Проектирование гидравлических систем
Система гидравлической передачи является неотъемлемой частью гидравлического оборудования. Проектирование системы гидравлической трансмиссии должно выполняться одновременно с общей конструкцией основной машины. Приступая к проектированию, мы должны исходить из реальной ситуации, органично сочетать различные формы трансмиссии, в полной мере использовать преимущества гидравлической трансмиссии и стремиться спроектировать систему гидротрансмиссии с простой конструкцией, надежной работой, низкой стоимостью, высокой эффективностью, простота эксплуатации и удобное обслуживание.
Этапы проектирования
Строгой последовательности в этапах проектирования гидросистемы нет, и каждый этап часто перемежается друг с другом. В общем, после уточнения требований к проектированию, поступайте примерно следующим образом.
1) Определить форму гидропривода;
2) Провести анализ рабочего состояния и определить основные параметры системы;
3) Разработать принципиальный план и составить принципиальную схему гидросистемы.
4) Выберите гидравлические компоненты.
5) Расчет производительности гидравлической системы
6) Рисуем рабочие чертежи и готовим техническую документацию.
Уточнить требования к дизайну
Строгой последовательности в этапах проектирования гидросистемы нет, и каждый этап часто перемежается друг с другом. В общем, после уточнения требований к проектированию, поступайте примерно следующим образом.
1) Определить форму гидропривода;
2) Провести анализ рабочего состояния и определить основные параметры системы;
3) Разработать принципиальный план и составить принципиальную схему гидросистемы.
4) Выберите гидравлические компоненты.
5) Расчет производительности гидравлической системы
6) Рисуем рабочие чертежи и готовим техническую документацию.
7) Требования по пылезащите, взрывозащите, холодозащите, шуму, безопасности и надежности.
8) Требования к эффективности, стоимости и т.д.
Разработайте базовый план
3.1 Разработайте план регулировки скорости
После того, как гидропривод определен, управление направлением и скоростью его движения является основным вопросом при разработке гидравлической схемы.
Направленное управление достигается с помощью направляющих клапанов или блоков логического управления. В общих гидравлических системах с малым и средним расходом требуемые действия в основном достигаются за счет органичного сочетания гидрораспределителей. В гидравлических системах с высоким давлением и большим расходом для достижения этой цели часто используется логическая комбинация картриджного клапана и пилотного регулирующего клапана.
Управление скоростью достигается за счет изменения входного или выходного потока гидравлического привода или использования изменения объема герметичного пространства. Соответствующие методы регулировки включают дросселирование и регулирование скорости, объемное регулирование скорости и комбинацию этих двух методов – объемное дросселирование и регулирование скорости.
Для регулирования скорости дроссельной заслонки обычно используется количественный насос для подачи масла, а клапан регулирования расхода используется для изменения скорости потока входного или выходного гидравлического привода для регулировки скорости. Этот метод регулирования скорости имеет простую структуру. Поскольку в этой системе должен использоваться предохранительный клапан, она имеет низкую эффективность и высокое тепловыделение. Чаще всего используется в ситуациях с низкой мощностью.
Регулирование объемной скорости достигает цели регулирования скорости путем изменения рабочего объема гидравлического насоса или гидравлического двигателя. Преимущество заключается в том, что отсутствуют потери при переполнении и дросселировании, а эффективность высока. Но для отвода тепла и компенсации протечек необходим вспомогательный насос. Этот метод регулирования скорости подходит для гидравлических систем с высокой мощностью и высокой скоростью движения.
В регулировании скорости объемного дросселирования обычно используется насос переменной производительности для подачи масла и клапан регулирования расхода для регулировки скорости потока входного или выходного гидравлического привода, а также для адаптации количества подаваемого масла к потребности в масле. Этот тип контура регулирования скорости также более эффективен и имеет лучшую стабильность скорости, но его структура более сложна.
Регулирование скорости дроссельной заслонки имеет три формы: дросселирование на входе масла, дросселирование на возврате масла и дросселирование на байпасе. Дроссельное регулирование на входе оказывает небольшое пусковое воздействие, дросселирование на обратном ходу часто используется в ситуациях с отрицательными нагрузками, а дросселирование на байпасе чаще всего применяется в высокоскоростных схемах регулирования скорости. После определения плана регулирования скорости также будет определена форма циркуляции контура.
Регулирование скорости дроссельной заслонки обычно имеет форму открытого цикла. В открытой системе гидравлический насос всасывает масло из бака, масло под давлением течет через систему, высвобождая энергию, а затем сбрасывается обратно в бак. Открытая схема имеет простую конструкцию и хороший отвод тепла, но топливный бак большой, и воздух легко смешивается с ним.
Регулирование объемной скорости в основном имеет форму замкнутого цикла. В закрытой системе всасывающее отверстие гидравлического насоса напрямую соединено с отверстием для слива масла привода, образуя замкнутый циркуляционный контур. Его структура компактна, но условия отвода тепла плохие.
