3.7. Гидростатические машины и механизмы

Свойство гидростатического давления, создаваемого в одной точке покоящейся жидкости, передаваться одинаково всем остальным точкам (закон Паскаля) широко используется при конструировании различных гидравлических установок.

В частности, на этом законе основана работа гидравлических прессов, аккумуляторов, повысителей давления (мультипликаторов), гидравлических подъемников, тормозных систем и других устройств. В задачу нашего курса не входит изучение всего многообразия применяющихся гидравлических устройств. Поэтому рассмотрим лишь отдельные примеры гидростатических механизмов.

Рис.3.21

Гидравлический пресс состоит из двух цилиндров (рис.3.21) с поршнями, площади которых равны ω₁ и ω₂. Если на поршень малого цилиндра действует сила Р₁, то внутри жидкости создается давление . Это давление согласно закону Паскаля передается всем точкам жидкости, в том числе и поршню с сечением ω

2. Сила Р₂ = р ω₂ или

Таким образом, за счет увеличения площади поршня большого цилиндра по сравнению с малым получается выигрыш в силе. В работе получается проигрыш, т.к. еще затрачивается работа на преодоление сил трения. Гидравлический пресс – это своего рода «гидравлический» рычаг по аналогии с механическим. к.п.д. пресса находится в пределах ŋ=0,80…0,85. Давление рабочей жидкости в приводах прессов достигает 1000…1200 ат.

Гидравлический аккумулятор – устройство, служащее для накопления потенциальной энергии жидкости. Основным его назначением является аккумулирование гидравлической энергии в периоды пауз в ее потреблении (прессами или различного рода подъемниками), которая потом используется при включении их в работу.

Применение гидроаккумуляторов дает возможность ограничивать мощность насосов величиной средней мощности потребителей гидравлической энергии или же, в системах с эпизодическим действием, обеспечить перерывы в работе насосов.

Особое преимущество аккумуляторы имеют в гидросистемах с эпизодическими большими пиками расхода, которые в некоторых случаях во много раз превышают средний расход жидкости в системе. энергия, накопленная в аккумуляторе, может быть отдана в очень короткое время, поэтому аккумулятор может кратковременно развить большую мощность.

Аккумуляторы применяют также в машинах, в которых необходимо обеспечить компенсацию утечек при длительной выдержке изделия под давлением. К подобным случаям относятся формовка и вулканизация изделий из каучука, прессование деталей из пластмасс и пр.

Кроме того, аккумулятор служит аварийным источником энергии, компенсатором утечек, гасителем гидравлических ударов.

В практике машиностроения применяют в основном газовые (пневматические), грузовые и пружинные аккумуляторы (рис.3.22).

Рис.3.22

Максимальное давление, которое получают в машиностроении с помощью насосов, обычно не превышает 700 ат. Для получения более высоких давлений обычно применяют повысители давления (мультипликаторы), что особенно целесообразно в тех случаях, когда необходимо развить большие давления при малых расходах жидкости.

В прессах распространены мультипликаторы, повышающие давление насоса от 210…350 до 1100 ат. К.п.д. подобных мультипликаторов находится в пределах 0,94…0,96.

Коэффициент усиления мультипликатором, под которым понимают отношение выходного давления к входному, находится в пределах 1000:1. Так, существуют парогидравлические мультипликаторы, которые повышают давление от 7 до 6000 ат.

Наиболее распространенная схема мультипликатора представлена на рис.3.23.

Рис.3.23

Давление p₁ подводится в цилиндр 1, внутрь которого входит подвижный полый цилиндр 2 весом G и диаметром D. Цилиндр скользит по неподвижному плунжеру 3 диаметром d, канал которого отводит жидкость под повышенным давлением p_2.

Гидростатические машины – Технарь

Гидравлический пресс. Согласно закону Паскаля, внешнее давление р₀, приложенное к свободной поверхности жидкости в замкнутом сосуде, передается в любую точку жидкости без изменения. Передача силы давления возможна наверх, вниз, вокруг узлов, а также на большие дистанции, а также возможно управление направлением силы давления и движения.

