Гидродинамический привод. Гидрообъемный привод.

В последнее время все чаще начинают применять гидравлический привод на таких типах путевых машин, которые ранее применялись с электрическим и пневматическим приводом рабочих органов. Более широкое применение гидропривода в путевых машинах обусловлено следующими преимуществами: высокая точность позиционирования, стабильность скорости при изменении нагрузки и бесступенчатость регулирования скорости перемещения; простота кинематики привода между гидромашиной и исполнительным органом; высокая скорость перемещения исполнительных механизмов. К недостаткам гидравлического привода следует отнести: сложность обслуживания в эксплуатации; высокая квалификация машинистов и операторов. Используется дроссельное и объемное регулирование скорости. В гидравлических приводах с дроссельным регулированием скорости перемещения обычно применяется один насос. По схеме работы такие гидроприводы можно разделить на два вида: с последовательным и параллельным подключением дросселя или регулятора потока. В путевых машинах обычно к одному насосу подключаются несколько гидроцилиндров. Для обеспечения работы каждого гидроцилиндра со своей скоростью применяется последовательная схема. При работе по такой схеме весь поток рабочей жидкости проходит через дроссель и поступает в гидроцилиндр, поддерживая постоянство скорости. При этом, при полностью закрытом дросселе, шток гидроцилиндра остановлен, а при полностью открытом — скорость максимальна. При подключении дросселя параллельно изменение скорости гидроцилиндра производится наоборот: при полностью закрытом дросселе — скорость максимальна, а при полностью открытом — шток гидроцилиндра останавливается. Необходимо отметить, что параллельная схема имеет более высокий коэффициент полезного действия из-за того, что поток, проходящий через дроссель, поступает непосредственно в бак. Однако, последовательная схема менее чувствительна к внешней нагрузке, а поэтому имеет более стабильную скорость. Дроссельное регулирование осуществляется дросселями и регуляторами потока. Рассмотрим гидропривод с дроссельным регулированием скорости вращения вала гидромотора, осуществляемым дроссельным регулятором потока. Гидравлическая система состоит из насоса 1, клапана предохранительного 2, фильтра напорного 3 с предохранительным клапаном 4, регулятора потока 5, гидрораспределителя 6, гидромотора 7, фильтра сливного 8 с предохранительным клапаном 9, теплообменника 10 с предохранительным клапаном 11, дроссельного регулятора потока 12 и бака 13. Гидросистема открытого типа с дроссельным регулированием работает следующим образом. Рабочая жидкость из насоса 1 поступает в рабочую магистраль для питания рабочих органов через фильтр 3. Выход насоса 1 соединен с предохранительным клапаном 2. При превышении давления в рабочей магистрали открывается предохранительный клапан 2 и рабочая жидкость поступает в бак 13. После достижения номинального давления предохранительный клапан 2 закрывается. При засорении фильтра 3 повышается гидравлическое сопротивление и давление на входе. Клапан предохранительный 4 откры вается, и рабочая жидкость продолжает поступать в рабочую магистраль. Затем рабочая жидкость через регулятор потока 5 и распределитель 6 поступает к гидромотору 7. Рис. 3.1. Гидропривод с дроссельным регулированием: 1 — насос; 2 — клапан предохранительный; 3 — фильтр напорный; 4 — клапан предохранительный;5 — регулятор тока; 6 — гидрораспределитель; 7 — гидро-мотор; 8 — фильтр сливной; 9 — клапан пре-дохранительный; 10 — теплообменник; 11— клапан предохра-нительный; 12 — дрос-сельный регулятор потока; 13 —бак; Частота вращения гидромотора 7 изменяется регулятором потока 5. После распределителя рабочая жидкость поступает к фильтру 8 и пре-дохранительному клапану 9, которые работают аналогично фильтру 3 и предохранительному клапану 4. После фильтра 8 ра-бочая жидкость охлаждается в теплообменнике 10 и сливается в бак 13. При повышении давления перед теплообменником 10 открывается предохранительный клапан 11. В схемах гидравлического привода с объемным регулированием скорость выходного звена изменяется путем изменения подачи рабочей жидкости насосом, регулируемым гидромотором или обеими гидромашинами. Примером системы с регулируемым насосом может служить привод рабочего передвижения динамического стабилизатора пути ДСП, где обеспечивается стабильная скорость от Одо 2 км/ч. Гидропривод с дроссельным регулированием скорости вращения вала гидромотора применяется в приводах, где не требуется частого изменения параметров вращения при рабочем процессе. Коэффициент полезного действия в системах с объемным регулированием значительно выше по сравнению с системами с дроссельным регулированием и достигает 0,9-0,95, а это позволяет применять теплообменники меньшей мощности.

