Гидравлические передачи

Гидравлические передачи — совокупность гидравлических механизмов, позволяющая передавать энергию от ведущего элемента ведомому. В зависимости от принципа действия гидропередачи бывают гидродинамические и объемного действия (гидростатические).

Гидродинамические передачи не имеют жесткой связи между входным и выходным звеньями. Для передачи энергии выходному звену (например, валу турбины) используется кинетическая энергия жидкости, приведенной в движение насосным колесом, вал которого приводится во вращение от вала двигателя непосредственно или через механическую передачу.

На СБМ и СБКМ применяют гидропередачу объемного действия (объемный гидропривод), которая состоит из объемного насоса (ведущее звено) и объемного гидродвигателя (одного или нескольких). Такие передачи приводят в движение механизмы посредством рабочей среды (рабочей жидкости) под давлением и обеспечивают жесткую связь между входным и выходным звеньями, передавая создаваемое насосом давление гидродвигателю (гидроцилиндру) через рабочую жидкость как промежуточное тело, которое перемещается в замкнутом пространстве.

Преимущества гидравлических передач по сравнению с механическими: независимость расположения сборочных единиц и возможность их компоновки в любом месте машины; простота преобразования вращательного движения в поступательное, при этом обеспечивается достаточная величина перемещения; фиксация рабочего органа и регулирование скорости его перемещения; создание больших передаточных чисел (чем больше насос и гидродвигатель, тем большее число реализуется гидропередачей); несложность регулирования скоростей и усилий исполнительных механизмов, что достигается применением дроссельных устройств, и реверсирования движений исполнительных механизмов за счет применения устройств, изменяющих направление подачи жидкости к гидродвигателю; высокая компактность передачи и малая масса на единицу передаваемой мощности (особенно при больших давлениях); возможность предохранения гидропередачи и машины от перегрузок с помощью сравнительно простых предохранительных устройств (клапанов); возможность унификации элементов гидропривода (одни и те же насосы и гидродвигатели для различных модификаций машин).

Недостатки гидропередач: сложность форм трубопроводов, большие потери на трение жидкости в трубопроводах, ограничивающие скорость движения по ним, различные утечки, зависимость от температуры воздуха, растворимость воздуха в рабочей жидкости, Приводящая к нарушениям работы гидропривода.

Объемные гидропередачи бывают с поступательным или вращательным движением выходного звена; регулируемые, в которых скорость выходного звена гидродвигателя может регулироваться по заданной программе, и нерегулируемые; с замкнутой циркуляцией, в которых рабочая среда от гидродвигателя поступает во всасывающую гидролинию насоса, и разомкнутой, когда жидкость от гидродвигателя поступает в гидробак.

На СБМ и СБКМ применяют объемные гидропередачи с поступательным движением выходного звена, регулируемые (с дроссельным регулированием) с разомкнутой циркуляцией.

Рис. 9. Принципиальная схема объемной гидропередачи с поступательным движением выходного звена:
1 — вал (входное звено); 2 — насос; линии: 3 — напорная, 5 — рабочие, 8 — сливная, 10 — дренажная, 11 — всасывающая; 4 — распределитель; 6 — исполнительный гидроцилиндр; 7 — шток (выходное звено); 9 — бак

Объемная передача (рис. 9) состоит из насоса 2, распределителя 4, гидродвигателя (гидроцилиндра) 6 и соединительных трубопроводов.

Вал (входное звено) 1 насоса 2 приводится во вращение от первичного двигателя через механическую передачу. Рабочая жидкость, поступающая в насос 2 из бака 9 по всасывающей линии 11 под давлением, по напорной линий 3 через распределитель 4 и одну из рабочих линий 5 поступает в гидродвигатель 6. Под действием рабочей жидкости, преодолевая внешнее сопротивление, поршень вместе с выходным звеном 7 (штоком) приводит в движение исполнительный механизм. При этом рабочая жидкость из противоположной полости гидроцилиндра через вторую рабочую линию 5, распределитель 4, сливную линию 8 уходит в бак 9.

Конструкция гидрораспределителя 4 позволяет попеременно соединять любой из трубопроводов рабочих линий 5 с напорной 3 и сливной 8 линиями, изменять направление движения выходного звена 7, останавливать его в промежуточном положении и запирать входы в оба трубопровода линий 5, регулировать количество рабочей жидкости, поступающей в рабочие линии 5, изменяя скорость движения выходного звена 7. При запирании линий 5 распределитель соединяет напорную линию 3 и сливную 8, разгружая непрерывно вращающийся и подающий рабочую жидкость насос 2.

В рассмотренной передаче не описаны некоторые используемые дополнительные устройства, например предохранительные клапаны, ограничивающие максимальную величину давления в гидропередаче, гидрозамки, запирающие жидкость в полостях гидроцилиндра при его фиксации в определенном положении, и др., которые будут рассмотрены при рассмотрении схем гидропередач конкретных машин.