Протокол работы гидропривода

Задача 1

Постановка задачи	Трап самолета установлен на автомобиле. Подъем трапа осуществляется посредством гидропривода, исполнительным механизмом которого является цилиндр одностороннего действия. При транспортном положении трап должен быть опущен.

Задание

Рассмотреть варианты применения различных распределителей для подъема трапа для случаев использования гидроцилиндров одностороннего и двустороннего действия. А) Гидропривод с гидроцилиндром одностороннего действия (применить 2/2-распределитель с фиксацией рабочих позиций и 3/2-распределитель с пружинным возвратом, а также 4/2-распределитель). Б) Гидропривод с гидроцилиндром двустороннего действия (применить 4/2 и 4/3 распределители). Начертить принципиальные гидравлические схемы привода мобильного трапа. Нанести цифровые и буквенные обозначения элементов и каналов на схемах. Обосновать принятые решения и пояснить работу гидросхем.

Задание А.

а) Преподаватель располагает на доске условные графические обозначения элементов гидропривода.

б) К доске вызывается обучающийся, который должен провести линии связи между УГО отдельных элементов, т.е. получить принципиальные схемы.

Вопрос:Возможна ли фиксация поршня в промежуточных положениях?

Ответ: Возможна, если остановить приводной двигатель насоса при выдвижении штока гидроцилиндра. При работающем насосе возможны только крайние нижнее и верхнее положения.

Особенность замены 2/2 распределителя с фиксацией рабочих позиций на 3/2-распределитель с пружинным возвратом: для удержания штока цилиндра в верхнем положении требуется удерживать распределитель постоянно включенным.

в) Гидравлическая принципиальная схема привода подъема трапа с применением 3/2 и 4/2 распределителей.

Замена 3/2 гидрораспределителя на 4/2 распределитель с одним заглушенным каналом применяется в гидросистемах из соображений унификации используемой элементной базы, а также при проведении экстренных ремонтных работ при отсутствии распределителя 3/2.

Задание Б.

При использовании 4/2 распределителей для управления гидроцилиндрами двустороннего действия, шток последнего может занимать крайнее выдвинутое или крайнее втянутое положение (рис. а).

4/3 распределители обычно используются в тех случаях, когда выходное звено исполнительного механизма необходимо остановить в промежуточном положении (рис. б, в). В распределителях с фиксацией рабочих позиций (рис. б) вывод распределителя в нейтральную позицию осуществляется вручную, а в распределителях с центрирующими пружинами (рис. в) распределитель устанавливается в нейтральную позицию автоматически при отпускании ручки управления.

Сравнение мощности, потребляемой гидравлическим приводом при использовании 4/3 распределителей без разгрузки насосной станции (рис. б) и с разгрузкой (рис. в).

Дано:

Производительность насоса - Q = 3,5 л/мин

Рабочее давление p = 40 бар;

Общий КПД h = 0.73

Потребляемая мощность W_потр , Вт, определяется по формуле:

W_потр= W_гидр / h = p Q / h

Рис. б. При использовании 4/3-распределителя с запертой напорной линией в средней позиции (привод без разгрузки насосной станции) давление в системе составляет 40 бар (давление настройки переливного клапана 0.7).

Пренебрегая перетечками внутри насоса, можно считать, что вся подаваемая им жидкость сливается через переливной клапан.

Таким образом, получаем:

W_потр = 40 ×10⁵ (Н/м²) × 3,5 ×10^-3 (м³/60 сек)/ 0,73 = 319 Вт

Рис. в.При использовании 4/3-распределителя с разгрузкой в средней позиции падение давления на распределителе составляет около 6 бар.

В этом случае:

W_потр = 6 ×10⁵ (Н/м²) × 3,5 ×10^-3 (м³/60сек) /0,73 = 47,9 Вт

Вывод:С целью экономии энергии следует стремиться к организации безнапорной работы насоса в холостом режиме.

Управление положением выходного звена

исполнительного механизма

Цель работы

Приобретение навыков чтения принципиальных гидравлических схем. Закрепление знания типов и наименований запорной и направляющей гидроаппаратуры.

Задача 2

Постановка задачи	Объемный гидропривод посредством гидроцилиндра приводит в действие крышку люка вентиляционного ствола шахты. Максимальное давление в системе составляет 60 бар. Дублирующим устройством на случай прекращения электропитания насосной установки служит гидроаккумулятор. Вследствие тяжелых условий эксплуатации предусмотрено периодическое взятие пробы рабочей жидкости на анализ в мерную емкость.
Задание	Проанализировать работу гидропривода. Составить спецификацию элементов. Объяснить обозначения гидроаппаратов. Заполнить приведенный протокол работы объемного гидропривода согласно указанным позициям гидроаппаратов. Отметить позиции, при которых происходит срабатывание аккумулятора и его зарядка рабочей жидкостью, а также отбор пробы рабочей жидкости.

