Приводы и передачи воздействующие на ТОУ

     Министерство  образования и науки Украины

     Харьковский национальный университет радиоэлектроники 
 
 
 
 

     Кафедра ТАПР

     По  предмету: Автоматизация производства электронных средств

     На  тему: Приводы и передачи воздействующие на ТОУ 
 
 
 
 
 

     Выполнил:                                                                           Проверил:

       ст. гр. ВЕЗм-09-2                                                                 Карпов Г.В.

                   Касяненко М. А. 
 
 
 
 
 

     2010 

     В системе автоматического регулирования и управления, существует устройство, непосредственно осуществляющее механическое перемещение (или поворот) регулирующего органа объекта управления, называющееся исполнительным механизмом. По типу привода различают гидравлический, пневматический, электрический и комбинированный исполнительный механизм (напр., электрогидравлический). Исполнительные механизмы предназначены для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами автоматических регулирующих и управляющих устройств. Исполнительные механизмы перемещают рабочие органы неполноповоротного принципа действия (шаровые и пробковые краны, поворотные дисковые затворы, заслонки). 

     Принцип работы исполнительных механизмов заключается в преобразовании электрического сигнала поступающего от регулирующего или управляющего устройства во вращательное перемещение выходного вала.  

     Они устанавливаются вблизи регулирующих устройств и связываются с  ними посредством тяг и рычагов.  

     Исполнительные механизмы изготовляются с датчиком обратной связи (блоком сигнализации положения выходного вала) для работы в системах автоматического регулирования или без датчиков обратной связи - с блоком концевых выключателей для режима ручного управления. 
 
 
 
 

     Одним из видов исполнительных механизмов является привод. Пневматический привод

     Поворотный  пневмоцилиндр.

     Пневматический  привод (пневмопривод) — силовое  устройство, преобразующее энергию (обычно сжатого воздуха) в движение. В зависимости от характера воздействия на рабочий орган это движение может быть вращательным или поступательным. Пневмоприводы с поступательным движением получили наибольшее распространение в технике.

     Пневмоприводы с поступательным движением

     По  характеру воздействия на рабочий  орган пневмоприводы с поступательным движением бывают:

     - двухпозиционные,  перемещающие рабочий орган между  двумя крайними положениями;

     - многопозиционные, перемещающие рабочий орган в  различные положения.

     По  принципу действия пневматческие приводы  с поступательным движением бывают:

     - одностороннего  действия, возврат привода в исходное  положение осуществляется механической  пружиной;

     - двухстороннего  действия, перемещающие рабочий  орган привода осуществляется  сжатым воздухом.

     По  конструктивному исполнению пневмоприводы  с поступательным движением делятся на:

     - поршневые, представляющие собой цилиндр, в котором под воздействием сжатого воздуха либо пружины перемещается поршень (возможны два варианта исполнения: в односторонних поршневых пневмоприводах рабочий ход осуществляется за счёт сжатого воздуха, а холостой за счёт пружины; в двухсторонних — и рабочий, и холостой ходы осуществляются за счёт сжатого воздуха);

     - мембранные, представляющие собой герметичную камеру, разделённую мембраной на две полости; в данном случае цилиндр соединён с жёстким центром мембраны, на всю площадь которой и производит действие сжатый воздух (также, как и поршневые, выполняются в двух видах — одно- либо двухстороннем).

     Пневматический  мускул.

     Талантливая идея: инженеры Festo воссоздали принцип  работы человеческих мышц и изобрели новое промышленное устройство – пневматический мускул. Конструкция пневмомускула представляет собой гибкую трубу из полиамидного волокна, уложенного в ромбовидном порядке. В нем отсутствуют движущиеся механические части, уплотнительные устройства, он герметичен и компактен, а развиваемое им усилие в десятки раз превышает по силе традиционные (по схеме цилиндр – поршень или корпус – мембрана) приводы аналогичного диаметра при одинаковом расходе сжатого воздуха. С учетом больших рабочих скоростей и длины до 9м (!) пневмомускул открывает новые возможности применения пневмоустройств.

     В особых случаях (когда требуется повышенное быстродействие) применяют специальный  тип пневмоприводов — вибрационный пневмопривод релейного типа.

     Одно  из применений пневматических приводов является использование их в качестве силовых приводов на пневматических тренажерах. 

     Гидравлический  привод

     Гидравлический  привод (гидропривод) — совокупность устройств, предназначенных для  приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии. Обязательными элементами гидропривода являются насос и гидродвигатель. Гидропривод представляет собой своего рода «гидравлическую вставку» между приводным двигателем и нагрузкой (машиной или механизмом) и выполняет те же функции, что и механическая передача (редуктор, ремённая передача, кривошипно-шатунный механизм и т. д.). Основное назначение гидропривода, как и механической передачи, — преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок и др.). Приводным двигателем насоса могут быть электродвигатель, дизель и другие, поэтому иногда гидропривод называется соответственно электронасосный, дизельнасосный и т. д  Виды гидроприводов:

     Виды  гидроприводов

     Гидроприводы  могут быть двух типов: гидродинамические  и объемные. В гидродинамических  приводах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости. В объемных гидроприводах используется потенциальная энергия давления рабочей жидкости.

     Широкое распространение в настоящее  время получил объёмный гидропривод. Под объёмным гидроприводом понимается совокупность объёмных гидромашин, гидроаппаратуры и других устройств, предназначенная для передачи механической энергии и преобразования движения посредством рабочей жидкости.

