ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД

ТИПЫ ПРИВОДА

Для передачи механической энергии от двигателя внутренней сгорания к исполнительным механизмам рабочего оборудованияприменяется гидравлический привод (гидропривод), в котором механическая энергия на входе преобразуется в гидравлическую, а затем на выходе снова в механическую, приводящую в действие механизмы рабочего оборудования. Гидравлическая энергия передается жидкостью (обычно минеральное масло), которая служит рабочим телом гидропривода и называется рабочей жидкостью.

В зависимости от типа применяемой передачи гидропривод подразделяется на объемный и гидродинамический.

В объемном гидроприводе применяется объемная гидропередача. В ней энергия передается статическим напором (потенциальной энергией) рабочей жидкости, который создается насосом объемного тип и реализуется в гидравлическом двигателе такого же типа, например в гидроцилиндре.

В объемном гидроприводе преобразователем механической энергии на входе в гидропередачу служит объемный насос. Вытеснение жидкости из рабочих камер насоса и заполнение, ею всасывающих камер происходит в результате уменьшения или увеличения геометрического объема этих камер, герметично отделенных друг от друга Работа вытеснения и всасывания совершается рабочим органом насос - плунжером, поршнем, пластиной, зубчатым колесом в зависимости от типа насоса. Обратным преобразователем энергии в объемной гидропередаче служит гидродвигатель, рабочий ход которого осуществляется в результате увеличения объема рабочих камер под действием поступающей в них жидкости под давлением.

Преобразователи энергии в гидроприводе (насосы и двигатель называются гидромашинами. В основе работы гидромашины лежит изменение объема рабочих камер в результате подвода механической энергии (насос) либо в результате подвода гидравлической энергии потоком рабочей жидкости под давлением (двигатель).

Энергия передается по трубопроводам, включающим гибкие рукава, в любое место машины. Эта особенность гидропривода назы­вается дистанционностью. С помощью гидропривода можно приво­дить в действие несколько исполнительных двигателей от одного насоса или группы насосов, при этом возможно независимое включение двигателей.

Принцип действия гидропривода основан на использовании двух главных свойств рабочего тела гидропередачи - рабочей жидкости. Первое свойство - жидкость является упругим телом и практически несжимаема; второе - в замкнутом объеме жидкости изменение дав­ления в каждой точке передается в другие точки без изменения. Ра­боту гидропривода рассмотрим на примере действия гидравлического домкрата (рис. 56). Объемный гидропривод включа­ет насос, бак и гидравлический двигатель. Объемный насос об­разован цилиндром /, плунже­ром 2 с серьгой 3 и рукояткой 4. Гидравлический двигатель поступательного действия вклю­чает цилиндр 7 и плунжер 6. Эти составные части соединены трубопроводами, которые назы­ваются гидролиниями. На гид­ролиниях установлены обратные

Рис. 56. Гидравлический домкрат:

/, 7 - цилиндры, 2, 6 - плунжер, 3 - серьга, 4 - рукоятка, 5 - бак, 8 - гидро­линия, 9 - вентиль, 10, 11 - клапаны

клапаны 10 и //. Клапан 10 пропускает жидкость только в направ­лении от полости цилиндра 1 к полости цилиндра 7, а клапан 11 - от бака 5 к цилиндру /. Полость цилиндра 7 соединена дополни­тельной гидролинией с баком 5. В этой гидролинии установлен запор­ный вентиль 9, который перекрывает эту линию при работе насоса.

Качанием рукоятки 4 плунжеру 2 сообщается возвратно-поступа­тельное движение. При ходе вверх плунжер засасывает рабочую жид­кость из бака 5 через клапан // в полость цилиндра /. Жидкость заполняет полость цилиндра под действием атмосферного давления а жидкость в баке. При входе вниз жидкость из полости цилиндра / вытесняется в полость цилиндра 7 через клапан 10. Объем вытесненной из полости цилиндра / жидкости за счет несжимаемости послед­уй полностью поступает в полость цилиндра 7 и поднимает на неко­торую высоту плунжер.

Ход плунжера 2 насоса вниз - рабочий, а ход вверх - холостой гидролиния, соединяющая бак с насосом, называется всасывающей, гидролиния, соединяющая насос с гидродвигателем, - напорной. Кратные клапаны выполняют функцию распределителей потока и обеспечивают непрерывность действия насоса.

Плунжер 6 при работе насоса совершает движение только в одном направлении - вверх. Для того чтобы плунжер 6 опустить вниз (под

воздействием внешней нагрузки или силы тяжести), необходимо открыть вентиль и выпустить жидкость из полости цилиндра 7 в бак.

Рассмотрим основные технические характеристики насоса. При ходе плунжера насоса из одного крайнего положения в другое объем цилиндра 1 изменяете величину, равную Vi = Fi * Si , где Fi и Si - соответственно площадь и ход плунжера. Этот объем определяет теоретическую подачу насоса за один рабочий ход и называется рабочим объемом а. В насосах, где входное звено совершает не возвратно-поступательное, а непрерывное вращательное движение, рабочим объемом называют подачу за один оборот вала. Рабочий объем измеряется в дм 3 , л, см 3 .

Произведение рабочего объема на число рабочих ходов или оборотов вход вала насоса в единицу времени - теоретическая подача насоса Q , измеряется в л/мин, определяет скорость исполнительных механизмов.

Жидкость, заключенная в замкнутом объеме между плунжерами насоса и исполнительного цилиндра, в состоянии покоя действует на их рабочие площади с одинаковым давлением. Это давление также действует на стенки цилиндров и трубопроводов. Оно зависит от величины внешней нагрузки. Давлением жидкости, или рабочим давлением гидропривода, называется сила, приходящаяся на единицу рабочей поверхности плунжеров, стенки цилиндров и трубопроводов и т. д. Превышение давления сверх рабочего, на которое рассчитаны детали и механизмы гидропривода, приводит к преждевременному износу их и может вызвать разрыв трубопроводов и другие поломки.

Так как давление жидкости передается во все стороны равномерно и силы уравновешены этим давлением, то при условии пренебрежения трением плунжеров и их уплотнений рабочее давление Pi == pF - i ; Pg == pFs , где р - рабочее давление.

Это соотношение обратной пропорциональности представляет собой передаточное число гидропривода с гидромашинами поступательного движения. Оно аналогично передаточномучислу простого рычага. Действительно, если к длинному концу рукоятки 4 приложить силу Р, то этим рычагом можно преодолеть силу Р, во столько раз большую d Р[, во сколько раз короткое плечо рычага меньше длинного, а путь S 1 во столько меньше пути S2, во сколько раз короткое плечо рычага меньше длинного. Это прав рычага представляется также в виде обратной пропорциональности.

В источниках механической энергии гидропривода, двигатель внутреннего сгорания и электродвигателях выходным звеном служит вращающийся вал, от которого приводится один или несколько гидронасосов, которые в качестве входного звена имеют также вращающийся вал. Гидропривод вращательного действия (рис. 57) включает например, одинаковые по конструкции насос и мотор.

Насос состоит из неподвижного корпуса (статора), вращающегося ротора 3, в продольных пазах 4 которого скользят шиберы 5 и 6. (ротора смещена относительно оси статора (на рисунке влево), поэтому при вращении его наружная поверхность то приближается, то уделяется от внутренней поверхности корпуса. Шиберы 5, вращаясь вместе с ротором и скользя по стенкам статора, одновременно вдвигаются в пазы или выдвигаются из пазов ротора. Если вращать ротор в указанном стрелкой направлении то между его стенкой, стенкой корпуса и шибером 5 образуется непрерывно расширяющаяся серпо­видная полость Ai , в которую из бака 1 будет засасываться рабочая жидкость. Полость Bi в это время будет непрерывно уменьшаться в объеме и находящаяся в ней жидкость будет вытесняться из корпуса насоса через кран 8 и подаваться к мотору.

В показанном на рисунке положении крана 8 жидкость будет заполнять полость Ai и оказывать давление на шибер 11, заставляя его вместе с ротором 10 поворачиваться по часовой стрелке. Из по­лости 5.2 жидкость через кран 8 будет вытесняться в бак. При даль­нейшем повороте ротора 3 насоса та- __________

Рис, 57, Гидропривод вращатель­ного действия:

1 - бак, 2, 13 - корпуса, 3, 10 - ро­торы. 4 - паз, 5, 6, 9, II - шиберы, 7 - клапан, 8 - кран, A i , Б i - по­лости насоса, А i , Б i - полости мотора

кую же работу будут совершать ши­бер 6 насоса и шибер 9 мотора, и процесс вращения ротора будет про­текать непрерывно.

Для того чтобы вращать ротор мотора в противоположном направ­лении, необходимо переключить кран 8. Тогда полость Б1 насоса будет сообщена с полостью Б2 мотора и в эту полость рабочая жидкость будет поступать под давлением, а из поло­сти Лз жидкость будет сливаться в бак. При перегрузке мотора его ро­тор остановится, в то время как насос будет продолжать подачу жидкости. В результате давление в полости насоса, гидромотора и напорном тру­бопроводе будет возрастать до тех пор, пока не откроется предохранительный клапан 7, выпуская жид­кость в бак и предохраняя тем самым гидропередачу от поломки.

Вращательное движение передается так же, как в ременной пере­даче. В последней механическая энергия передается посредством рем­ня, в гидропередаче - потоком рабочей жидкости. В ременной пере­даче число оборотов ведущего и ведомого шкивов обратно пропорцио­нально отношению их радиусов. При одинаковом количестве проходя­щей жидкости скорость вращения роторов насоса и мотора обратно пропорциональна их рабочим объемам. Эти соотношения действительны при отсутствии объемных потерь в передачах.

Мощность, передаваемую через ременную передачу, можно уве­личить путем увеличения ширины ремня при неизменной скорости вращения. Очевидно, что в гидропередаче этого можно достигнуть (при постоянном давлении) увеличением рабочего объема насоса путем, например, расширения корпуса и ротора с пластинами.

Для гидропривода, включающего приводной насос и гидромотор на исполни тельном механизме, общий КПД представляет собой отношение мощности, снимаемой с вала гидромотора, к мощности, подводимой к валу насоса.

Гидропривод погрузчиков включает составные части, присущи всякому гидроприводу: насос, гидродвигатели и устройства для управления потоком и предохранения гидросистемы от перегрузок.

Рис. 58. Структурная схема гидро­привода:

1, 2, 3, 4. 5. 6 - гидролинии; ДВС - дви­гатель внутреннего сгорания, Н - насос, Б - бак, П - предохранительный кла­пан, М - манометр, Р - распределитель;

Д1, Д2, Д3 - гидродвигатели. N - подводимая энергия, N 1, N 2, N 3 - расходуемая энергия

рис. 58 показана типичная структурная схема гидропривода. ut да гателя внутреннего сгорания ДВС энергия поступает к насосу Н может расходоваться через гидродвигатели Д1, Д2 и Д3 а привод рабочих механизмов машины. Рабочая жидкость поступает к насосу из бака Б по всасывающей гидролинии 1 и подается по напорной гидролинии 2 к распределителю Р, перед которым установлен пред хранительный клапан П. Распределитель Р соединен с каждым гидродвигателем исполнительными гидролиниями 4, 5 и 6. В напорной магистрали установлен манометр М для контроля давления в гидро­системе.

