Ручний та електричний привід. Гідравлічний привід.

Ручний привід

Ручний привід застосовується в основному в невеликих вантажопідйомних машинах: лебідках, домкратах і талях.

Для приводу механізму в рух застосовуються: приводний рукоятка, перетворююча круговий рух руки в обертальний рух приводного вала; нескінченна ланцюг, перетворююча прямолінійний рух руки в обертальний приводного колеса; важіль, зворотно-поступальні рухи якого перетворюються в обертальний або поступальний.

При тривалій роботі зусилля, що прикладається до рукоятки ручного приводу, не повинно перевищувати 16-20 кГ. При нетривалій роботі зусилля може бути в 2-3 рази більше.

Управління машиною може здійснюватися машиністом (оператором), включає і вимикає прилади управління, або ж автоматично за закладеною в систему заздалегідь складеною і записаної на перфоленту програмі. У цьому випадку зчитувальний пристрій виробляє машини виключення і включення пускових пристроїв. В необхідних випадках застосовують дистанційне керування машинами за допомогою сигналів, переданих по дротах або радіо.

По джерелу енергії системи управління поділяються на механічну, пневматичну, гідравлічну і електричну. Можуть бути і комбіновані системи управління.

По конструктивному виконанню системи управління бувають безпосередньої дії і з підсилювачем (сервоприводом).

У першій управління проводиться під дією зусилля, прикладеного машиністом до важеля або педалі, пов'язаної з вимикає або гальмівним пристроєм механізму за допомогою механічного або гідравлічного передачі.

В системі управління з підсилювачами основну роботу по включенню і виключенню механізмів здійснюють пристрої, що використовують сторонні джерела енергії: з механічним, електричним, гідравлічним або пневматичним приводом. Машиніст при цьому виконує операції включення або виключення спеціальних пристроїв керування з зусиллями і переміщеннями незрівнянно меншими, ніж потрібно було б при безпосередньому впливі.

Електричний привід

Електропривод — це електромеханічна система для приведення в рух виконавчих механізмів робочих машин і керування цим рухом в цілях здійснення технологічного процесу.

Сучасний електропривод — це сукупність електромашин, апаратів і систем керування ними. Він є основним споживачем електричної енергії (до 60 %) і головним джерелом механічної енергії в промисловості.

Найефективнішим способом економії енергії на всіх виробництвах, де потрібне регулювання продуктивності механізмів на базі електродвигунів змінного струму є застосування регульованого електроприводу змінного струму. Впровадження такого електроприводу на механізмах з квадратичним навантаженням (насосів, вентиляторів, повітродувок) дозволяє відмовитися від дроселювання і досягти економії електроенергії в 30-70 %.

Види електроприводів

• Нерегульовані, прості, призначені для пуску і зупинки двигуна, що працюють в одношвидкісному режимі.

• Регульовані, призначені для регулювання частоти обертання і керування пуском і гальмуванням електродвигуна для заданого технологічного процесу.

• Неавтоматизовані

• Автоматизовані

Гідравлічний привід

Гідропри́ вод (гідравлі́ чний при́ вод) (рос. гидропривод, нім. hydraulic power drive, нім. hydraulischer Antrieb m, Hydraulikanlage f) — сукупність гідравлічної апаратури і гідроліній для приведення в дію робочих органівмашин та механізмів за допомогою потенціальної енергії рідини, що перебуває під тиском. При цьому енергія передається за допомогою переміщення окремих об'ємів рідини.

Гідропривод є свого роду «гідравлічною вставкою» між приводним двигуном і навантаженням (машиною або механізмом) та виконує ті ж функції, що і механічні передачі (редуктор, пасова передача, кривошипний механізм тощо).

Структура гідроприводу

Базовими елементами гідроприводу є гідромашини (енергоперетворювачі): насос і гідродвигун. Насос є джерелом гідравлічної енергії, а гідродвигун — її споживачем, тобто перетворює гідравлічну енергію в механічну.

Управління рухом вихідних ланок гідродвигунів здійснюється або за допомогою регулювальноїгідроапаратури: дроселів, гідророзподільників, клапанів тощо, або шляхом регулювання самого гідродвигуна і/чи насоса.

Також, обов'язковою складовою частиною гідроприводу є гідролінії — жорсткі та гнучкі трубопроводи якими рідина під тиском переміщається у гідросистемі.

Для підтримання роботи гідроприводу у переважній більшості гідросистем встановлюється допоміжна апаратура: масляні фільтри, системи охолодження, гідроакумулятори, гідробаки та ін.

Для контролю за роботою гідроприводу використовують контрольно-вимірювальні прилади: манометри, витратоміри, термометри тощо.