Пневматический привод.

Применяют его на снегоочистителях, снего- и землеуборочных машинах, стругах, путеизмерителях, рельсошлифовальных поездах и т.п. На прицепных вагонах.перемещаемых локомотивом, сжатый воздух поступает от компрессора локомотива, в результате чего на путевой машине нет силовой установки и компрессора, что упрощает и удешевляет конструкцию машины, облегчат уход и обслуживание. На самоходных машинах устанавливают компрессор. Пневмосистема путевой машины состоит из подводящих воздухопроводов, соединённых с компрессором, предохранительных, кранов управления, разводящих трубопроводов, пневмоцилиндров и пневмодвигателей (рис. 3.3, а). Пневмопривод прост и дешев. Его недостатки — громоздкость исполнительных органов и малая скорость движения поршня пневмоцилиндров.

Рис. 3.3. Схема пневмосистемы (а) путевой машины. ВЗ — воздухо-заборник; Ф — фильтр; КМ — компрес-сор; КО — обратный клапан; МН — манометр; ВН — вентиль; ВД — влагоотделитель; КП — предохранительный клапан; МФ — междувагонная соедини-тельная муфта; PC — ресивер; Р — пневмораспределитель; Д — пневмодвигатель; Ц1 — пневмоцилиндр двухсторонний; Ц2 — пневмоцилиндр односторонний; Т — тифон; ВТС — вентиль тифона самозапорный. Основной исполнительный орган пневмосистемы — пневмоцилиндр. Наиболее распространена скорость его штока 0,33-0,41 м/с. Минимальная скорость 0,08-0,1 м/с, меньше которой наблюдается неравномерность хода и вибрация. Давление в системе обычно изменяется от 0,4 до 0,7 МПа. Время работы складывается из времени подачи команды на распределитель (время от начала нажатия кнопки машинистом до начала движения) времени наполнения рабочей полости пневмоцилиндра воздухом t2 и времени движения поршня tn. После остановки поршня в период времени tm происходит повышение давления в полости до р6. Если противоположная полость цилиндра была под давлением рраб, то оно изменяется до атмосферного. Для плавной остановки рабочих органов используется пневмоцилиндр с демпферами. Для расчёта пневмосистемы принимаются следующие допущения: — не учитывается объём «вредного пространства» пневмоцилиндра, включая подводящие трубопроводы, который составляет примерно 20% рабочего объёма пневмоцилиндра; — не учитывается время наполнения пневмоцилиндра до страгивания. Сила трения в пневмоцилиндре с манжетами определяется

Электрический привод.

Этот тип привода широко применяют на путевых машинах. Используют двигатели переменного и постоянного тока. Наиболее распространены электродвигатели переменного тока асинхронные с короткозамкнутым ротором. Для поступательного перемещения рабочих органов путевых машин широко используют сочетание электродвигателя, редуктора (червячного, конического, цилиндрического, но чаще червячного) и винта. Вал двигателя 5 соединён муфтой 4 с червяком 3. Червячное колесо 2 редуктора имеет нарезку и служит одновременно гайкой винту 1Такой привод установлен на электробалластёрах, выправочно-подбивочно-отделочных машинах ВПО-3000, щебнеочистительных машинах и т. п. Его достоинства — простота, надёжность, реверсивность, компактность при большой нагрузочной способности, возможность обеспечения большой точности перемещений, а также автоматизации управления рабочим органом. Недостатки — большие потери на трение и низкий к.п.д., невозможность применения при больших скоростях перемещения. Рис. 3.2. Электропри-вод с винтовой передачей. а, б, в — схемы с червячным, кониче-ским и цилиндрическим редукторами; г — конструкция с червячным редукто-ром; 1 — винт; 2 — червячный воздухозаборник; Ф — фильтр; КМ — компрессор; КО — обратный клапан; МН — манометр; ВН — вентиль; ВД — влагоотделитель; КП — предохранительный клапан; МФ — между-вагонная соединительная муфта; PC —ресивер;Р—пневмораспределитель; Д — пневмодвигатель; Ц1 — пневмоцилиндр двухсторонний; Ц2 — пне-вмоцилиндр односторонний колесо; 3 — червяк; 4 — муфта; 5 — двигатель. При проектировании привода с винтовым механизмом обычно задают или находят осевую силу Р, действующую по оси винта от рабочего органа, и скорость винта и (скорость перемещения рабочего органа). Расчёт заключается в определении параметров винтовой пары, выборе двигателя и редуктора. Основная причина выхода из строя винтовых механизмов — износ резьбы.