При отключенных гидродвигателях рабочее тело гидропривода - жидкость - перекачивается насосом Н из бака Б к распределителю Р 0 обратно в бак Б. Всасывающая, напорная и сливная гидролинии образуют цепь циркуляции. Поступающая от ДВС энергия расхо­дуется на преодоление механических и гидравлических потерь в цепи циркуляции. Эта энергия в основном идет на нагрев жидкости и гидосистемы.

Гидродвигатель включается распределителем Р, при этом он выполняет функции регулирования потока как по расходу (в момент включения), так и по направлению движения жидкости (реверсирова­нию) к двигателям. Реверсивные гидродвигатели соединяются с рас­пределителем двумя исполнительными линиями, соединяемыми, в свою очередь, попеременно с напорной 2 или сливной 3 линиями циркуля­ционной цепи в зависимости от требуемого направления движения двигателя.

Во время работы гидродвигателя цепь циркуляции включает дви­гатель и его исполнительные гидролинии, при остановке, например при подходе штока гидроцилиндра в крайнее положение, циркуля­ционная цепь прерывается и наступает состояние перегрузки гидро­системы, так как насос Н продолжает получать энергию от двигателя ДВС. В этом случае давление начнет резко увеличиваться и в ре­зультате либо остановится двигатель ДВС, либо выйдет из строя один из механизмов гидросистемы, например разорвется гидролиния 2. Для того чтобы этого не произошло, на напорной гидролинии уста­новлены предохранительный клапан П и манометр М. Клапан отре­гулирован на давление, превышающее рабочее, как правило, на 10- 15 %. При достижении этого давления клапан срабатывает и соединяет

напорную гидролинию 2 со сливной 3, восстанавливая круг циркуля­ции жидкости.

В некоторых случаях для уменьшения скорости гидродвигателя в одной исполнительной линии устанавливают дроссель, ограничи­вающий при заданном давлении подвод жидкости к двигателю. Если производительность насоса при этом оказывается больше заданной, то клапан выпускает часть жидкости на слив в бак. Манометр М пред­назначен для контроля давления в гидросистеме.

Гидросистемы машин обычно включают дополнительные устрой­ства: обратные управляемые клапаны (гидрозамки), вращающиеся соединения (гидрошарниры), фильтры; применяются распределители с o встроенными предохранительными и обратными клапанами. На погрузчиках применяются гидроусилители руля, которые относятся также к гидроприводу, но имеют свои характерные особенности уст­ройства и работы.

В гидродинамическом приводе используется гидродинамическая передача, в которой энергия также передается жидкостью, но основное значение имеет не напор (энергия давления), а скорость движения этой жидкости в круге ее циркуляции, т. е. кинетическая энергия.

В гидромеханической передаче исключены сцепление и коробке передач, а режим движения машины изменяется без отсоединения передачи от двигателя изменением его частоты вращения, что позволило уменьшить количество органов управления.

Рис. 59. Гидродинамическая передача:

1 - ось, 2, 16 - валы, .3 - муфта, 4, 5, 9 - колеса. 6 - зубчатый венец, 7 - маховик, 8 - маслоуказатель, 10, 22, 23 - шестерни, II, 14 - т op моза. 12, I 3 - блок шестерни, 15 - барабан, 17 - крышка, 18 - распределитель, 19 - винт, 20 - н aco с 21 - фильтр, 24 - картер

Гидродинамическая передача (рис. 59) содержит размещенный в одном картере гидротрансформатор и две планетарные зубчатые передачи. Гидротрансформатор предназначен для изменения крутящего момента на выходном валу, заменяя сцепление и коробку передач, а планетарные передачи служат для изменения направления движе­ния машины, заменяя механизм обратного хода.

Гидротрансформатор состоит из насосного 9, турбинного 5 и ре­акторного 4 колес. Насосное колесо соединено с маховиком 7 двига­теля, турбинное - с валом 2, реакторное колесо через обгонную муфту 3 соединено с осью /, закрепленной на картере 24. Планетарная блок-шестерня 13 закреплена на выходном валу 16 и взаимодействует с одной стороны с шестернями-сателлитами блок-шестерни 12, с дру­гой - солнечной шестерней тормозного барабана 15. Блок-шестерня 12 свободно посажена на вал картера, входит в зацепление с сателлитами блок-шестерни 13, а наружной поверхностью образует тормозной шкив, взаимодействующий с тормозом 11. Насосное колесо 9 содержит шестерню 10, которая через колесо связана с шестерней 22 гидрона­соса 20.

Насосное, турбинное и реакторное колеса выполнены с лопат­ками, расположенными под углом к плоскости вращения.

Ленточные тормоза приводятся в действие от гидроцилиндров с помощью распределителя 18, который управляется от рукоятки на пульте управления. При переднем ходе затормаживается барабан 15, при заднем - блок 12. Насос 20 предназначен для нагнетания масла к гидротрансформатору, планетарным передачам и в цилиндры упра­вления тормозами.

При работающем двигателе масло между лопатками насосного колеса под действием центробежных сил отжимается к периферии колеса и направляется на лопатки турбинного колеса, а затем на­встречу неподвижным лопаткам реакторного колеса.

На малых оборотах двигателя масло вращает реакторное колесо, а турбинное остается неподвижным. При увеличении оборотов обгон­ная муфта 3 заклинивается на валу и начинает вращаться турбинное колесо, передавая крутящий момент двигателя через планетарные передачи выходному валу 16. Направление вращения этого вала за­висит от того, какой тормоз включен. С увеличением частоты враще­ния двигателя крутящий момент на валу 16 уменьшается, а скорость вращения увеличивается. Между входным валом 16 и ведущим мостом устанавливается одноступенчатый редуктор с передаточным числом 0,869.

В условиях эксплуатации следят за уровнем масла и его чистотой. Фильтр 21

систематически промывают, Частое его засорение свидетельствует о необходимости замены масла.

РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ

Рабочая жидкость гидросистем рассматривается как составная часть гидропривода, так как она служит рабочим телом гидропере­дачи. Одновременно рабочая жидкость охлаждает гидросистему, смазывает трущиеся части и защищает детали от коррозии. Поэтому от свойств жидкости зависят работоспособность, срок службы и надеж­ность гидропривода.

Погрузчики работают на открытом воздухе в самых различны районах страны. В холодное время года машина и рабочая жидкость могут охлаждаться до -55 °С, а в некоторых районах Средней Азии летом во время работы жидкость нагревается до 80 °С. В среднем жидкость должна обеспечивать работу гидропривода в пределах тем ператур от -40 до +50 "С. Жидкость должна иметь долгий срок службы, быть нейтральной к применяемым в гидроприводе материалам, в особенности к резиновым уплотнениям, а также иметь хорошую теплоемкость и одновременно теплопроводность для того, чтобы охлаждать гидросистему.

В качестве рабочих жидкостей применяют минеральные масла. Однако нет масел, которые подходили бы одновременно для всех условий эксплуатации. Поэтому масла в зависимости от их свойств выбирают для конкретных условий работы (климатической зоны, в которой используется машина, и времени года).

Надежность и долговечность гидросистемы во многом зависят, правильного подбора рабочей жидкости, а также от стабильности свойств.

Один из основных показателей, по которым подбирают и оценивают

масла, это вязкость. Вязкость характеризует способность рабочей жидкости оказывать сопротивление деформации сдвига; измеряется в сантистоксах (сСт) при заданной температуре (обычно 50 °С) и в условных единицах - градусах Энглера, которые определяют с помощью вискозиметра и выражают отношение времени истечет жидкости заданного объема (200 см 3) через калиброванное отверстие ко времени истечения такого же объема воды. От вязкости прежде всего зависит возможность работы гидропривода при низких и высоких температурах. В процессе работы машины вязкость рабочей жидкости снижается и ухудшаются ее смазывающие свойства, что сокращает срок службы гидропривода.

При окислении из масла выпадают смолистые отложения, образующие тонкий твердый налет на рабочих поверхностях деталей разрушающе действующие на резиновые уплотнения, фильтрующие элементы. Интенсивность окисления масла резко возрастает с повышением температуры, поэтому не следует допускать повышения темпе ратуры масла выше 70 °С.

Обычно рабочие жидкости полностью заменяют весной и осенью

Если используется всесезонное масло, то его необходимо замена через 300-1000 ч работы гидропривода в зависимости от сорта май (срок замены указывается в инструкции), но не реже одного раза в года. При этом систему промывают керосином на холостом ходу. Периодичность замены зависит от марки жидкости, режима работа объема системы и бака по отношению к подаче насоса. Чем больше вместимость системы, тем реже надо менять масло.

На долговечность гидросистемы влияет присутствие в масле механических примесей, поэтому в гидросистему включают фильтры для очистки масла от механических примесей, а также магнитные пробки.

За основу выбора масла для гидросистемы берется температура предела применения этой жидкости в зависимости от типа насоса гидропривода. Нижний температурный предел применения определяют не по температуре застывания рабочих жидкостей, а по пределу прокачиваемости насоса с учетом потерь во всасывающей гидролинии. для шестеренных насосов этим пределом является вязкость 3000- 5000 сСт, что соответствует пределу прокачиваемости при кратковременном (пусковом) режиме эксплуатации. Нижний температурный предел устойчивой работы определяется по заполнению рабочей камеры насоса, при котором объемный КПД достигает наибольшей величины, что приближенно для шестеренных насосов соответствует вязкости 1250-1400 сСт.

Верхний температурный предел применения рабочей жидкости определяется по наименьшему значению вязкости с учетом нагрева ее в процессе работы. Превышение этого предела вызывает увеличение объемных потерь, а также прихватывание поверхностей сопряженных пар трения, их интенсивный местный нагрев и износ из-за ухудшения смазывающих свойств масла.

Основанием для применения того или иного сорта масла служит рекомендация завода-изготовителя гидроприводной машины.

Перед доливом или заменой масла проверяют нейтральность смешиваемых масел. Появление хлопьев, выпадение осадка и вспенивание указывают на недопустимость смешивания. В этом случае старое масло надо слить, а систему промыть.

При заправке системы принимают меры, обеспечивающие чистоту заливаемого масла. Для этого проверяют исправность заливных фильтров, чистоту воронки и заправочной емкости.

ГИДРОМАШИНЫ

В объемном гидроприводе применяют гидромашины: насосы, насосмоторы и гидродвигатели, работа которых основана на попе­ременном заполнении рабочей камеры рабочей жидкостью и вытесне­нии ее из рабочей камеры.

Насосы преобразуют подводимую к ним механическую энергию от двигателя в энергию потока жидкости. Входному валу насоса сообщается вращательное движение. Их входным параметром является частота вращения вала, а выходным - подача жидкости. Жидкость перемещается в насосе за счет ее вытеснения из рабочих камер порш­нями, шиберами (лопастями), зубьями шестерен и т. п. При этом ра­бочая камера представляет собой замкнутое пространство, которое при работе попеременно сообщается либо со всасывающей гидролинией, либо с напорной.