На этом законе основано действие гидравлического пресса, также гидроприводов любых машин и станков. Принцип действия гидравлического пресса используют также в гидравлических домкратах, которые служат для подъема грузов.

Гидравлический пресс (рис. 84) состоит из рычага 1, большого цилиндра 3, в котором движется поршень диаметром D и малого цилиндра 2, в котором движется поршень диаметром d. Малый цилиндр 2 соединен с насосом, с помощью которого в большой цилиндр 3 накачивается рабочая жидкость, обычно масло. Поршень малого цилиндра 2 приводится в движение с помощью рычага второго рода с плечами, а и Ь.

Если приложить к концу рычага силу F, то на малый поршень d и, значит, на жидкость под ним будет действовать некоторая сила F₁. Величина этой силы по закону рычага второго рода равна:

F₁ = F (Ь/а),

а давление р, созданное в жидкости, от малого поршня:

р = 4F₁/πd²,

πd²— сечение малого поршня s₁.

Это давление через насос и соединительный трубопровод по закону Паскаля передается, как внешнее, на большой поршень, причем сила F₂, действующая на большой поршень:

F₂ = F (b/а) (D/d)².

Фактическая сила, сжимающая груз, вследствие трения в системе будет несколько меньшей. Это учитывается введением в формулу КПД пресса:

F₂ = ηF (b/a) (D/d)²,

где η — коэффициент полезного действия, равный 0,8÷0,85.

Гидравлические аккумуляторы в гидросхемах станков предназначены для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением. Применение гидравлических аккумуляторов необходимо:

• когда в системе гидропривода в течение коротких периодов времени необходим большой расход жидкости, превышающей подачу насоса;
• при неработающем насосе, когда накопленная потенциальная энергия аккумулятора используется для обеспечения кратковременной работы силового органа, например, в устройствах управления или для создания определенной силы для зажима заготовки и т. п.

Применение гидравлических аккумуляторов в системе гидропривода при периодическом неравномерном расходе жидкости позволяет уменьшить расчетную мощность насоса и повысить КПД привода в целом. Мощность, развиваемая гидродвигателями (например, гидроцилиндрами), часто превышает при применении аккумулятора установленную мощность насоса в 15—20 раз. Существуют гидроаккумуляторы:

• грузовые с упругим корпусом;
• пневмогидроаккумуляторы без разделителя, с разделителем;
• мембранный пневмогидроаккумулятор;
• балонный пневмогидроаккумулятор.

Гидростатические системы и компоненты

Мы являемся торговым и техническим представителем Hyprostatik Schonfeld GmbH из Гёппингена, Германия. Контроллер потока Hyprostatik PM и гидростатические компоненты используются в более чем 4000 различных типов прецизионных станков и компонентов, включая шлифовальные станки, измерительные машины, высокоскоростные станки, токарные станки с ЧПУ, обрабатывающие центры и фрезерные станки, а также большие подшипники. и шпиндели.

Hyprostatik может разработать гидростатическую систему практически для любой конструкции машины. Полная гидростатическая система от Hyprostatik использует регулятор расхода PM и технические спецификации и инструкции для ряда стратегически расположенных карманов, которые машиностроительные станки встраивают в движущиеся поверхности машины. Такие переменные, как площадь поверхности кармана, вязкость масла, давление насоса и управление потоком, учитываются при проектировании для определенного размера зазора, грузоподъемности и требований к жесткости.

В гидростатической системе используется то же масло, что и в гидравлической системе машины. В гидростатической системе используется очень мало масла, а система сбора, встроенная в машину, рециркулирует небольшое количество накапливающегося масла через систему фильтрации масла. Контроллер PM-Flow поддерживает постоянное давление масла в гидростатических путях, необходимое для поддержания нагрузки, независимо от напряжения при шлифовании или резании, веса заготовки или ее местоположения.