Заполнить протокол работы гидропривода:

№ позиции
Гидроаппарат	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.
Распределитель 1.1	b	b	b	b			а	а	а
Запорный кран 1.2	Закр.	Откр.	Закр.	Закр.	Откр.	Откр.	Откр.	Закр.	Откр.
Запорный кран 1.5	Закр.	Закр.	Откр.	Закр.	Закр.	Откр.	Закр.	Откр.	Откр.
Запорный кран 2.1	Закр.	Откр.	Закр.	Откр.	Откр.	Закр.	Откр.	Откр.	Закр.
Запорный кран 2.2	Закр.	Откр.	Закр.	Закр.	Закр.	Откр.	Закр.	Откр.	Откр.
Запорный кран 2.5	Закр.	Откр.	Откр.	Закр.	Закр.	Закр.	Закр.	Откр.	Закр.
Гидроцилиндр 1.0	Внизу	Внизу	Вверху
Мерная емкость		?
Манометр Р1, бар
Манометр Р2, бар	?
Манометр Р3, бар
Манометр Р4, бар
Линия Т
Линия Т1
Линия Т2

Примечания

• Каждая позиция рассматривается при условии, что насос работает, аккумулятор заряжен, гидроаппараты герметичны;
• Значок «0» означает, что течения в линии нет; значок «1» - течение в линии есть, значок «?» - позиция однозначно не определена;
• Для мерной емкости значок «0» означает опорожнение, значок «1» - заполнение.

Решение 1

Спецификация гидроаппаратов
№ позиции	Наименование
0.1	Гидравлический агрегат
0.2	Переливной клапан ( 60 бар )
0.3	Обратный клапан
1.0	Гидроцилиндр одностороннего действия
1.1	Гидрораспределитель 4/3 с ручным управлением
1.2	Запорный шаровой кран
1.3	Обратный клапан
1.4	Гидроаккумулятор
1.5	Запорный шаровой кран
2.0	Мерная емкость для отбора пробы
2.1	Запорный шаровой кран
2.2	Запорный шаровой кран
2.3	Обратный клапан
2.4	Обратный клапан
2.5	Запорный шаровой кран
Р1 - Р4	Манометр (4 шт.)

Комментарий к спецификации:

1. Все гидроаппараты, относящиеся к гидроагрегату, имеют обозначение группы «0»;

2. Гидроаккумулятор с принадлежащим ему краном 1.5 располагается на гидравлической линии, ведущей к гидроцилиндру (группа «1»), поэтому имеет обозначение 1.4;

3. Гидроаппараты, расположенные на гидравлических линиях, служащих для отбора проб, имеют обозначение группы «2»;

4. Манометры обозначены как независимые приборы контроля.

Протокол работы гидропривода

№ позиции
Гидроаппарат	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.	Поз.
Распределитель 1.1	b	b	b	b			а	а	а
Запорный кран 1.2	Закр.	Откр.	Закр.	Закр.	Откр.	Откр.	Откр.	Закр.	Откр.
Запорный кран 1.5	Закр.	Закр.	Откр.	Закр.	Закр.	Откр.	Закр.	Откр.	Откр.
Запорный кран 2.1	Закр.	Откр.	Закр.	Откр.	Откр.	Закр.	Откр.	Откр.	Закр.
Запорный кран 2.2	Закр.	Откр.	Закр.	Закр.	Закр.	Откр.	Закр.	Откр.	Откр.
Запорный кран 2.5	Закр.	Откр.	Откр.	Закр.	Закр.	Закр.	Закр.	Откр.	Закр.
			Авар. режим	Проба РЖ		Авар. режим		Заряд аккум.	Заряд аккум.
Гидроцилиндр 1.0	Внизу	Внизу	Вверху	Внизу	Вверху	Вверху	Вверху	Вверху	Вверху
Мерная емкость		?	?
Манометр Р1, бар
Манометр Р2, бар	?
Манометр Р3, бар
Манометр Р4, бар
Линия Т
Линия Т1
Линия Т2
Линия Т3

Выводы:

Позиция №3 и №6 – открытие крышки с помощью аккумулятора.

Позиция №8 и №9 – открытие крышки и зарядка аккумулятора РЖ.

Позиция №4 – отбор пробы РЖ.

При выполнении задания рекомендуется заполнение таблицы проводить в подгруппах, например 1-я подгруппа – все четные позиции, 2-я подгруппа – все нечетные, 3-я подгруппа – позиции со 2 по 6 и т.д.

Дополнительно рассмотреть ситуацию, при которой в позиции № 9 происходит отключение электроэнергии, т.е. привода насоса.

Очевидно, что крышка люка останется открытой, т.к. утечки через насос не будет благодаря обратному клапану 0.3, а давление в гидроцилиндре будет поддерживать аккумулятор.