Преимущества гидропривода. Принцип действия объемного гидропривода

Преимущества гидропривода.

Основными преимуществами объемного гидравлического привода являются его высокие динамические качества, простота осуществления бесступенчатого регулирования выходной скорости, а также весовые характеристики (отношение веса машины к ее мощности) и строительный объем, приходящийся на единицу передаваемой мощности (энергоемкость).

Преимущества гидродвигателей по этому показателю перед электродвигателями обусловлены тем, что удельная сила их практически не ограничена, а при давлении жидкости примерно 30 МПа (300 кгс/см ²) она в 20—25 раз больше, чем у электродвигателя.

Благодаря возможности получения в заданном ограниченном пространстве больших крутящих моментов и усилий обеспечивается высокая приемистость и быстродействие гидропривода и соответственно — малое время запаздывания при отработке командных сигналов, что особенно важно для быстродействующих следящих механизмов.

Под приемистостью гидродвигателя в общем случае понимают его способность развивать скорость при инерционной нагрузке в течение малого времени. Практически реверс гидродвигателя без маховых масс происходит мгновенно и запаздывание (если оно есть) обусловлено лишь сжимаемостью рабочей жидкости и составляет обычно всего несколько миллисекунд. Так,  время разгона гидромотора средней мощности (5—75 кВт) не превышает 0,1 с, для некоторых же моторов оно не превышает 0,03—0,04 с.

Для качественной оценки гидродвигателей по этому параметру можно указать, например, что момент инерции ротора пластинчатого гидромотора (N — 2,5 кВт при n — 1000 об/мин и р = = 6,5 МПа) равен 2*10^-6 H/c².

Высокой приемистостью отличаются также и насосы. Например, в лучших образцах насосов время достижения регулируемым насосом максимальной подачи от нулевого её значения не превышает 0,04 с, а время снижения подачи от номинального значения до нулевого — не более 0,02 с. В тяжелом машиностроении применяют регулируемые насосы мощностью 2000 кВт, производящие до 60 реверсов в минуту.

В силу сказанного, гидравлический привод более чем иной тип приводов пригоден для работы в условиях больших ускорений.

При оценке гидромашины большое значение имеют также весовые характеристики, которыми являются: удельный  вес  гидромашины, под которым понимают вес, приходящийся на единицу полезной мощности (обычно выражается в Н/кВт или кгс/кВт)

вес  на  единицу  развиваемого  момента   [в   Н/(Н*м)]

где G, N и М — соответственно вес и мощность гидромашины и крутящий момент на ее валу.

Для гидромашин высокого давления (>20 МПа или >200 кгс/см²) общего применения удельный вес обычно составляет 6 Н/кВт (0,6 кгс/кВт); для авиационных насосов, и гидромоторов, работающих при высоких скоростях (2500—4000 об/мин), этот вес составляет 3 Н/кВт (0,3 кгс/кВт).

Преимуществом гидравлических приводов является также возможность бесступенчатого регулирования в широком диапазоне выходной скорости, а также простота управления, плавность, равномерность и устойчивость движения под изменяющейся нагрузкой и высокая надежность гидроэлементов. Срок службы при работе под нагрузкой насосов и моторов достигает 20 000 ч и более. Гидропривод может работать в любых климатических условиях. Высококачественные моторы и насосы имеют на номинальном режиме работы высокий к. п. д.: объемный об = 0,98-т-0,99, механический  — 0,96-5-0,98 и полный = 0,95-0,96.

Диапазон регулирования гидропривода вращательного действия или передаточное число, под которым понимается отношение минимальной частоты вращения вала гидромотора к максимальной, составляет во многих случаях 1 : 1000. Нижний предел частоты вращения большинства двигателей составляет 8—16 об/мин у двигателей с малым крутящим моментом (3—20 Н-м) и 2— 3 об/мин у двигателей с большим крутящим моментом (более 100 Н-м).

При применении гидроприводов конструктивно просто решается задача защиты машины от перегрузок. Благодаря тому, что передача энергии производится по трубопроводам, гидросистемы обладают хорошими коммутационными качествами.

Высокие модуль упругости рабочей жидкости и герметичность гидроагрегатов обеспечивают гидросистеме механическую жесткость по отношению к нагрузке (минимальную податливость выхода под нагрузкой), а также допускают неограниченную по времени работу при минимальных скоростях, сохраняя при этом постоянство заданных характеристик зависимости скорости от нагрузки. Кроме того, гидросистема обеспечивает высокую позиционную точность реверсирования. Так, у силового органа металлорежущего станка точность реверсирования при применении гидропривода может быть доведена до 0,01 мм.