Робоча рідина в гідроприводі є одночасно носієм енергії і змащенням. При цьому вона зазнає впливу високих тисків, швидкостей і температур. Крім того, рідина повинна бути нейтральною до матеріалів, пожежобезпечною і нетоксичною. Значною мірою ці вимоги задовольняють мінеральні оливи і синтетичні рідини на кремнійорганічній основі. На сьогодні як робочі рідини об'ємних гідроприводів, що використовуються в загальному машинобудуванні, застосовуються мінеральні оливи: індустріальні (И-20, И-30, И-50)[1], турбінні, веретенні тощо.

Види гідроприводів

Принципова гідравлічна схемагідроприводу обертального руху з розімкненою (вгорі) і замкнутою циркуляцією (внизу) рідини

За принципом роботи гідроприводи бувають об'ємними (гідростатичними), гідродинамічними і змішаними:

• у гідродинамічних приводах використовується в основному кінетична енергія потоку рідини;

• у об'ємних гідроприводах використовується потенційна енергія тиску робочої рідини;

• у змішаних гідроприводах поєднуються властивості перших двох видів.

За характером руху вихідної ланки гідродвигуна гідравлічні приводи поділяються на:

• гідроприводи обертального руху (гідродвигуном служить гідромотор);

• гідроприводи поступального руху (гідродвигуном служить у переважній більшості гідроциліндр);

• гідроприводи поворотного руху (гідродвигуном служить поворотний гідродвигун).

За схемою циркуляції рідини у приводі:

• гідропривод із замкнутою схемою циркуляції, у якому робоча рідина від гідродвигуна одразу повертається у всмоктуючу гідролінію насоса;

• гідропривод з розімкненою системою циркуляції, у якому робоча рідина знаходиться у гідробаку і постійно контактує атмосферою.

Гідропривод із замкнутою циркуляцією робочої рідини компактний, має невелику масу і допускає велику частоту обертання ротора насоса без небезпеки виникнення кавітації, оскільки в такій системі у всмоктуючій лінії тиск завжди вищий за атмосферний. До недоліків слід віднести погані умови для охолодження робочої рідини, а також необхідність зливу робочої рідини та заповнення гідросистеми при заміні або ремонті гідроапаратури.

Переваги розімкненої схеми — хороші умови для охолодження і очищення робочої рідини. Проте такі гідроприводи громіздкі і мають велику масу, а частота обертання ротора насоса обмежується швидкостями руху робочої рідини, що допускаються (з умов безкавітаційної роботи насоса), у всмоктуючому трубопроводі.

За можливостями і видом регулювання гідропривод може бути нерегульованим і регульованим, останній у свою чергу буває:

• об'ємного регулювання;

• дросельного регулювання.

За задачами регулювання, гідроприводи бувають:

• стабілізаційні;

• слідкувальної дії;

• програмного керування.

Переваги гідроприводів

Значне поширення гідроприводів у різних галузях зумовлюється низкою істотних переваг, до яких у першу чергу належать:

• можливість одержання великих сил та обертальних моментів при порівняно малих розмірах та масі гідродвигунів;

• передача великих потужностей при малій масі гідроприводу;

• плавність рухів вихідних ланок;

• можливість безступінчастого регулювання швидкості у широкому діапазоні;

• мала інерційність;

• простота керування та автоматизації;

• висока експлуатаційна надійність та стійкість до перевантажень;

• простота реалізації основних видів рухів: обертального, зворотно-поступального і зворотно-поворотного.

Недоліки гідроприводів

При незаперечних високих якостях гідравлічного приводу слід відзначити і властиві йому недоліки:

• гідроприводи поступаються електричним у відстані транспортування енергії від джерела до споживача та швидкості передачі командних сигналів;

• у гідроприводах актуальним є питанням забезпечення герметичності порожнин, що знаходяться під тиском;

• чутливість до в'язкості робочої рідини, котра у свою чергу залежить від температури;

• нижчий к.к.д. у порівнянні з механічними передачами у приводах.

Застосування гідроприводів

Гідропривод застосовується в нафтовидобувному обладнанні (гідропоршневі глибинні насосні установки, гідрокачалки, бурові установки тощо), гірничому машинобудуванні (прохідницькі та вугільні комбайни, щити для прокладання тунелів, механізоване кріплення гірничих лав та ін.), на транспортних, сільськогосподарських, дорожньо-будівельних, кар'єрних та інших машинах.

Верстатобудівна галузь належить до тих галузей, де гідравлічні приводи використовуються традиційно, а саме: у металорізальних верстатах та ковальсько-пресовому обладнанні гідропривод використовується для здійснення як головних, так і допоміжних рухів і приводу робочих органів технологічних машин та роботів-маніпуляторів, затискних, фіксуючих, транспортних пристроїв.

Широко застосовують гідроприводи в літальних та підводних апаратах.

Самостійне вивчення №4