В гидродвигателях происходит обратное преобразование энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию на выходном звене (валу гидромотора), которое также совершает вращательное движе­ние. По характеру движения выходного звена различают двигатели вращательного движения - гидромоторы и поступательного - гидроцилиндры.

Гидромоторы и насосы подразделяются по возможности регулирования, по возможности изменения направления вращения, по конструкции рабочей камеры и другим конструктивным признакам.

Некоторые конструкции насосов (гидромоторов) могут выполнять функции гидромотора (насоса), они называются насос-моторы.

На погрузчиках применяются нерегулируемые (нереверсируемые насосы различных конструкций: шестеренные, шиберные, аксиально-поршневые. Регулируемые гидромоторы (насосы) выполняют с изменяемым объемом рабочих камер.

Шестеренный насос (рис. 60) состоит из пары сцепляющихся между собой шестерен, помещенных в плотно охватывающий их корпус, имеющий каналы со стороны входа в зацеплении и выхода из него. Насосы с цилиндрическими шестернями внешнего зацепления наиболее просты и отличаются надежностью в эксплуатации, малыми габаритными размерами и массой, компактностью и другими положительными качествами. Максимальное давление шестеренных насосов 16-20 МПа, подача до 1000 л/мин, частота вращения до 4000 об/мин, срок службы

Рис. 60. Схема действия шестеренного насоса

среднем 5000 ч.

При вращении шестеренжидкость, заключенная во впадине зубьев, переносится из камеры всасывания по периферии корпуса в камеру нагнетания и далее, в напорную гидролинию. Это происходит за счет того, что при вращении шестерен зубья загоняют больше жидкости, чем может поместиться в пространстве, освобождаемом находящимися в зацеплении зубьями. Разность объемов, описываемых этими двумя парами зубьев, составляет количество жидкости, которая вытесняете в нагнетательную полость. По мере приближения к нагнетательной камере давление жидкости повышается, как показано стрелками. В гидросистемах применяют насосы НШ-32, НШ-46, НШ-67К их модификации - НШ-32У и НШ-46У.

Насос НШ (рис. 61) содержит размещенные в корпусе 12 ведущую и ведомую 11 шестерни и втулки 6. Корпус закрыт крышкой 5, привернутой винтами 1. Между корпусом 12 и крышкой 5 проложен уплотнительное кольцо 8. Ведущая шестерня выполнена заодно ц шлицевым валом, который уплотняется манжетой 4, установление в расточке крышки 5 с помощью опорного 3 и пружинного 2 колец Передние втулки 6 размещаются в расточках крышки 5 и уплотнен) резиновыми кольцами. Они могут перемещаться вдоль своих осей. Нагнетательная полость насоса соединена каналом с пространство между торцами указанных втулок и крышкой. Под давлением жидкости передние втулки вместе с шестернями поджимаются к задней которые, в свою очередь, прижимаются к корпусу 12, обеспечивая автоматическое уплотнение торцов втулок и шестерен.

В нагнетательной полости насоса около угольника 13 давление на торцы втулок во много раз больше, чем с противоположной стороны. Одновременно давление на торцы крышек со стороны корпуса стремится прижать втулки к крышке 5. В совокупности это может вызвать перекос втулок в сторону всасывающей полости, односторон­ний износ втулок и повышенные утечки масла. Для того чтобы умень­шить неравномерность нагружения втулок, часть площади торцов втулок закрывают разгрузочной пластиной 7, уплотняемой по контуру резиновым кольцом. Это кольцо плотно зажимается между тор­цами корпуса и крышки и в результате создается относительное равен­ство действующих на втулки сил.

Втулки по мере работы насоса изнашиваются, и расстояние между торцами и крышкой увеличивается. При этом кольцо разгрузочной пластины 7 расширяется, поддерживая необходимое уплотнение между крышкой и втулками. От натяга этого кольца зависит надежная и длительная работа насоса.

Рис. 61. Шестеренный насос НШ:

/ - винт, 2, 3, 8 - кольца. 4 - манжета, 5 - крышка, 6 - втулка шестер­ни, 7 - пластина, 9 - шплинт, 10, II - шестерни, 12 - корпус, 13 - угольник

Между сопряженными втулками при сборке оставляют зазор 0,1- 0,15 мм. После сборки этот зазор принудительно выбирают. Для этого втулки разворачивают и фиксируют пружинными штифтами, которые устанавливают в отверстия втулок.

Насосы НШ выпускают правого и левого вращения. На корпусе насоса направление вращения ведущего вала указывается стрелкой. У насоса левого вращения (если смотреть со стороны крышки) веду­щая вал-шестерня вращается против часовой стрелки, а сторона вса­сывания находится справа. Насос правого, вращения отличается от насоса левого вращения направлением вращения ведущей шестерни и ее расположением.

При замене насоса, если новый и заменяемый насосы отличаются направлением вращения, нельзя изменять направление входа и выхода жидкости в насос. Всасы­вающий патрубок насоса (большого диаметра) всегда должен быть соединен с баком. В противном случае уплотнение ведущей шестерни окажется под высоким давлением и будет выведено из строя.

При необходимости насос левого вращения можно переоборудовать в насос Правого вращения. Для того чтобы собрать насос правого вращения (рис. 62, а, б), необходимо снять крышку, вынуть из корпуса передние втулки /, 2 в сборе с пружин­ными шплинтами 4, повернуть на 180° и установить на место. При этом линия стыка втулок будет повернута, как показано на рис. 62. Затем ведущую и ведомую шестерни меняют местами и вставляют их цапфы в прежние втулки. Передние втулки перестав­ляют точно так же, как и задние. После этого устанавливают на то же место разгрузочную пластину 7 (см. рис. 61) с уплотнительным кольцом 8, а затем крыш предварительно повернутую на 180°.

Насосы НШ-32 и НШ-46 унифицированы по конструкции, их стержни отличаются только длиной зуба, что определяет рабочий объем насосов.

Насосы НШУ (индекс У означает «унифицированные») отличаются от НШ следующими особенностями. Вместо разгрузочной пластины и кольца 8 устанавливается сплошная резиновая пластина 12 (рис. (Зажатая между крышкой 3 и корпусом 1. В месте прохода цапф втулок в пластине 12 выполнены отверстия, в которые устанавливаются уплотнительные кольца 13 с прилегающими к крышке тонкими стальными шайбами. На приле­гающих к шестерням торцах втулок выполнены дугообраз­ные каналы 14. Направляющие пружинные шплинты 9 (см. рис. 61) изъяты, а на стороне всасывания в расточку корпуса вставлено сегментообразное ре­зиновое уплотнение 15 (см. рис. 63) и алюминиевый вкладыш 16.

Рис. 62. Сборка втулок насосов НШ:

а - левого вращения, б - правого вра­щения; I, 2 - втулки, 3 - колодец, 4 - шплинт, 5 - корпус

Рис. 63. Шестеренный насос НШУ:

/ - корпус, 3, 4 - шестерни, 9 - крышка 5, 6 - втулки, 7, 9, 13 - кольца, 8 - манжета, 10 - болт, // - шайба, 12 - пластин 14 - каналы втулок, 15 - уплотнение. 16 - вкладыши; А - пространство под крышкой насоса

При работе насоса НШУ масло из камеры нагнетания поступает в пространство над передними втулками и стремится прижать эти втулки к торцам шестерен. Одновременно со стороны зубьев на втулка действует давление масла, попадающего в дугообразные каналы 14 в результате действия давления на втулки шестерни находятся и время работы насоса под некоторым усилием, направленным от крышки в глубь корпуса насоса. Такая конструкция обеспечивает автоматический поджим, а следовательно, торцовый износ шестерен и втулок и влияет на уплотняющие свойства пластины 12. Резиновое уплотнение 15 необходимо для того, чтобы масло из пространства над втулками не проникало в полость всасывания.

На ряде моделей погрузчиков применяются насосы НШ-67К и HUJ -100 K (рис. 64). Эти насосы состоят из корпуса /, крышки 2, поджимной 7 и подшипниковой 5 обойм, ведомой 3 и ведущей 4 шестерен, центрирующей втулки, уплотне­ний и крепежных изделий.

Рис. 64. Гидронасос НШ-67К(НШ-100К):

/ - корпус, 2 - крышка, 3, 4- шестерни, 5, 7, - обоймы, 6. 11, 14, 15 - манжеты, 8 - болт, 9 - шайба, 10 - кольцо, 12 - пластина, I 3 - платики

Подшипниковая обойма 5 выполнена в виде полуцилинд­ра с четырьмя подшипниковыми гнездами, в которой размещают­ся ведомая 3 и ведущая 4 шес­терни. Поджимная обойма 7 обе­спечивает радиальное уплотне­ние, она опирается на цапфы шестерен опорными поверхно­стями. Для радиального уплот­нения служит также манжета 13, в которой создается усилие поджима обоймы к зубьям ше­стерни. Опорная пластина 12 предназначена для перекрытия зазора между корпусом и поджимной обоймой. Поджимная обойма 7 компенсирует ради­альный зазор между собствен­ной уплотняющей поверхностью и зубьями шестерен по мере износа опорных поверхностей.

По торцам шестерни уплот­няются с помощью двух платиков 13, которые поднимаются усилием от давления в полости, уплотненной манжетами 14. Уси­лие, создаваемое в камерах поджимной обоймы, уплотненных манжетами 15, уравновешивает обойму 7 от усилия, которое передается из камер через ман­жеты 14. Приводной вал уплотняется с помощью манжет, которые удерживаются в корпусе опорным и стопорным кольцами. Качающий элемент (шестерни в сборе с обоймами и платиками) фиксируется от поворота в корпусе центрирующей втулкой.

Кольцо 10 уплотняет разъем между корпусом и крышкой, соеди­ненных между собой болтами.

Исправная работа и долговечность насосов обеспечиваются соблюдением правил технической эксплуатации.

В гидросистему необходимо заливать чистое масло надлежащего качества и соот­ветствующей марки, рекомендуемое для данного насоса при работе в заданном температурном интервале; следить за исправностью фильтров и требуемым уровнем масленом в баке. В холодное время года нельзя сразу включать насос на рабочую нагрузку.

Необходимо дать насосу поработать на холостом ходу в течение 10-15 мин на средних оборотах двигателя. За это время рабочая жидкость прогреется и гидросистема будет готова к работе. Не допускается при прогреве давать насосу максимальные обороты.