     Объёмной  называется гидромашина, рабочий процесс  которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью  и вытеснении её из рабочей камеры. К объёмным машинам относят, например, поршневые насосы, аксиально-поршневые, радиально-поршневые, шестерённые гидромашины и др.

     Одна  из особенностей, отличающая объёмный гидропривод от гидродинамического, — большие давления в гидросистемах. Так, номинальные давления в гидросистемах экскаваторов могут достигать 32 МПа, а в некоторых случаях рабочее давление может быть более 300 МПа.

     Объёмный  гидропривод применяется в горных и строительно-дорожных машинах, в  станкостроении и др.

     В зависимости от конструкции и типа входящих в состав гидропередачи элементов объемные гидроприводы можно классифицировать по нескольким признакам.

     По  характеру движения выходного звена  гидродвигателя

     Гидропривод вращательного движения – когда  в качестве гидродвигателя применяется гидромотор, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает неограниченное вращательное движение;

     Гидропривод поступательного движения – у  которого в качестве гидродвигателя применяется гидроцилиндр — двигатель  с возвратно-поступательным движением ведомого звена (штока поршня, плунжера или корпуса);

     Гидропривод поворотного движения – когда  в качестве гидродвигателя применен поворотный гидроцилиндр, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает возвратно-поворотное движение на угол, меньший 360°.

     По  возможности регулирования.

     Саморегулируемый  гидропривод – автоматически  изменяет подачу жидкости по фактической  потребности гидросистемы в режиме реального времени (без фазового сдвига).

     Регулируемый  гидропривод – в котором в  процессе его эксплуатации скорость выходного звена гидродвигателя можно изменять по требуемому закону. В свою очередь регулирование может быть дроссельным, объемным, объемно-дроссельным или изменением скорости двигателя, приводящего в работу насос. Регулирование может быть ручным или автоматическим. В зависимости от задач регулирования гидропривод может быть стабилизированным, программным или следящим.

     Нерегулируемый  гидропривод – у которого нельзя изменять скорость движения выходного  звена гидропередачи в процессе эксплуатации.

     По  схеме циркуляции рабочей жидкости

     Гидропривод с замкнутой схемой циркуляции –  в котором рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается во всасывающую  гидролинию насоса. Гидропривод с  замкнутой циркуляцией рабочей  жидкости компактен, имеет небольшую массу и допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности возникновения кавитации, поскольку в такой системе во всасывающей линии давление всегда превышает атмосферное. К недостаткам следует отнести плохие условия для охлаждения рабочей жидкости, а также необходимость спускать из гидросистемы рабочую жидкость при замене или ремонте гидроаппаратуры;

     Гидропривод с разомкнутой системой циркуляции – в котором рабочая жидкость постоянно сообщается с гидробаком или атмосферой. Достоинства такой схемы — хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Однако такие гидроприводы громоздки и имеют большую массу, а частота вращения ротора насоса ограничивается допускаемыми (из условий бескавитационной работы насоса) скоростями движения рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе.

     По  источнику подачи рабочей жидкости

     Насосный  гидропривод - в насосном гидроприводе, получившем наибольшее распространение  в технике, механическая энергия  преобразуется насосом в гидравлическую, носитель энергии — рабочая жидкость, нагнетается через напорную магистраль к гидродвигателю, где энергия потока жидкости преобразуется в механическую. Рабочая жидкость, отдав свою энергию гидродвигателю, возвращается либо обратно к насосу (замкнутая схема гидропривода), либо в бак (разомкнутая или открытая схема гидропривода). В общем случае в состав насосного гидропривода входят гидропередача, гидроаппараты, кондиционеры рабочей жидкости, гидроёмкости и гидролинии.

     Магистральный гидропривод - в магистральном гидроприводе рабочая жидкость нагнетается насосными станциями в напорную магистраль, к которой подключаются потребители гидравлической энергии...

     Аккумуляторный  гидропривод - в аккумуляторном гидроприводе жидкость подаётся в гидролинию от заранее заряженного гидроаккумулятора. Этот тип гидропривода используется в основном в машинах и механизмах с кратковременными режимами работы.

     По  типу приводящего двигателя гидроприводы могут быть с электроприводом, приводом от ДВС, турбин и т.д.

     Преимущества

     К основным преимуществам гидропривода относятся: возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки, простота управления и автоматизации; простота предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок; надежность эксплуатации; широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена, большая передаваемая мощность на единицу массы привода, надёжная смазка трущихся поверхностей при применении минеральных масел в качестве рабочих жидкостей.

     Гидропривод обеспечивает бесступенчатое регулирование  скоростей в широком диапазоне, получение больших сил и мощностей  при малых размерах и весе передаточного  механизма, возможность осуществления  различных видов движения, возможность частых и быстрых переключений при возвратно-поступательных и вращательных прямых и реверсивных движениях, возможность равномерного распределения усилий при одновременной передаче на несколько приводов.

     Недостатки

     К недостаткам  гидропривода относятся: утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких значениях давления, нагрев рабочей жидкости, что в ряде случаев требует применения специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты, более низкий КПД (по приведённым выше причинам), чем у сопоставимых механических передач; необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости и защиты от проникновения в неё воздуха; пожароопасность в случае применения горючей рабочей жидкости.