают загрязнение рабочего места. Недостаток гидропривода — замедленная скорость движения поршня, особенно у цилиндров большого диаметра. Для увеличения скорости требуется значи­тельное повышение мощности двигателя насоса.

В качестве рабочей жидкости в гидроприводе используют ми­неральное масло (индустриальное 20 или турбинное 22). Давление масла в гидроцилиндрах обычно составляет 50 или 100 кгс/см³- {5 или 10 МПа), но может достигать и больших величин. Основные элементы гидропривода — гидроцилиндры отличаются от пневмоцилиндров большей прочностью. Крышки цилиндра, как правило, укрепляются на резьбе.

Гидроцилиндры аналогично пневмоцилиндрам могут быть на ла­пах, с фланцевым и с шарнирным креплением — на пружине или на цапфах. Расчет их аналогичен расчету пневмоцилиндров дву­стороннего действия. Для работы гидропривода тре­буется специальная насосная установка — станция, состоящая из масляного резервуара (маслобака) и насоса (шестеренчатого или лопастного) с приводным электродвигателем.

Обязательной принадлежностью любой гидравлической уста­новки является регулирующая аппаратура, направляющая (распределительная) аппаратура и фильтры. К регулирующей ап­паратуре относятся обратные и предохранительные клапаны и дроссели.

Обратные клапаны предна­значены для пропуска масла в одном направлении и пере­крытия его в обратном. Устрой­ство гидравлического обратного клапана в принципе не отлича­ется от пневматического. Раз­ница состоит ь большей прочно­сти и точности изготовления, что относится и кс всей гидрав­лической аппаратуре.

Предохранительные клапаны служат для поддержания посто­янного давления в гидросисте­мах, а также для предохранения гидросистем от перегрузки. Для этой же цели применяют и на­порные гидроклапаны. Дроссели служат для регулировки скорости потока масла, а, следовательно, и скорости движения исполнительных органов гидропривода.

Направляющая {распределительная) аппаратура включает в себя гидрораспределители различных типов, пред­назначенные для реверсирования движения поршня в цилиндре, а также для остановки поршня в любом положении. Гидрорас­пределители выпускают с ручным, гидравлическим и электриче­ским управлением в различном конструктивном исполнении, обе­спечивающем разные варианты соединений цилиндров с насосной установкой.

На рис. 46 показана принципиальная гидравлическая схема с одним гидроцилиндром 5, управляемым ручным гидрораспределителем золотникового типа 4. На схеме золотник 7 гидрораспре­делителя показан в среднем положении, при котором обе полости цилиндра изолированы и заперты. Масле от насоса 2 в этом случае сливается в бак 1 через предохранительный клапан 3.

При левом положении золотника масло от насоса по нагнета­тельному трубопроводу поступает через парораспределитель в правую полость цилиндра, а левая полость при этом соединяется со длинным трубопроводом, по которому масло поступает в бак. Шток при этом втягивается в цилиндр.

При правом положений золотника, наоборот, нагнетательный трубопровод соединяется с левой полостью, а сливной — с правой, и шток движется в обратную сторону. Неподвижность золотника в каждом из трех положений обеспечивает пружинный фиксатор 6. На схеме изображен гидрораспределитель так называемого четвер­того исполнения, отличающийся тем, что при своем среднем поло­жении он перекрывает обе полости цилиндра. Золотники в гидро­распределителях с элек­трическим управлением перемещаются электромагнитами. Обязательной принадлежностью любой гидросистемы яв­ляется фильтр. Приме­ром применения гидропривода может служить установка для сборки продольных стыков обечаек (см. рис. 56).

Поскольку установка специальной станции с индивидуальным насосом не всегда рациональна, то для приведения в действие ги­дроприводов используется энергия сжатого воздуха. Схема пнев­могидропривода показана на рис. 47. Сжатый воздух от сети по­дается в воздушный цилиндр 1. При движении поршня 2 плунжер 3 давит на масло с силой

где D₁ — диаметр воздушного цилиндра, см; р_в — давление сжа­того воздуха, кгс/см².

Давление масла при этом повышается до величины

где d — диаметр плунжера, см.

Так как масло давит во все стороны, то сила на штоке гидравли­ческого цилиндра

где η — КПД привода, равный 0,8—0,9.

Сопротивленцем возвратных пружин в обоих случаях можно пренебречь. Выигрыш в силе пневмогидропривода пропорционален квадрату отношения диаметров гидравлического цилиндра и плун­жер.

Приспособления с магнитами получают широкое распростране­ние в различных отраслях машиностроения, в том числе и в сва­рочном производстве. Различают два вида приспособлений: с элек­тромагнитами и с постоянными магнитами. Преимущество этих приспособлений — универсальность, быстрота действия, отсут­ствие движущихся частей (у электромагнитов) или громоздких-ком­муникации — шлангов (у постоянных магнитов), простора устрой­ства и обслуживания, компактность.