Для насоса опасна кавитация - местное выделение из жидкости газов и парс

(вскипание жидкости) с последующим разрушением выделившихся парогазовых пузырьков, сопровождающееся местными гидравлическими микроударами высокой частоты и «забросами» давления. Кавитация вызывает механические повреждения в насосе и может вывести насос из строя. Чтобы предотвратить кавитацию, необхо­димо устранять причины, которые могут ее вызвать: вспенивание масла в баке, которое вызывает разрежение в полости всасывания насоса, подсос воздуха во всасывающую полость насоса через уплотнение вала, засорение фильтра во всасывающей магистрали насоса, что ухудшает условия заполнения его камер, отделение воздуха от жидкости в приемных фильтрах (в результате жидкость в баке насыщается пузырьками воздуха и эта смесь всасывается насосом), высокую степень разрежения во всасывающей магистрали по следующим причинам: высокая скорость жидкости, большая вязкость и увеличенная высота подъема жидкости,

Работа насоса во многом зависит от вязкости применяемой рабочей жидкости. Выделяют три режима работы, зависящие от вязкости Режим скольжения характеризуется значительными объемными потерями за счет внутренних перетечек и наружных утечек, которые с увеличением вязкости уменьшаются. В этом режиме резко умень­шается объемный КПД насоса, например, у насоса НШ-32 при вяз­кости 10 сСт он составляет 0,74-0,8, у НПА - 0,64-0,95. Режим устойчивой работы характеризуется стабильностью объемного КПД в определенном диапазоне вязкости, ограничиваемом верхним преде­лом вязкости, при котором рабочие камеры насоса заполняются полностью. Режим срыва подачи - нарушение работы из-за недостаточного заполнения рабочих камер.

Шестеренные насосы характеризуются наиболее широким диапазоном устойчивой работы в зависимости от вязкости. Это свойство насосов сделало эффективным их применение на машинах, работаю­щих на открытом воздухе, где в зависимости от времени года и дня температура окружающего воздуха меняется в значительных преде­лах.

Вследствие износа шестеренных насосов ухудшаются их характеристики. Насос не развивает требуемого рабочего давления и уменьшает подачу. В насосах НШ из-за износа торцовых сопрягающихся поверхностей втулок уменьшается натяг уплотнительного кольца, охватывающего разгрузочную пластину. Это приводит к циркуляции масла внутри насоса и уменьшению его подачи. Такие же последствия имеет перекос шестерен и втулок в комплексе в вертикальной плоскости вследствие неравномерного износа втулок со стороны всасывающей полости насоса.

Шиберный насос (рис. 65) применяется на некоторых мо­делях погрузчиков для привода гидроусилителя руля, при этом используется насос гидроусилителя руля автомобиля ЗИЛ-130. Ро­тор 10 насоса, свободно сидящий на шлицах вала 7, имеет пазы, в ко­торых перемещаются шиберы 22. Рабочая поверхность статора 9, прикрепленного к корпусу 4 насоса, имеет овальную форму, за счет чего обеспечиваются два цикла всасывания и нагнетания за один оборот вала. Распределительный диск // в полости крышки 12 при. жимается давлением масла, поступающего в полость из зоны нагне­тания. В зоны всасывания масло подается с обеих сторон ротора через два окна в торце корпуса.

Поршневые насосы и гидромоторы изготовляют различных типов и назначения, в зависимости от расположения поршней по отношению к оси блока цилиндров или оси вала они подразделяются на аксиально-поршневые и радиально-поршневые. Оба типа могут работать и насосами, и гидромоторами. Поршневой гидромотор (насос), у которого оси поршней параллельны оси блока цилиндров или составляют с ней углы не более 40°, называется аксиально-поршневым. Радиально-поршневой гидромотор имеет оси поршней, перпендикулярные оси блока цилиндров или распо­ложенные под углом не более 45°,

Аксиально-поршневые моторы выполняют с наклонным блоком (рис. 66, а), в них движение осуществляется благодаря углу между осью блока цилиндров и осью выходного звена либо с наклонной шай­бой (рис. 66, б), когда движение выходного звена осуществляется благодаря связи (контакту) поршней с плоским торцом диска, наклоненным к оси блока цилиндров.

Гидромоторы с наклонной шайбой изготовляют, как правило нерегулируемыми (с постоянным рабочим объемом), а гидромоторы (насосы) с наклонным блоком - нерегулируемыми или регулируемыми (с переменным рабочим объемом). Рабочий объем регулирую изменением угла наклона блока. Когда торцы блока цилиндров) шайбы параллельны, поршни не движутся в цилиндрах и подача на coca прекращается, при наибольшем угле наклона - подача максимальная.

б) г)

Рис. 66. Поршневые гидромоторы:

а - аксиально-поршневой с наклонным блоком, б - тоже, с наклон­ной шайбой. 9 - радиально-поршневой кулачковый, г - то же. кривошипно-шатунный; / - блок. 2 - шатун. 3 - поршень, 4 - ротор, 5- корпус, 6 - шайба

Радиально-поршневые гидромоторы выполняются кулачковыми и кривошипными. В кулачковых (рис. 66, в) передача движения от порш­ней к выходному звену осуществляется кулачковым механизмом, в кривошипно-шатунных (рис. 66, г) - кривошипно-шатунным меха­низмом.

Гидроцилиндры по назначению делятся на основные и вспомога­тельные. Основные гидроцилиндры - составная часть исполнитель­ного механизма, его двигатель, а вспомогательные обеспечивают ра­боту системы управления, контроля или приводят в действие вспомо­гательные устройства.

Различают цилиндры одностороннего действия - плунжерные и двустороннего действия - поршневые (табл. 4). У первых - выдвижение входного звена (плунжера) происходит за счет напора рабочей жидкости, а движение в противоположную сторону - за счет усилия пружины или силы тяжести, у второго - движение выходного звена; (штока) в обе стороны производится напором рабочей жидкости.

Плунжерный цилиндр (рис. 67) применяется для при­ведения в действие» грузоподъемника. Он состоит из сварного кор­пуса 2, плунжера 3, втулки 6, гайки 8 и уплотнительных элементов, манжеты, уплотнительного 5 и грязесъемных колец.

Втулка 6 служит направляющей плунжера и одновременно огра­ничивает его ход вверх. Она закреплена в корпусе с помощью гайки 8. Манжета уплотняет сопряжение плунжера и втулки, а кольцо 5 - сопряжение втулки и корпуса. К плунжеру с помощью шпильки 10 крепится траверса. Периодически в цилиндре накапливается воздух. Для его выпуска в ат­мосферу служит пробка 4. Поверхность плун­жера имеет высокую чистоту обработки. Для того чтобы она не повреждалась при работе, устанавливают грязесъемное кольцо, чтобы пыль и абразивные частицы не попадали в сопряжение плунжера 3 и втулки 6; втулку 6 изготовляют из чугуна, чтобы не задирался стальной плунжер; цилиндр опирают на под­вижную и неподвижную части грузоподъем­ника через сферические поверхности, чтобы исключались изгибающие нагрузки.

Рис. 67, Плунжерный ци­линдр:

/ - штифт, 2 - корпус; 3 - плунжер, 4 - пробка, 5, 9 - кольца, 6 - втулка,-7 - уплотнительное устрой­ство, 8 - гайка, 10- шпилька

Масло в цилиндр подводится через шту­цер внизу корпуса 2. При крайнем верхнем положении плунжер 3 упирается буртом во втулку 6.

Поршневые цилиндры (рис. 68) имеют разнообразные конструкции. Напри­мер, цилиндр наклона вил погрузчика со­стоит из корпуса 12, включающего гильзу и приваренное к ней днище штока // с порш­нем 14 и уплотнительными кольцами 13. Поршень 14 закреплен на хвостовике штока 11 с помощью гайки 3 со шплинтом 2. На хвостовике выполнена канавка под уплотни­тельное кольцо 4. Спереди в цилиндре раз­мещается головка 5 цилиндра с втулкой. Шток в головке имеет уплотнение в виде манжеты 9 с упорным кольцом 10. Головка закрепляется в цилиндре резьбовой крыш­кой 6 с грязесъемником 7.

Необходимым условием работы гидравлического цилиндра яв­ляется герметизация штока (плунжера) в месте его выхода из корпуса цилиндра, а в поршневом цилиндре - герметизация штоковой и поршневой полостей. В большинстве конструкций для герметизации используются стандартные резиновые кольца и манжеты. Неподвиж­ное уплотнение осуществляется с помощью резиновых колец круглого сечения.

На поршнях устанавливаются в качестве уплотнителей резиновые кольца круглого сечения или манжеты. Срок службы круглого кольца значительно увеличивается, если его устанавливают в комплекте с одним (для одностороннего уплотнения) или с двумя (для двусторон­него уплотнения) тефлоновыми кольцами прямоугольного сечения.

В штоковых крышках устанавливается одно или два уплотнителя, а также грязесъемник для очистки штока при втягивании в цилиндр. Пластмассовые уплотнения при меньших габаритных размерах имеют в сравнении с резиновыми значительно больший срок службы.

Рис. 68. Поршневой цилиндр:

1 - заглушка, 2 - шплинт, 3 - гайка, 4, 10, 13 - кольца. S - головка цилиндра, 6 - крышка, 7 - грязесъемник, 8 - масленка. 9 - манжета, // - шток, 12 - кор­пус, 14 - поршень

При технической эксплуатации гидроцилиндров следует соблюдать следующие основные правила. При работе не допускать попадания на рабочую поверхность штока грязи и предохранять эту поверхность от механических повреждений; даже царапина нарушает герметичность цилиндра.

Если машина долго стояла с открытой рабочей поверхностью штока, то перед работой очищают шток мягкой тряпкой, смоченной в масле или керосине.

Нарушение герметичности между поршневой и штоковой полостями в то время, когда цилиндр находится под значительной нагрузкой, может привести к поврежде­нию корпуса или вырыву штоковой крышки из-за штокового эффекта,

Перепад давления, возникающий при заданном расходе, при в котором клапан перемещается, дросселируя поток, определяется настройкой пружины с помощью гайки. Чем больше затянута пружина тем при большем грузе сработает клапан. Пружина регулируется так чтобы обеспечивалось устойчивое опускание грузоподъемника без груза.

Установка обратно-дросселирующего клапана обеспечивает постоянную скорость опускания, но не исключает опускания груза и потере жидкости при внезапном обрыве подводящей гидролинии, что является недостатком описанной конструкции. Возможность регулирования скорости опускания путем изменения подачи насоса реализуется yc тановкой блока клапанов цилиндра подъема, который закрепляете непосредственно на цилиндре.

Блок клапанов выполняет четыре функции: пропускает весь поток жидкости в цилиндр при минимальном сопротивлении и запирает жидкость в цилиндре при нейтральном положении золотника распределителя и при повреждении подводящей гидролинии регулирует выходящий из цилиндра поток жидкости с помощью управляемого дроссельного клапана, при этом расход из цилиндра пропорционален производительности насоса; обеспечивает аварийный спуск груза при отказе гидропривода (гидронасоса, трубопроводов) у двигателя.

Блок клапанов (рис. 74) состоит из корпуса 10, в котором разме­щены обратный клапан 4 со стержнем 5 и пружиной 6, управляемый клапан / с пружиной 2, штуцеры 3 и 9, крышки, седла клапанов и уплотнения. В штуцере 9 закреплена гайка-демпфер с калиброван­ным отверстием.

Включением распределителя на подъем жидкость через штуцер 3 направляется к торцу клапана 4, сжимая пружину силой давления, открывает его и поступает в полость А цилиндра. Усилием пружины 2 клапан / плотно прижат к седлу. В полости Б давление отсутствует.