Рабочий лист гидростатического применения

Загрузите лист данных в формате PDF для рабочего листа гидростатического применения

Подробности PDF (240.010)

Гидростатические направляющие

– Очень низкое трение, отсутствие трения при позиционировании – Возможно движение 0,1 мкм – Отсутствие реверсивного люфта силы трения

Подробности PDF (240.310)

Направляющая гидростатического линейного двигателя

Контроллер потока PM позволяет машиностроителям легко интегрировать специальные гидростатические системы как в новые, так и в существующие машины.

Подробности PDF (240.320)

Применение: направляющая гидростатического линейного двигателя

Линейные двигатели используются на высокоскоростных станках с высоким ускорением и скоростью скольжения. Для направляющих с линейными двигателями компания HYPROSTATIK разработала гидростатические направляющие, которые не изнашиваются, имеют отличные характеристики демпфирования, высокую жесткость и значительно меньшее трение по сравнению с шариковыми или роликовыми рельсами.

Подробности

Гидростатические поворотные столы

Пример применения станка для шлифования стекла, используемого в Zeiss.

Подробности PDF (240.350)

Гидростатические ходовые винты

– скорость, сравнимая со скоростью линейного двигателя – Очень низкое трение при обработке, практически полное отсутствие трения во время позиционирования – Возможны шаги в диапазоне 0,1 мкм – Отсутствие люфта при изменении направления

Подробности PDF (240. 420)

Сравнение: гидростатические ходовые винты, линейные двигатели и шарико-винтовые передачи

Конструктивные ограничения и проблемы в применении шарико-винтовых передач привели к разработке линейных двигателей и неизнашиваемых гидростатических ходовых винтов. В В этой статье мы представляем гидростатическую систему ходового винта от HYPROSTATIK. Schönfeld GmbH и сравнить его технические характеристики с линейными приводами. и шарико-винтовые пары.

Подробности

Гидростатические универсальные подшипники

– без трения даже при малых оборотах – Передает минутное вращательное движение – Отсутствие люфта при изменении направления – Эффект проскальзывания устранен

Подробности PDF (240.430)

Гидростатические центральные подшипники

– Только один радиальный подшипник – Момент и осевые силы воспринимаются осевым подшипником – Встроенный зажимной поршень и ротационное масляное соединение для гидравлической цанги. Зажимной поршень приводится в действие гидростатическим маслом и освобождается пружинами. – Чрезвычайно минимальное трение (приводит к минимальному нагреву во время непрерывной работы и большему приводному усилию двигателя, прикладываемому к заготовке).

Подробности PDF (240.435)

Гидростатические шлифовальные шпиндели

Радиальный диаметр: 24 мм Максимальная скорость: 35 000 об/мин Максимальная радиальная нагрузка: 800 Н Радиальная жесткость: 70 Н/мкм Мощность насоса и трения: 0,58 кВт при 35 000 об/мин

Подробности PDF (240.502)

Гидростатические шлифовальные шпиндели со встроенными двигателями

– При очень низком трении шпиндель нагревается незначительно. Почти вся мощность двигателя достается заготовка. – Вырабатываемое тепло немедленно отводится из области шпинделя вместе с маслом и охлаждается в чиллере. – Отсутствие вибрации от подшипников качения для чрезвычайно плавной работы. – Отличное гашение вибрации во время процесса шлифования, что обеспечивает превосходную чистоту поверхности и точность обрабатываемой детали. Кроме того, шлифовальные круги дольше остаются острыми.

Подробности PDF (240.510)

Системы гидростатических шлифовальных шпинделей из CBN

Это пример гидростатического шпинделя, предназначенного для высокоскоростного шлифования шлифовальными кругами из CBN. Небольшой диаметр подшипника в сочетании с высокой поверхностной скоростью позволяет использовать круги из CBN даже для поднутрений распределительных валов.

