Свойства гидропривода и его применение

В портовых машинах и механизмах

 

В настоящее время объемный гидропривод находит все более широкое применение в технике. В частности, в подъемных кранах он используется для привода лебедок, механизма поворота, механизма изменения вылета стрелы. Гидроприводом снабжены практически все авто и электропогрузчики. На судах гидроприводом снабжены якорные лебедки, грузоподъемные механизмы, рулевые машины.

Основными достоинствами объемного гидропривода, предопределяющими его широкое применение в технике, являются:

1. компактность и малая удельная масса (масса, приходящаяся на единицу передаваемой мощности); для объемного гидропривода эта величина составляет 0,2...0,3 кг/квт, для электропривода - в 5...10 раз больше;

2. возможность бесступенчатого регулирования в широком диапазоне скорости выходного звена;

 

3. простота управления;

4. плавность, равномерность и устойчивость движения под изменяющейся нагрузкой (жесткость по отношению к нагрузке). Жесткость характеристики гидропривода характеризуется отношением dV/dP, где Р - величина нагрузки на выходное звено, V- скорость выходного звена. При необходимости гидропривод может иметь либо жесткую, либо нежесткую характеристику;

5. конструктивно просто решается задача защиты машины от перегрузок;

6. высокие динамические свойства. Эти качества оцениваются способностью сообщать инерционной нагрузке большое ускорение и характеризуются отношением величины развиваемого момента к моменту инерции ротора. По этой величине объемные гидродвигатели на 1-2 порядка превосходят электродвигатели. Гидропривод характеризуется также высокой приемистостью, т.е. способностью достигать заданной скорости при инерционной нагрузке в течение малого времени (время разгона обычно не превышает 0,1 сек.).

7. существенное снижение динамических нагрузок на узлы механизма (особенно при трогании с места);

8. возможность отделения узлов гидропривода друг от друга и независимость их расположения на машине (высокие коммутационные свойства гидропривода);

9. возможность реверсирования ведомого органа при неизменном направлении вращения;

10. меньшая травмоопасность по сравнению с электроприводом. Наряду с этим необходимо отметить и недостатки гидропривода. К ним относятся:

1. высокая стоимость комплектующих изделий;

2. меньший ресурс (» 8000 часов) по сравнению с электроприводом(» 15000 часов);

3. чувствительность к загрязнению рабочей жидкости;

4. более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с электроприводом;

5. более низкий КПД по сравнению с механическим и электрическим приводом;

6. влияние условий эксплуатации на рабочие характеристики привода.

Последний недостаток связан с влиянием температуры на вязкость рабочей жидкости. В качестве таковых в гидроприводе используются минеральные масла, синтетические масла и эмульсии на водной основе. Главными требованиями, которым должна отвечать рабочая жидкость, являются высокие смазочные свойства и оптимальная вязкость. Чрезмерно большая вязкость вызывает большие гидравлические потери на трение, малая вязкость приводит к увеличению объемных потерь (утечки в щелевых уплотнениях) и снижению смазочных свойств.

 

Объемные гидромашины

 

Насосы

В качестве насосов в гидроприводе ПТМ используются преимущественно высокооборотные гидромашины: пластинчатые, шестеренные и аксиально-поршневые. Их конструкция и схема действия в данном учебном пособии не рассматриваются, т.к. эти вопросы подробно изложены ранее [5]. Среди перечисленных машин наименьшей удельной массой (0,14...7 кг/квт) отличаются пластинчатые, средней (0,2... 14 кг/квт)- шестеренные, наибольшей (0,4...20 кг/квт) - аксиально-поршневые. Однако, последние имеют более высокий КПД. Шестеренные гидромашины широко используют в мобильных машинах небольшой мощности при низком и среднем давлении в гидросистеме. Они достаточно надежны в эксплуатации, менее требовательны к чистоте рабочей жидкости и имеют меньшую стоимость по сравнению со стоимостью гидромашин других типов.