Рис. 74. Блок клапанов:

1,4 - клапаны, 2, 6 - пружины. 3,9 - штуцеры. 5 - стержень, 7 - контргайка; 8 - колпак, 10 - корпус

В нейтральном положении золотника распределителя давлением на­ходящейся в цилиндре жидкости и усилием пружины клапан 4 плотно прижат к седлу; также прижат к своему седлу клапан / пружиной 2, исключая утечку жидкости из цилиндра. Включением распределителя на опускание напорная гидролиния от насоса соединяется с поло­стью Б и через дроссельную шайбу со сливом В, а полость Д сооб­щается со сливом. Чем выше производительность насоса, тем большее Давление создается в полости Б, так как возрастает перепад давления На дроссельной шайбе. Давлением жидкости клапан / перемещается влево, сообщая полость А с полостью Д, и жидкость через кольцевой зазор перепускается в бак.

При перемещении клапана увеличиваются сжатие пружины и давление в полости В, поскольку гидравлическое сопротивление сливной

магистрали растет с увеличением расхода пропорционально открыл клапана, и уравновешивается давление в полости Б. Движение клапана также уменьшится, и клапан переместится направо под действием пружины 2 и давления в полости В, перекрыв частично кольцевую щель. Если при этом уменьшить подачу насоса и тем самым давление перед гайкой-демпфером, то давление в полости Б также уменьшится и усилием пружины 2 клапан переместится направо, перекрыв частично кольцевую щель.

Плавная и надежная работа управляемого клапана обеспечивается подбор пружины 2, диаметром клапана 1 и углом его конусной части, объемом полости и диаметром калиброванного отверстия в гайке-демпфере. В этой связи какое-либо изменение управляемого клапана недопустимо, так как может привести к нарушений его правильной работы, например, к возникновению автоколебаний, что сопровождается ударами клапана о седло и шумом.

При отказе привода аварийный спуск подъемника производится в такой последовательности: рукоятку распределителя устанавливают в нейтральное положена снимают защитный колпак 8; стержень 5 удерживают от проворота, вставив в прорезь отвертку и отвернув контргайку 7; стержень 5 поворачивают отверткой против часовой стрелки на 3-4 оборота (считая обороты по прорези); рукоятку распределителе устанавливают в положение «спуск» и опускают грузоподъемник. Если грузоподъемник не опускается, то рукоятку распределителя устанавливают в нейтральное положение и дополнительно отвертывают стержень 5.

После спуска стержень необходимо вернуть в исходное положение вращение по часовой стрелке и установить на место контргайку и защитный колпачок.

Если при установке рукоятки распределителя в нейтральное положение груз опускается под действием силы тяжести, то это свидетельствует о неполном закрытии клапанов. Причинами могут быть: негерметичность в месте сопряжения седел с конусными поверхностями из-за попадания твердых частиц; заедание одного из клапанов в результате попадания твердых частиц в зазор между корпусом и клапанами; управляемый клапан не упирается в седло из-за засорения калиброванного отверстия в гайке-демпфере (жидкость в полости Б оказывается запертой).

Если при перемещении рукоятки в положение «спуск» грузоподъемник не опу c кается, то это свидетельствует о засорении калиброванного отверстия.

Для обеспечения безопасности при изменении наклона грузоподъемника в гидролиниях к цилиндрам наклона устанавливаются дросселирегулируемый дроссель с обратным клапаном. Последний устанавливается в гидролинии к поршневой полости цилиндра наклона.

Дроссель с обратным клапаном (рис. - 75) состоит из корпуса. в котором размещается клапан 7, пружина 6, гайка 5, плунжер с уплотнением 2, гайка 4 и контргайка. При наклоне грузоподъемника назад жидкость проходит в цилиндр через обратный клапан 7, при обратном ходе жидкость из полости цилиндра вытесняется на слив через кольцевой зазор между боковым отверстием корпуса и конусов плунжера и наклонное отверстие в корпусе. Вращением гайки устанавливается зазор, обеспечивающий безопасную скорость наклона грузоподъемника вперед.

На погрузчиках обычно для привода рабочего оборудования гидроусилителя руля используются два отдельных насоса. В случае использования одного насоса для питания потребителей в гидросистеме устанавливается делитель потока. Он предназначен для деления потока жидкости на привод рабочего оборудования и на гидроусилитель, при этом должна быть обеспечена постоянная скорость поворота колес при различной подаче насоса.

Делитель потока (рис. 76) имеет корпус 1 с полым плунжером 5, предохранительным клапаном 4, пружиной 2, пробкой 3 и штуце­ром 7. В плунжере закреплена диафрагма 6 с отверстием. От насоса жидкость поступает в полость А и через отверстие в диа­фрагме в полость Б к гидро­усилителю (или гидрорулю). Диаметр отверстия в диа­фрагме выбран так, что в по­лость Б поступает 15 л/мин на малых оборотах двигателя. С возрастанием производи­тельности насоса давление в полости А возрастает, плун­жер 5 поднимается, сжимая пружину 2, и через боковые отверстия в плунжере часть потока жидкости поступает в распределитель. Одновремен­но возрастает поток жидко­сти в полость Б, давление в ней возрастает и излишек жидкости через предохрани­тельный клапан 4 направляет­ся в полость В и далее в бак. Перемещение плунжера 5 и работа клапана 4 обеспечивают постоянство расхода жидкости на питание гидроусилителя.

Рис. 75. Дроссель с обратным клапаном:

/ - корпус, 2 - уплотнение, 3 - плунжер,

4, 5 - гайка, 6 - пружина, 7 - клапан

Рис. 76. Делитель потока:

/ - корпус. 2 - пружина. 3 - пробка, 4 - кла­пан, 5 - плунжер, 6 - диафрагма, 7 - штуцер; А, Б, В, Д - полости

В других конструкциях делителей вместо диафрагмы с отверстием устанавливается регулируемый дроссель.

Поворотом рукоятки клапана сифон соединяется с атмосфер предотвращая вытекание жидкости из бака под действием силы тяжести.

Если клапан открыть и запустить насос, то жидкость вспенится насос будет работать с шумом и не развивать давление в гидросистеме. Поэтому следует всегда перед началом работы, перед запуском двигателя проверить закрытие клапана.

Запорный кран устанавливается в гидросистеме погрузчика для отсоединения манометра. Для замера давления необходим отвернуть кран на один-два оборота, после замера следует выключить распределитель и завернуть кран. Работа с включенным постоянно манометром не допускается.

ГИДРОБАКИ, ФИЛЬТРЫ, ТРУБОПРОВОДЫ

Гидробак предназначен для размещения и охлаждения рабочей жидкости гидросистемы. Его объем в зависимости от подачи насосом и объема гидроцилиндров равен 1-3-минутной подаче насоса. Гидро­бак включает заливную горловину с сетчатым фильтром и клапаном, соединяющим его полость с атмосферой, указатель уровня жидкости спускную пробку. Резервуар бака - сварной, с поперечной перегородкой. Всасывающая и сливная трубки в виде сифонов размещаются с разных сторон перегородки, что позволяет демонтировать подходящие к гидробаку гидролинии, не сливая жидкость. 10-15 % объема бака обычно занимает воздух.

Фильтры служат для очистки рабочей жидкости в гидросистеме.

Фильтры встраиваются в бак или устанавливаются отдельно. Фильтр в заливной горловине гидробака обеспечивает очистку при заправке. Он выполняется из проволочной сетки; его фильтрующие качества характеризуются размером ячейки в свету и площадью проходного сечения ячеек в единице площади поверхности. В некоторых случаях применяют сетчатые фильтры с 2-3 слоями фильтрующих сеток, что повышает эффективность очистки.

На сливной гидролинии отечественных погрузчиков устанавли­вается сливной фильтр с перепускным клапаном (рис. 77). Фильтр состоит из корпуса 6 с крышкой 10 и штуцером 1, в котором на трубке 5 размещены фильтрующие элементы 4 с войлоч­ными кольцами 7 по концам, затянутыми с помощью гайки 16. Сверху трубки закреплен корпус 14 перепускного клапана. Шарик 13 под­жимается пружиной /5, которая удерживается в трубке с помощью скоб 17, 18. Фильтр установлен на сливной гидролинии из гидроуси­лителя руля.

Жидкость попадает на наружную сторону фильтрующих элемен­тов и, пройдя сквозь ячейки элементов и через прорезь в трубке 5, попадает в центральный канал, соединенный со сливной гидролинией. По мере работы гидросистемы фильтрующие элементы загрязняются, сопротивление фильтра возрастает, по достижении давления 0,4 МПа открывается перепускной клапан, и жидкость сливается в бак неочи­щенной. Прохождение жидкости через клапан сопровождается специфическим шумом, что свидетельствует о необходимости очистить фильтр. Очистка производится путем частичной разборки фильтра и промывки фильтрующих элементов. Установка фильтра на сливе из гидроусилителя, работающего при меньшем давлении, не вызывает потерь дав­ления в гидросистеме рабочего оборудования.

На погрузчиках «Балканкар» фильтр устанавливается во всасывающей гидролинии (всасывающий фильтр) и размещается в гидро­баке. Всасывающий фильтр (рис. 78) содержит корпус /,

Рис. 77. Сливной фильтр с пе­репускным клапаном:

/ - штуцер, 2, 7, 11, 12 - кольца, 3 - штифт, 4 - фильтрующий эле­мент, 5 - трубка, 6 - корпус, 8 - колпачок. 9, 15 - пружины, 10 - крышка, 13 - шарик. 14 - корпус, клапана, 16 - гайка, 17, I 8 - скобы

Рис. 78. Всасывающий фильтр:

/ - корпус, 2 - пружина, 3 - крышка, 4 фильтрующий элемент, 5 - клапан

между крышками 3 которого размещен фильтрующий элемент 4. Крышки и элемент прижимаются к корпусу пружиной 2. Фильтрую­щий элемент выполнен из латунной сетки, которая имеет 6400 отвер­стий на 1 см 2 , что обеспечивает точность очистки 0,07 мм. При засоре­нии сетки жидкость засасывается гидронасосом через перепускной клапан 5. Выполненную на заводе-изготовителе настройку перепуск­ного клапана не надо нарушать в эксплуатации - это может вызвать подпор на сливе, если фильтр установлен на сливной гидролинии, или кавитацию гидронасоса, если фильтр установлен во всасываю­щей магистрали.

Трубопроводы гидропривода выполняют из стальных труб, рукавоввысокого и низкого давления (всасывающая гидролиния). Рукава используют для соединения подвижных относительно друг к другу частей гидросистем.

Для монтажа частей трубопроводов служат соединения с внутренним конусом (рис. 79, а). Герметичность соединения обеспечивается плотным контактом поверхности стального шарового ниппеля с конической поверхностью штуцера / с помощью гайки 2. Ниппель приваривается встык к трубе.