Подробности PDF (240.520)

Гидростатические шпиндели токарного станка

– При очень низком трении шпиндель нагревается незначительно. Почти вся мощность двигателя достается заготовка. Вырабатываемое тепло немедленно выводится из области шпинделя вместе с маслом и охлаждается в чиллере. – Отсутствие вибрации от подшипников качения для чрезвычайно плавной работы. – Отличное гашение вибрации во время процесса шлифования, что обеспечивает превосходную чистоту поверхности и точность обрабатываемой детали. Кроме того, шлифовальные круги дольше остаются острыми.

Подробности PDF (240.590)

Самоходные гидростатические машины | ILF

Самоходные гидростатические машины
ILFASPEN KOMMUNALALPHA ATHENA

Самоходные машины

Ассортимент самоходных гидростатических машин ILF был разработан в первую очередь для профессионального ухода за большими открытыми территориями, например, для очистки краев дорог и обслуживания водопроводных сетей или речных бассейнов. Эти машины Energreen оснащены прочными телескопическими стрелами с рабочим расстоянием от 18 и 55 футов , на которых можно применять различные профессиональные орудия для озеленения и дорожного хозяйства, мелиорации зеленых и лесных массивов, зимника, землеройных и железнодорожных работ. Гидростатические самоходные машины ILF были созданы в попытке внедрить ИННОВАЦИОННЫЙ МЕТОД РАБОТЫ. Это стало возможным благодаря методичному и постоянному вниманию к профессиональным пользователям и их потребностям, предлагая им продукт, отвечающий требованиям качества, безопасности, комфорта и производительности.

• Безопасность и комфорт

  – Омологированная кабина FOPS-ROPS
  – Панорамное ветровое стекло повышенной видимости
  – Превосходная эргономика работы
  – Контроль устойчивости м, где, кроме классической режущей головки, можно установить различное навесное оборудование для ухода за зелеными насаждениями дорог, рек, зеленых и лесных массивов, для зимних дорожных, землеройных и железнодорожных работ.

• + Производительность

  – Работа в обоих направлениях движения
  – Маневренность на любых грунтах
  – Несколько навесных устройств одновременно

• Качество

  – Усиленная рама из специальной стали –1 и Сертифицированные компоненты

  –9 проверенные двигатели Tier 4f
  – Гидростатическая трансмиссия HEAVY DUTY

• Безопасность и комфорт

  – Омологированная кабина FOPS-ROPS
  – Панорамное ветровое стекло повышенной видимости
  – Отличная эргономика работы
  – Контроль устойчивости

• Многофункциональный

  Energreen производит прочные телескопические стрелы с рабочим расстоянием от 18 до 55 футов, на которые, помимо классической режущей головки, можно установить различные приспособления для ухода за зелеными насаждениями. на дорогах, реках, зеленых и лесных массивах, для зимнего обслуживания дорог, землеройных и железнодорожных работ.

• + Производительность

  – Работа в обоих направлениях движения
  – Маневренность на любых грунтах
  – Больше применимого оборудования одновременно

• Качество

  – Усиленная рама из специальной стали
  – Сертифицированные компоненты
  – Мощные и проверенные двигатели Tier 4f
  – Гидростатические трансмиссии HEAVY DUTY 910113

  3

  Новинка!

  
  Самоходная машина

  ILF Alpha — это профессиональная косилка, которая благодаря своим инновационным технологиям обеспечивает беспрецедентную производительность, большую гибкость и оптимальную эксплуатационную безопасность. Машина оснащена телескопической стрелой, на которой помимо классического мульчера можно использовать различные навесные приспособления.

  Смотреть видео

  ILF Alpha

  Новинка!

  
  Самоходная машина

  ILF Alpha — это профессиональная косилка, которая благодаря своим инновационным технологиям обеспечивает беспрецедентную производительность, большую гибкость и оптимальную эксплуатационную безопасность.