3.2 Разработайте план контроля давления
Когда гидропривод работает, система должна поддерживать определенное рабочее давление или работать в определенном диапазоне давлений, а некоторые требуют многоступенчатой или бесступенчатой непрерывной регулировки давления. Обычно в системах дросселирования и регулирования скорости масло обычно подается насосом количественного действия. Используйте предохранительный клапан, чтобы отрегулировать необходимое давление и поддерживать его постоянным. В системе регулирования объемной скорости для подачи масла используется регулируемый насос, а для защиты безопасности используется предохранительный клапан.
В некоторых гидравлических системах иногда требуется масло высокого давления с небольшим расходом. В этом случае для получения высокого давления вместо отдельного насоса высокого давления можно использовать схему повышения давления. Когда гидропривод не нуждается в подаче масла в течение определенного времени рабочего цикла, а останавливать насос неудобно, необходимо рассмотреть вопрос о выборе разгрузочного контура.
Когда рабочее давление в определенной части системы должно быть ниже давления основного источника масла, следует рассмотреть возможность использования контура снижения давления для получения необходимого рабочего давления.
3.3 Разработайте последовательный процесс действий
Последовательные действия каждого привода главной машины различаются в зависимости от типа оборудования. Некоторые действуют в соответствии с установленными процедурами, тогда как другие носят случайный или искусственный характер. Механизмы управления строительной техники в основном ручные и обычно управляются ручными многоходовыми реверсивными клапанами. Последовательные действия каждого привода обрабатывающего оборудования в основном контролируются ходом. Когда рабочая часть перемещается в определенное положение, через электрический переключатель хода на электромагнит подается электрический сигнал, который толкает электромагнитный клапан или непосредственно нажимает на ходовой клапан для управления последующими действиями. Ходовой переключатель более удобен в установке, а ходовой клапан необходимо подключить к соответствующему масляному контуру, поэтому он подходит только в тех случаях, когда подключение к трубопроводу более удобно.
Есть еще контроль времени, контроль давления и т.д. Например, гидронасос запускается без нагрузки. Через некоторое время, когда насос работает нормально, реле задержки посылает электрический сигнал для закрытия разгрузочного клапана и установления нормального рабочего давления. Регулирование давления чаще всего используется в станках с гидравлическими зажимами, экструдерных прессах и т. д. Когда привод выполняет заданное действие, давление в контуре достигает определенного значения, и через реле давления или клапан последовательности подается электрический сигнал. открыт, чтобы позволить маслу пройти сквозь него и начать следующее действие.
3.4 Выбор источника гидравлической энергии
Рабочая среда гидравлической системы полностью обеспечивается гидравлическим источником, а ядром гидравлического источника является гидравлический насос. В системе дросселирования и регулирования скорости обычно используется количественный насос для подачи масла. При отсутствии других вспомогательных источников масла объем подачи масла гидронасоса должен превышать потребность системы в масле. Излишки масла стекают обратно в масляный бак через перепускной клапан. Перепускной клапан В то же время он играет роль контроля и стабилизации давления источника масла. В большинстве систем регулирования объемной скорости используется регулируемый насос для подачи масла и предохранительный клапан для ограничения максимального давления в системе.
В целях экономии энергии и повышения эффективности объем подачи масла в гидравлический насос должен соответствовать потоку, требуемому системой. В ситуациях, когда количество масла, необходимое системе, сильно варьируется на каждой стадии рабочего цикла, обычно используется подача масла с помощью нескольких насосов или переменная подача масла из насоса. В ситуациях, когда требуемый расход мал в течение длительного времени, в качестве вспомогательного источника масла можно добавить аккумулятор.
Устройство очистки масла незаменимо в гидравлическом источнике. Обычно на входе насоса устанавливается фильтр грубой очистки, а масло, поступающее в систему, снова фильтруется через соответствующий фильтр тонкой очистки в соответствии с требованиями защищаемых компонентов. Чтобы предотвратить попадание загрязнений из системы обратно в масляный бак, на линии возврата масла можно установить магнитный фильтр или другие типы фильтров. В зависимости от среды, в которой расположено гидравлическое оборудование, и требований к повышению температуры следует также учитывать меры по отоплению, охлаждению и другие меры.
3.5. Нарисовать схему гидравлической системы
Схема гидравлической системы всей машины состоит из запланированной схемы управления и гидравлического источника. При объединении каждой цепи следует удалить избыточные компоненты и сделать структуру системы простой. Обратите внимание на взаимосвязь между различными компонентами, чтобы избежать неисправностей. Связи потерь энергии должны быть сведены к минимуму. Для повышения эффективности работы системы, а также для облегчения обслуживания и контроля гидравлической системы в основных секциях системы следует установить необходимые компоненты обнаружения (такие как манометры, термометры и т. д.).
Ключевые части крупного оборудования должны быть оснащены деталями оборудования таким образом, чтобы их можно было быстро заменить при возникновении аварии для обеспечения непрерывной работы основного оборудования. В каждом гидравлическом компоненте следует, насколько это возможно, использовать отечественные стандартные детали, а схема должна быть нарисована в соответствии с нормальным положением функциональных символов гидравлических компонентов, предусмотренным национальными стандартами. Для самостоятельно разработанных нестандартных компонентов для их рисования можно использовать структурные принципиальные схемы.