Рис. 79. Соединения трубопроводов:

а - с внутренним кольцом, б - с развальцовкой, в - с врезающимся кольцом;

1 - штуцер, 2 - гайка, 3, 5 - ниппели, 4 - труба, 6 - врезающееся кольцо

Трубы небольшого диаметра (6,8 мм) соединяют с развальцовкой (рис. 79, б) или с врезающимся кольцом (рис. 79, в). В первом случае труба 4 прижимается к штуцеру конусным ниппелем 5 с помощь гайки, во втором - уплотнение производится острой кромкой кольца при завинчивании накидной гайки.

При монтаже рукавов их нельзя перегибать в месте заделки, скручивать вдоль их продольной оси. Необходимо предусматривать запас по длине на сокращение длины рукава под действием давления. Рукава не должны касаться подвижных частей машины.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОГРУЗЧИКОВ

Принципиальные гидравлические схемы показывают устройстве гидросистем с помощью условных графических обозначений (табл. 5),

Рассмотрим типовую гидравлическую схему погрузчика 4045Р (рис. 80). Она включает две независимые гидросистемы с общим баком 1. Бак оснащен заливочным фильтром 2 с вентиляционным клапаном-суфлером, а идущая из бака всасывающая гидролиния имеет клапан 3 разрыва струи. От общего вала приводятся два гидронасоса малый 5 - для привода гидроусилителя и большой 4 - для привода рабочего оборудования. От большого насоса жидкость подается к моноблочному распределителю, включающему предохранительный клапан и три золотника: один для управления цилиндром подъема, другой - цилиндром наклона, третий - для работы с дополнительный навесным оборудованием. От золотника 6 жидкость через одну гидролинию направляется к блоку 12 клапанов и в полость цилиндра подъема, а через другую параллельно полости управления блока клапанов и в сливную линию через дроссель 13.

Исполнительные гидролинии золотника 7 соединены параллельно с цилиндрами наклона грузоподъемника: одна - с поршневыми полостями, другая - со штоковыми полостями. На входе в полости установлены дроссели. Третий золотник - резервный. 1

При нейтральном положении распределителя жидкость от насоса подается к каждому золотнику распределителя и через открытый канал в золотниках сливается в бак. Если золотник сдвинуть в то или иное рабочее положение, то сливной канал запирается и через открывшийся при этом другой канал жидкость поступает в испол­нительную гидролинию, а противоположная гидролиния сообщается со сливной.

В положении золотника цилиндра подъема «На подъем» жидкость проходит в полость цилиндра через обратный клапан блока клапа­нов и производит подъем грузоподъемника. В указанном и нейтральном положениях золотника обратный ток жидкости исключен, т. е. грузоподъемник не может опуститься. В положении золотника « Ha опускание» напорная линия от насоса сообщается со сливом через дроссель и одновременно поступает в полость управления блока клапанов. При малых оборотах двигателя давление в полости небольшой управляемый клапан откроется немного, из полости цилиндра расход будет небольшим и скорость опускания груза будет ограничена.

Для увеличения скорости опускания необходимо увеличить обороты двигателя, давление перед дросселем возрастет, управляемый, клапан откроется на большую величину и расход из полости цилиндра увеличится.

В гидролиниях к полостям цилиндров наклона установлены дрос­сели, которые ограничивают скорость наклона грузоподъемника.

В гидросистеме погрузчиков «Балканкар» (рис. 81) для привода рабочего оборудования и механизма поворота колес используется

Рис. 80. Гидравлическая схема погрузчика 4045Р:

I - бак, 2 - фильтр, 3 - клапан, 4, 5 - гидронасосы, 6, 7 - золотники. 8 - кран, 9 - манометр. 10, II - цилиндры, 12 - блок клапанов, 13 - дрос­сель, 14, - фильтр, 15 - гидроусилитель

один насос. Рабочая жидкость к насосу поступает из бака / через фильтр 2 с перепускным клапаном и подается к делителю потока, который направляет часть жидкости к гидрорулю 17, а остальной поток - к секционному распределителю //, содержащему четыре зо­лотника и предохранительный клапан 5. От золотника 9 к полости цилиндра подъема 13 через обратнодросселирующий клапан 12 идет одна гидролиния. При подъеме весь поток жидкости направится в полость цилиндра, а при опускании расход лимитируется проходным сечением дросселя. Также через обратнодросселирующий клапан,

Рис. 81. Гидросистема погрузчика «Балканкар»: I

1 - бак, 2 - фильтр. 3 - насос, 4, 5, 10, It , 15 - клапаны, 6-9 - золотники, 11 - распределитель. 13, 14, 16 - цилиндры, 16 - делитель потока, 17 - гидроруль

масло направляется в штоковые полости цилиндров наклона, обеспечивая медленный наклон грузоподъемника вперед с целью обеспечения безопасности.

Золотники б и 7 предназначены для навесного рабочего оборудования. Давление жидкости в исполнительных гидроцилиндрах навесного оборудования регулируется отдельным предохранительным клапаном.

Современные механизмы, машины и станки, не смотря на кажущееся сложное устройство, представляют собой совокупность так называемых простых машин – рычагов, винтов, воротов и тому подобного. Принцип работы даже очень сложных приборов основывается на основополагающих законах природы, которые изучает наука физика. Рассмотрим в качестве примера устройство и принцип работы гидравлического пресса.

Что такое гидравлический пресс

Гидравлический пресс – машина, создающая усилие, значительно превосходящее изначально приложенное. Название «пресс» довольно условно: такие устройства часто действительно используют для сжатия или прессования. Например, для получения растительного масла семена масличных культур сильно спрессовывают, выдавливая масло. В промышленности гидравлические прессы применяются для изготовления изделий методом штамповки.

Но принцип устройства гидравлического пресса можно использовать и в других сферах. Самый простой пример: гидравлический домкрат – механизм, позволяющий приложением относительно небольшого усилия человеческих рук поднимать грузы, масса которых заведомо превышает возможности человека. На этом же принципе – использовании гидравлической энергии, построено действие самых разных механизмов:

• гидравлического тормоза;
• гидравлического амортизатора;
• гидравлического привода;
• гидравлического насоса.

Популярность механизмов такого рода в самых разных областях техники связана с тем, что огромная энергия может передаваться с помощью довольно простого устройства, состоящего из тонких и гибких шлангов. Промышленные многотонные прессы, стрелы кранов и экскаваторов – все эти незаменимые в современном мире машины эффективно работают именно благодаря гидравлике. Помимо промышленных устройств гигантской мощности, есть множество ручных механизмов, например, домкратов, струбцин и небольших прессов.

Как работает гидравлический пресс

Чтобы понять, как работает этот механизм, нужно вспомнить, что такое сообщающиеся сосуды. Этим термином в физике называют сосуды, соединенные между собой и заполненные однородной жидкостью. Закон о сообщающихся сосудах говорит, что находящаяся в покое однородная жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне.

Если мы нарушаем состояние покоя жидкости в одном из сосудов, например, доливая жидкость, или оказывая давление на ее поверхность, чтобы привести систему в равновесное состояние, к которому стремится любая система, в остальных сообщающихся с данным, сосудах повысится уровень жидкости. Происходит это на основании другого физического закона, названного по имени ученого, сформулировавшего его – закона Паскаля. Закон Паскаля заключается в следующем: давление в жидкости или газе распространяется во все точки одинаково.

На чем же основан принцип работы любого гидравлического механизма? Почему человек может с легкостью поднять автомобиль, весящий больше тонны, чтобы поменять колесо?

Математически закон Паскаля имеет такой вид:

Давление P зависит прямо пропорционально от приложенной силы F. Это понятно – чем сильнее давить, тем больше давление. И обратно пропорционально от площади прилагаемой силы.

Любая гидравлическая машина представляет собой сообщающиеся сосуды с поршнями. Принципиальная схема и устройство гидравлического пресса показаны на фото.

Представьте, что мы надавили на поршень в большем сосуде. По закону Паскаля в жидкости сосуда начало распространятся давление, а по закону о сообщающихся сосудах, чтобы скомпенсировать это давление, в малом сосуде поршень поднялся. Причем, если в большом сосуде поршень сдвинулся на одно расстояние, то в малом сосуде это расстояние будет в несколько раз больше.

Проводя опыт, или математический расчет, несложно заметить закономерность: расстояние, на которые сдвигаются поршни в сосудах разного диаметра, зависят от соотношения меньшей площади поршня к большой. Тоже произойдет, если наоборот, силу прикладывать к меньшему поршню.

По закону Паскаля, если давление, полученное действием силы, приложенной к единице площади поршня малого цилиндра, во всех направлениях распространяется одинаково, то на большой поршень будет оказываться тоже давление, только увеличенное на столько, насколько площадь второго поршня больше площади меньшего.

В этом и заключается физика и устройство гидравлического пресса: выигрыш в силе зависит от соотношения площадей поршней. Кстати, в гидравлическом амортизаторе используется обратное соотношение: большое усилие гасится гидравликой амортизатора.

На видео представлена работа модели гидравлического пресса, которая наглядно иллюстрирует, каково действие этого механизма.

Устройство и работа гидравлического пресса подчиняется золотому правилу механики: выигрывая в силе, проигрываем в расстоянии.

От теории к практике

Блез Паскаль, теоретически продумав принцип работы гидравлического пресса, назвал его «машиной для увеличения сил». Но с момента теоретических изысканий до практического воплощения прошло более ста лет. Причиной такого запаздывания была не бесполезность изобретения – выгоды машины для увеличения силы очевидны. Конструкторами предпринимались многочисленные попытки соорудить это механизм. Проблема была в сложности создания уплотнительной прокладки, которая позволяла бы плотно прилегать поршню к стенкам сосуда и в тоже время, давать возможность ему легко скользить, сводя к минимуму издержки на трение – резины ведь тогда еще не было.

Проблема решилась только в 1795 году, когда английским изобретателем Джозефом Брамой был запатентован механизм, получивший название «пресс Брама». Позднее это устройство стали называть гидравлическим прессом. Схема действия прибора, теоретически изложенная Паскалем и воплощенная в прессе Брамы, нисколько не изменилась за прошедшие столетья.

Раздельноагрегатная гидросистема (устройство, описание и принцип работы)

Гидросистема служит для трансформации и передачи энергии тракторного двигателя к различным исполнительным звеньям с целью:

• управления навесной машиной
• управление прицепной машиной через установленные на ней гидроцилиндры
• привода в движение рабочих органов навесных или прицепных машин через гидравлическую систему отбора мощности трактора
• выполнения автосцепки с навесными и прицепными машинами
• изменения и автоматической поддержки выбранной глубины почвообработки
• корректировки вертикальной реакции почвы на движитель тракторавыполнения вспомогательных операций по обслуживанию трактора (изменение базы, изменение колеи, подъем остова и т.п.)

В настоящее время широко применяется гидросистема раздельногоагрегатного типа.

Унифицированная раздельноагрегатная гидравлическая навесная система тракторов (рис. 10.3) включает:

• насос с приводом и механизмом включения
• масляный бак
• фильтр
• стальные трубопроводы
• распределитель золотникового типа с механизмом управления
• эластичные рукава
• запорные и быстросоединительные муфты
• основной гидроцилиндр

• а так же - проходные штуцера, замедлительный клапан и уплотнительные устройства

Гидросистемы некоторых тракторов имеют гидроувеличитель сцепного веса с гидроаккумулятором, силовой регулятор или систему автоматического регулирования глубины обработки почвы (САРГ), гидросистему отбора мощности (ГСОМ).

