Простейший рабочий цикл гидропривода, содержащий два гидродвигателя А и В, имеет вид: А+; В+; А-; В-.
В качестве гидродвигателей А и В могут применяться гидроцилиндры (гидродвигатели возвратно-поступательного действия) и гидромоторы (гидродвигатели вращательного действия).
Здесь и в дальнейшем следует иметь в виду, что для простоты речь идёт о гидроприводе и гидроагрегатах с пневматическим струйным управлением. Однако для пневмопривода все рассуждения и выводы являются аналогичными. Принципиальная схема гидропривода для реализации указанного цикла представлена на рисунке 3.1 (А – гидроцилиндр, В – гидромотор).
Рис. 3.1 Базовая принципиальная схема гидропривода
На рисунке 3.1 показаны: 1 – гидроцилиндр с односторонним штоком (ГЦ с ОШ); 2 – реверсируемый гидромотор (ГМ); 3 (Р1) – двухпозиционный гидрораспределитель с позициями прямого и обратного хода; 4, 6, 7 – устройство включения распределителя (усилитель управляющего сигнала УС1, УС2, УС3); 5 (Р2) – трёхпозиционный гидрораспределитель с нейтральной позицией; 8 – насос; 9 – предохранительный клапан; 10 – гидробак; 11 – путевы́е (коне́чные) выключатели; 12, 13, 14 – возвратные пружины.
Для пневмопривода насос и бак не нужны, а схема будет содержать только пневмодвигатели и пневмораспределители, к которым воздух подводится из заводской магистрали и выпускается в атмосферу или (для обеспечения экологических требований) в канализацию.
Устройства включения распределителей (поз. 4,6,7) в системах со струйным управлением представляют собой усилители давления пневматического управляющего сигнала, а в системах с электронным управлением – электромагниты. Эти устройства могут быть также гидравлическими, электрогидравлическими, механическими (кулачковыми).
В данной схеме рассматриваются струйные путевы́е выключатели (датчики положения) типа «трубка – трубка», которые при наличии заслонки, укреплённой на конце штока, в зоне действия выключателя выдают сигнал «0» в пневматический струйный контро́ллер (управляющее устройство, на схеме не показан). А при выходе конца штока из зоны действия датчика выдают сигнал «1».
Принцип действия гидропривода.
В исходном положении шток гидроцилиндра А втянут и его конец находится в зоне действия путевого датчика а1. Гидромотор В неподвижен. Будем считать, что вращательное движение гидромотора преобразуется в возвратно-поступательное с помощью кривошипно-кулисного механизма. Конец штока этого механизма в исходном положении находится в зоне действия путевого выключателя b1.
Насос 8 работает постоянно, при этом масло из гидробака 10 поступает в систему гидропривода. При превышении давления масла в гидроприводе срабатывает предохранительный клапан 9, открывая линию, по которой масло от насоса сливается в бак.
Для реализации первого такта (А+) на усилитель УС1 от пневматического струйного контро́ллера поступает дискретный сигнал «1», при этом распределитель Р1 смещается по схеме вправо, масло от насоса поступает (по стрелке) в поршневую полость гидроцилиндра А и его шток выдвигается с быстрой скоростью. Масло, которое находилось в што́ковой полости, сливается в бак (по стрелке). Конец штока доходит до путево́го датчика а2 и шток останавливается в крайнем правом положении. При этом от датчика а2 в контро́ллер поступает дискретный сигнал «0», которым запускается второй такт цикла. Сигнал «1» на усилителе УС1 продолжает присутствовать и шток цилиндра А удерживается в крайнем правом положении.
Второй такт (В+) реализуется следующим образом: на усилитель УС2 от контро́ллера поступает дискретный сигнал «1», распределитель Р2 смещается вправо (по схеме), масло от насоса поступает в гидромотор слева (по схеме) и гидромотор вращается по часовой стрелке с быстрой скоростью. Конец штока кривошипно-кулисного механизма доходит до путево́го выключателя b2 и сигнал «0» от него поступает в контро́ллер.
Третий такт (А–). Контроллер выдаёт управляющий сигнал «0» на усилитель УС2, который отключается и пружина 14 выталкивает золотник распределителя Р2 в нейтральное положение. Гидромотор останавливается. Одновременно контро́ллер выдаёт управляющий сигнал «0» на усилитель УС 1, который отключается и распределитель Р1 под действием пружины 12 возвращается в исходное положение. Масло от насоса поступает в што́ковую полость гидроцилиндра А и шток цилиндра втягивается с быстрой скоростью, при этом масло из поршневой полости сливается в маслобак. Конец штока доходит до датчика a1 и от него сигнал «0» поступает в контро́ллер.
Четвёртый такт (В–). Контроллер выдаёт управляющий сигнал «1» на усилитель УС3, при этом распределитель Р2 смещается влево, масло через него поступает в гидромотор В справа, и гидромотор вращается против часовой стрелки с быстрой скоростью. При этом масло, проходя через гидромотор, сливается в бак. Шток кривошипно-кулисного механизма с быстрой скоростью возвращается в исходное положение, его конец попадает в зону действия датчика положения b1, который выдаёт сигнал «0» в контроллер.
Контроллер выдаёт сигнал «0» на усилитель УС3, и распределитель Р2 возвращается в исходное положение под действием пружины 13.
Далее цикл работы повторяется.
При использовании в гидроприводе гидроцилиндра с двусторонним штоком (рис. 3.2) за положительное направление движения штока (А+) принимается его выдвижение вправо.
Рис. 3.2. Гидроцилиндр с двусторонним штоком
Пневмогидравлическая система управления технологическим оборудованием