Особенно перспективны постоянные магниты, так как они пол­ностью автономны и не требуют внешних источников энергии, в то время как для питания электромагнитов требуется постоянный ток.

В сборочных устройствах магнитные приспособления выполняют одновременно функции установочных и зажимных элементов (упора и прижима), располагаясь при этом с одной стороны изде­лия. Это значительно упрощает конструкцию сборочного устрой­ства и полностью освобождают одну сторону изделия. В результате повышается чистота и культура рабочих мест, улучшаются усло­вия для сварки. Широкое распространение получили магниты в приспособлениях для сборки листовых полотнищ. Приспособле­ние располагается с нижней стороны свариваемых листов, а верх­няя сторона полностью открыта для сварочной аппаратуры и свар­щика (см. рис. 109).

Управление электромагнитами осуществляется включением и отключением тока обычными электрическими выключателями, управление постоянными магнитами — путем изменения пути магнитного потока. Приспособление с постоянными магнитами (рис. 48) состоит из подвижной части 1, неподвижной части 2 и основания 8, являющегося магнитопроводом. На подвижной части имеются магниты 10 и магнитопроводы 9, разделенные немагнит­ными перегородками 4. Неподвижная часть состоит из магнитопроводов 5, разделенных немагнитными перегородками 5. При включении немагнитные перегородки обеих частей расположены друг против друга и магнитные потоки проходят от северных полю­сов магнитов 10 через магнитопроводы 5, рабочий зазор 7, закреп­ляемую деталь 6, магнитопроводы 9 и 8 к южным полюсам магни­тов 10. Более коротким путем магнитный поток пройти не может из-за немагнитных перегородок 4 и 5, представляющих собой зна­чительные магнитные сопротивления.

Для отключения магнита достаточно сдвинуть подвижную часть на величину 1; при этом магнитный поток получит возможность замыкаться бол е коротким путем — от северного полюса магни­тов 10 через магнитопроводы 3, 9 и 8 к южному полюсу. Таким об­разом магнитный поток минует деталь, которая легко снимается с приспособления. Подвижная часть перемещается ручным экс­центриком, кривошипным или винтовым механизмом. Так отклю­чаются крупные магниты с большой величиной притяжения. Не­большие приспособления с постоянными магнитами отрываются от изделия обычно резким рывком.

Как известно, усилие притяжения магнита пропорционально квадрату магнитной индукции и площади контакта магнита с де­талью. Магнитная индукция в электромагнитах зависит от числа ампер-витков катушки магнита, а в постоянных магнитах — от размеров и магнитных свойств материала магнита. Величина воз­душного зазора влияет на усилие притяжения: чем больше зазор, тем труднее получить в нем необходимую магнитную индукцию. Поэтому величина зазора должна быть минимальной, желательно в пределах до 0,5 мм. В качестве материалов для постоянных маг­нитов используют или специальные сплавы, в которые, кроме железа, входит никель, алюминий, кобальт, медь (так называемые литые магниты), или керамические (оксидно-бариевые) магниты.

Литые магниты обладают большей прочностью и развивают удельное усилие притяжения до 7 кгс/см² (70 Н/см²). Недостатком их является дефицитность исходных материалов и высокая стои­мость. Оксидно-бариевые магниты сравнительно дешевы, недефицитны и развивают удельное усилие притяжения до 4 кгс/см* (40 Н/см²). Усилие сдвига составляет 20—25% усилия притяжения.

Примером применения зажимов с электромагнитами может служить установка для сборки обечаек с донышками (см. рис. 61).

К установочным и зажимным элементам близки по назначению и устройству переносные сборочные приспособления, отличающиеся от элементов тем, что не закрепляются на основаниях сборочных устройств, а используются самостоятельно.

Вопросы для самопроверки:

1. Назначение гидропривода.

2. Как осуществляется управление электромагнитами?

3. Назначение предохранительных клапанов.

Литература:

Базовая:

1. А.Д. Гитлевич, Механизация и автоматизация сварочного производства, М., Машиностроение, 1979г. – стр.290.

Вспомогательная:

1. С.А. Куркин, Сварные конструкции, М., Высшая школа, 1991г. – стр.398;

2. М.С. Львов, Автоматика и автоматизация сварочных процессов, М., Машиностроение, 1982г. – стр.302;

3. В.А. Тимченко, А.А. Сухомлин, Роботизация сварочного производства, К., Техника, 1989г. – стр.175;

4. Г. Герден, Сварочные работы, М., Машиностроение, 1988г. – стр.288;

5. Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Технологическое оборудование»;