Гидросистема посторена так, что бы обеспечить максимально широкую работу исполнительного звена - гидроцилиндра двухстороннего действия (или нескольких гидроцилиндров с независимым управлением).

Гидроцилиндр может иметь четыре основных состояния: движение поршня в одру сторону, движение поршня в другую сторону, фиксация поршня путём перекрытия маслу входа и выхода из гидроцилиндра, возможность свободного перемещения поршня в обе стороны от внешнего усилия за счет соединения обеих полостей гидроцилиндра межу собой и со сливной магистралью. Распределитель, в который от насоса поступает поток масла под давлением, обеспечивает один из четырёх вариантов работы гидроцилиндра. В этом случае распределитель имеет один золотник с осевым перемещением в одну из четырех позиций.

Для предохранения гидросистемы от чрезмерного повышения давления распределитель оснащается предохранительным клапаном отрегулированным на давление не выше 20,5 МПа.

Гидронасос является наиболее ответственным элементом гидросистемы. От него в большой мере зависит эффективность работы гидропривода. Наибольшее распространение получили шестеренные насосы типа НШ одно или двухсекционные. В тяжелых сельскохозяйственных и промышленных тракторах применяют так же аксиально-поршневые насосы как регулируемого, так и нерегулируемого типов.

Насос забирает масло через всасывающую магистраль из бака, емкость которого должна составлять 0,5 - 0,8 минутной производительности насоса. Очистка масла выполняется сетчатым фильтром или фильтром со сменным фильтровальным элементом, обеспечивающим удаление посторонних частиц размером от 25 мкм для жидкости, подаваемой от шестеренных насосов и распределителей с механическим управлением, и от 10 мкм для поршневых насосов и электрогидравлических распределителей/

Рассмотрим конкретные типовые конструкции узлов гидросистемы.

Гидронасосы (насосы нш)

Каждая модель насоса имеет определенное буквенно-цифровое обозначение, характеризующее его технические данные.

Так обозначение расшифровывается так:

НШ - насос шестеренный

32 объём рабочей жидкостей в см3, вытесняемый из насоса за один оборот вала (теоретическая подача);

У - унифицированная конструкция;

3 - группа исполнения, характеризующая номинальное давление нагнетания насоса: 2 - 14 МПа; 3 - 16 МПа; 4 - 20 МПа;

Л - левое направление вращение привода насоса. Если насос правого направления вращения, то соответствующей буквы в обозначении нет.

Рассмотрим конструкцию шестеренного гидронасоса и его привода.

На тракторах МТЗ 100, МТЗ 102 применен насос НШ 32-3 правого вращения (рис. 10.4) Нагнетание масла в насосе осуществляется при помощи ведущей 2 и ведомой 3 шестерни, расположенных между подшипниковой 1 и поджимной 5 обоймами и платиками 4. Подшипниковая обойма 1 служит единой опорой для цапф шестерен. Поджимная обойма 5 под давлением масла в полости манжеты (на рисунке не показана, расположена в зоне нагнетательного отверстия) поджимается к наружной поверхности зубьев шестерен, обеспечивая требуемый зазор между зубьями и уплотняющей поверхностью обоймы.

Платики 4 под давлением масла в полости торцовых манжет 16 и 14 поджимаются к шестерням 2 и 3, уплотняя их по боковым поверхностям в зоне высокого давления. Вал ведущей шестерни 2 в корпусе уплотняется двумя манжетами 19. Центрирование ведущего вала шестерни 2 относительно установочного бурта корпуса обеспечивается втулкой 20. Разъём корпуса с крышкой уплотняется с помощью резинового кольца круглого сечения.

Рис. 10.4 Масляный насос НШ-32-3

1 - подшипниковая обойма; 2 - ведущая шестерня; 3 - ведомая шестерня; 4 - платик; 5 - поджимная обойма; 6,10 - шарикоподшипники; 7 - вал; 8 - шестерня; 9 - корпус; 11 - вилка; 12 - валик управления; 13 - промежуточная шестерня; 14 - манжета; 15 - шайба; 16 - манжета; 17 - стакан подшипника; 18 - шпилька; 19 - манжета; 20 - втулка центрирующая

Насос закреплен четырьмя шпильками 18 на корпусе 9 гидроагрегатов через стакан 17, в котором он центрируется посадочным пояском корпуса. Шлицевой хвостовик ведущей шестерни 2 насос входит во внутренние шлицы вала 7, установленного на подшипниках 6 и 10.

При работающем двигателе вращение через шестерни привода независимого ВОМ и промежуточную шестерню 13 передается на шестерню 8 (при включенном положении), которая через шлицы передает вращение валу 7 и ведущей шестерне 2.

Шестерня 8 перемещается ручным механизмом управления через валик 12 с закрепленной на нем вилкой 11 и может фиксироваться ручкой управления в двух позициях: включенный привод, когда шестерня 8 находится из зацепления с шестерней 13. Включение или выключение от потребности в гидроприводе при работе МТА

Распределители

Распределители тракторной навески гидросистемы служат для распределения потока рабочей жидкости между потребителями, для автоматического переключения системы на режим холостого хода (перепуск рабочей жидкости в бак) в периоды, когда все потребители отключены, и для ограничения давления в гидросистеме при перегрузках.

На сельскохозяйственных тракторах наибольшее распространение получили моноблочные трехзолотниковый четырехпозиционные распределители с ручным управлением. На промышленных тракторах применяются моноблочные одно, двух или трехзолотниковый и обычно, трехпозиционные распределители с ручным и дистанционным управлением.

Тракторные распределители имеют буквенно-цифровое обозначение типа Р80 3/1-222, Р80 3/2-222, Р160 3/1-222 - Здесь буква Р - означает распределитель; две первые цифры при букве максимальную производительность насоса, л/мин, с которым распределитель может работать; остальные цифры и буквы - конструктивный вариант распределителя.

Типовой трехзолотниковый четырехпозиционный распределитель представлен на рис. 10.5

В корпусе 1 с каналами 2 устанавливают золотники 3, перепускной 7 и предохранительный клапан 11. К корпусу привернуты две крышки. В верхней крышке 4 шарнирно укреплены рукоятки для управления золотниками. В нижней крышке 10 имеется полость для слива масла в бак. К распределителю по трубопроводу подводится масло от насоса. От распределителя по шести трубопроводам масло может поступать в поршневую и штоковую полости гидроцилиндров.
Перепускной клапан 11 сообщен каналом 6 с полостью над перепускным клапаном. При чрезмерном повышении давления в системе клапан 1 открывается и соединяет эту полость с полостью слива.
Схема действия распределителя при различных режимах работы представлена на рис. 10.6
Если орудие находится в транспортном положении и золотник установлен в нейтральном положении рис 10.6а, то масло по калиброванному отверстию 2 перепускного клапана 4 поступает в отводной канал 9 и далее в сливную полость 6 и масленый бак. Ввиду дросселирующего действия калиброванного отверстия 2 перепускной клапан отходит от седла 5 и масло поступает параллельно основному потоку через клапан в сливную полость.

Рис. 10.5 Трехзолотниковый четырехпозиционный распределитель

Нижняя полость гидроцилиндра 1 сообщается трубопроводом с каналом 8 распределителя, а верхняя полость - с каналом 7. Как видно из схемы кольцевые пояски золотника перекрывают оба канала, запирая масло в гидроцилиндре. При установке золотника в плавающее положение (рис. 10.6.б) масло, поступающее от насоса, сливается в бак через перепускной клапан и отводной канал 9. Обе полости гидроцилиндра сообщаются со сливной полостью распределителя. Навесной орудие под действием веса опускается и рабочие органы его заглубляются (под действием заглубляющего момента). Величина заглубления ограничена положением опорного колеса орудия. При выполнении технологического процесса золотник остается в плавающем положении и опорные колеса орудия при этом могут свободно копировать рельеф поля.
Подъем орудия в транспортное положение происходит при установке золотника в положение «подъем» (рис. 10.6.в) В этом случае золотник перекрывает отводной канал 9 и одновременно открывает доступ маслу из нагнетательного канала 3 в канал 8, который сообщается с нижней полостью гидроцилиндра 1.

Рис. 10.6 Схема работы распределителя раздельноагрегатной навесной системы в положениях:
А – нейтральное; б – плавающее; в – подъем; г – опускание

При принудительном опускании орудия (рис. 10.6.г) перепускной клапан закрыт; в верхнюю полость гидроцилиндра поступает масло из нагнетательного канала 3, а из нижней полости гидроцилиндра масло вытесняется и поступает в бак. Принудительное опускание применяется при работе тракторов с ямокопателями, бульдозерами и некоторыми другими специальными машинами.
Ручной установкой золотника в нейтральное положение можно зафиксировать поршень гидроцилиндра в любом промежуточном положении.
В заданных положениях (плавающем, нейтральном и др.) золотник удерживается шариковым фиксатором 12 (см. рис. 10.5). Причем это устройство предусматривает автоматический возврат золотника из положений «подъем» и «опускание» в нейтральное положение. Из плавающего положения в нейтральное золотник переводится только вручную.

Гидроцилиндр (объемный гидродвигатель возвратно-поступательного движения) применяется для привода механизмов навески трактора разного типа в качестве выносного гидроцилиндра. Выносные гидроцилиндры в отличие от основных имеют быстросъемные присоединительные устройства, облегчающие их монтаж и демонтаж.

Для раздельноагрегатных гидросистем гидроцилиндры могут быть трех исполнений, обозначаемых цифрами 2, 3 и 4, что соответствует номинальному давлению жидкости соответственно в 14,16 и 20 МПа.
В обозначении гидроцилиндра буква Ц – цилиндр, а цифры при букве – внутренний диаметр цилиндра, мм. Единый типоразмерный ряд гидроцилиндров охватывает шесть марок: Ц55, Ц75, Ц80, Ц100, Ц125 и Ц140
В зависимости от исполнения конструкции гидроцилиндров отличаются друг от друга.
В исполнении 2 гидроцилиндр (рис.10.7) имеет корпус разбирающийся на три основные части: цилиндр 9, задняя крышка 2 и передняя крышка 23. Все части стягиваются четырьмя длинными шпильками или болтами. Уплотнение крышек 2 и 23, штока 8 и поршня 6 производится резиновыми кольцами 3,5,7,10 и 16. Для предотвращения попадания грязи в гидроцилиндр установлен «чистик» 13, состоящий из пакета стальных шайб. Для регулирования величины рабочего хода поршня 6 служат подвижный упор 15 и гидромеханический клапан 18, перекрывающий выход масла из цилиндра и вызывающий повышение давления в системе и автоматический возврат золотника в нейтральное положение.

Рис. 10.7 Гидроцилиндр:
1 - бугель; 2 - задняя крышка; 3,5,7,10,16 – уплотнительные резиновые кольца; 4 - кольцо; 6 – поршень; 8 - шток; 9 - цилиндр; 11 - болт; 12 – шайба; 13 – «чистик»; 14 – барашковая гайка; 15 – упор; 17-направляющая клапана; 18 – гидромеханический клапан; 19 – гнездо клапана; 20 – штуцер замедлительного клапана; 21 – шайба замедлительного клапана; 23 – передняя крышка, 24 – гайка; 25 – соединительная трубка; 26 – болт; 27 – штуцер; 28 – гайка штока
Плавное опускание навесной машины обеспечивается установкой на выходе гидроцилиндра замедлительного клапана, состоящего из штуцера 20 и плавающей шайбы 21 с калиброванным отверстием.

В исполнении 3 корпус гидроцилиндра состоит из двух основных частей: стакан корпуса цилиндра приворачивается к нижней крышке, а верхняя крышка крепится четырьмя короткими болтами к фланцу, приваренному к верхней части стакана. На цилиндре отсутствует гидромеханический клапан.

Гидролинии

Гидролинии раздельноагрегатных гидросистем имеют большую протяженность и включают трубопроводы, шланги (рукава высокого давления), соединительные и разрывные муфты с запорными клапанами и уплотнения. По назначению гидролинии делятся на всасывающие, напорные, сливные, дренажные и линии управления.

Металлические трубопроводы напорных гидролиний изготовляют из стальных бесшовных труб, рассчитанных на давление до 32 МПа с внутренним диаметром 10,12,14,16,20,24 и 30 мм. Их наконечники представляют собой ниппель, приваренный к трубе с предварительно надетой накидной гайкой или приваренную полую головку под специальный полый болт с металлическими уплотнительными прокладками.

Трубопроводы изгибаются на специальном станке, исключающем образованием складок и сплющиваний на местах изгиба.

Шланги (рукава высокого давления) применяют для соединения гидроагрегатов, имеющий взаимное перемещение.

Гибкий резинометаллический рукав состоит из резиновой камеры, хлопчатобумажной или капроновой оплётки, металлической оплетки, второго слоя капроновой оплетки, наружного резинового слоя и верхнего слоя таки (бандаж). В рукавах применяется маслостойкая резина.

При необходимости рукава соединяют между собой с помощью проходных штуцеров.

Соединительные и разрывные муфты (рис.10.8) применяют для подключения выносных гидроцилиндров и вставляются в местах соединения (разъединения) рукавов.

Состоит из двух полумуфт 1 и 8 (рис. 10.8а) вставляемых друг в друга и стягиваемых резьбовым соединением с помощью накидной гайки 6. Уплотнение осуществляется резиновым кольцом 7. Два шарика 5, прижимаются, друг к другу с образованием кольцевого канала, через который перетекает масло. При разъединении полумуфт 1 и 8 шарики 5 под действием пружин прижимаются к седлам полумуфт, запирая их выходные отверстия и препятствуя вытеканию масла. Наряду с резьбовыми применяют быстросоединяемые муфты, в которых полумуфты фиксируются друг с другом шариковым замком.

Разрывная муфта устанавливается обычно на прицепном гидрофицированном орудии между рукавами, подводящими масло к выносному гидроцилиндру и служит в качестве предохранительного устройства при внезапном непредусмотренном отцеплении орудия или при отъезде трактора от отцепленного орудия, но с присоединенными к трактору шлангами.

Рис. 10.8 Муфты:
а - соединительная; б – разрывная

Разрывная муфта (рис. 10.8.б) во многом аналогична соединительной муфте, но вместо резьбового соединения имеет шариковый замок. В случае возникновения осевого усилия в стыке полумуфт более 200…250 Н замковые шарики 9 выходят из кольцевой проточки полумуфты 10 и, воздействуя на запорную втулку 11, заставляют ее перемещаться вправо, сжимая пружину 13. Происходит разъединение полумуфт, исключающее разрыв шлангов и вытекания масла.

Баки и фильтры

Баки гидронавесных систем тракторов служат резервуаром для рабочей жидкости – масла.
Объем бака зависит от количества потребителей и из особенностей и составляет 0,5…0,8 минутной объемной подачи насоса (насосов).
Масло фильтруется полнопоточным фильтром со сменным фильтрующим элементом и перепускным клапаном, перепускающим масло мимо фильтра в случае его сильного загрязнения и повышения давления до 0,25…0,35 МПа.

Мы продём весь ассортимент

Перепечатка материалов разрешена только с указанием активной ссылки на сайт сайт - запчасти для тракторов, насосы шестеренные(НШ)

10 февраля 2016

Гидравлическая система представляет собой устройство, предназначенное для преобразования небольшого усилия в значительное с использованием для передачи энергии какой-либо жидкости. Разновидностей узлов, функционирующих по этому принципу, существует множество. Популярность систем этого типа объясняется прежде всего высокой эффективностью их работы, надежностью и относительной простотой конструкции.

Сфера использования

Широкое применение системы этого типа нашли:

1. В промышленности. Очень часто гидравлика является элементом конструкции металлорежущих станков, оборудования, предназначенного для транспортировки продукции, ее погрузки/разгрузки и т. д.
2. В авиакосмической отрасли. Подобные системы используются в разного рода средствах управления и шасси.
3. В сельском хозяйстве. Именно через гидравлику обычно происходит управление навесным оборудованием тракторов и бульдозеров.
4. В сфере грузоперевозок. В автомобилях часто устанавливается гидравлическая тормозная система.
5. В судовом оборудовании. Гидравлика в данном случае используется в рулевом управлении, входит в конструктивную схему турбин.

Принцип действия

Работает любая гидравлическая система по принципу обычного жидкостного рычага. Подаваемая внутрь такого узла рабочая среда (в большинстве случаев масло) создает одинаковое давление во всех его точках. Это означает то, что, приложив малое усилие на маленькой площади, можно выдержать значительную нагрузку на большой.

Далее рассмотрим принцип действия подобного устройства на примере такого узла, как гидравлическая тормозная система автомобиля. Конструкция последней довольно-таки проста. Схема ее включает в себя несколько цилиндров (главный тормозной, заполненный жидкостью, и вспомогательные). Все эти элементы соединены друг с другом трубками. При нажатии водителем на педаль поршень в главном цилиндре приходит в движение. В результате жидкость начинает перемещаться по трубкам и попадает в расположенные рядом с колесами вспомогательные цилиндры. После этого и срабатывает торможение.

Устройство промышленных систем

Гидравлический тормоз автомобиля — конструкция, как видите, довольно-таки простая. В промышленных машинах и механизмах используются жидкостные устройства посложнее. Конструкция у них может быть разной (в зависимости от сферы применения). Однако принципиальная схема гидравлической системы промышленного образца всегда одинакова. Обычно в нее включаются следующие элементы:

1. Резервуар для жидкости с горловиной и вентилятором.
2. Фильтр грубой очистки. Этот элемент предназначен для удаления из поступающей в систему жидкости разного рода механических примесей.
3. Насос.
4. Система управления.
5. Рабочий цилиндр.
6. Два фильтра тонкой очистки (на подающей и обратной линиях).
7. Распределительный клапан. Этот элемент конструкции предназначен для направления жидкости к цилиндру или обратно в бак.
8. Обратный и предохранительный клапаны.

Работа гидравлической системы промышленного оборудования также основывается на принципе жидкостного рычага. Под действием силы тяжести масло в такой системе попадает в насос. Далее оно направляется к распределительному клапану, а затем - к поршню цилиндра, создавая давление. Насос в таких системах предназначен не для всасывания жидкости, а лишь для перемещения ее объема. То есть давление создается не в результате его работы, а под нагрузкой от поршня. Ниже представлена принципиальная схема гидравлической системы.

Преимущества и недостатки гидравлических систем

К достоинствам узлов, работающих по этому принципу, можно отнести:

• Возможность перемещения грузов больших габаритов и веса с максимальной точностью.
• Практически неограниченный диапазон скоростей.
• Плавность работы.
• Надежность и долгий срок службы. Все узлы такого оборудования можно легко защитить от перегрузок путем установки простых клапанов сброса давления.
• Экономичность в работе и небольшие размеры.

Помимо достоинств, имеются у гидравлических промышленных систем, конечно же, и определенные недостатки. К таковым относят:

• Повышенный риск возгорания при работе. Большинство жидкостей, используемых в гидравлических системах, являются горючими.
• Чувствительность оборудования к загрязнениям.
• Возможность протечек масла, а следовательно, и необходимость их устранения.

Расчет гидравлической системы

При проектировании подобных устройств принимается во внимание множество самых разных факторов. К таковым можно отнести, к примеру, кинематический коэффициент вязкости жидкости, ее плотность, длину трубопроводов, диаметры штоков и т. д.

Основными целями выполнения расчетов такого устройства, как гидравлическая система, чаще всего является определение:

• Характеристик насоса.
• Величины хода штоков.
• Рабочего давления.
• Гидравлических характеристик магистралей, других элементов и всей системы в целом.

Производится расчет гидравлической системы с использованием разного рода арифметических формул. К примеру, потери давления в трубопроводах определяются так:

1. Расчетную длину магистралей делят на их диаметр.
2. Произведение плотности используемой жидкости и квадрата средней скорости потока делят на два.
3. Перемножают полученные величины.
4. Умножают результат на коэффициент путевых потерь.

Сама формула при этом выглядит так:

• ∆p i = λ х l i(p) : d х pV 2: 2.

В общем, в данном случае расчет потерь в магистралях выполняется примерно по тому же принципу, что и в таких простых конструкциях, как гидравлические системы отопления. Для определения характеристик насоса, величины хода поршня и т. д. используются другие формулы.

Типы гидравлических систем

Подразделяются все такие устройства на две основные группы: открытого и закрытого типа. Рассмотренная нами выше принципиальная схема гидравлической системы относится к первой разновидности. Открытую конструкцию имеют обычно устройства малой и средней мощности. В более сложных системах закрытого типа вместо цилиндра используется гидродвигатель. Жидкость поступает в него из насоса, а затем снова возвращается в магистраль.

Как выполняется ремонт

Поскольку гидравлическая система в машинах и механизмах играет значимую роль, ее обслуживание часто доверяют высококвалифицированным специалистам занимающихся именно этим видом деятельности компаний. Такие фирмы обычно оказывают весь комплекс услуг, связанных с ремонтом спецтехники и гидравлики.

Разумеется, в арсенале этих компаний имеется все необходимое для производства подобных работ оборудование. Ремонт гидравлических систем обычно выполняется на месте. Перед его проведением при этом в большинстве случаев должны быть произведены разного рода диагностические мероприятия. Для этого компании, занимающиеся обслуживанием гидравлики, используют специальные установки. Необходимые для устранения проблем комплектующие сотрудники таких фирм также обычно привозят с собой.

Пневматические системы

Помимо гидравлических, для приведения в движение узлов разного рода механизмов могут использоваться пневматические устройства. Работают они примерно по тому же принципу. Однако в данном случае в механическую преобразуется энергия сжатого воздуха, а не воды. И гидравлические, и пневматические системы довольно-таки эффективно справляются со своей задачей.

Плюсом устройств второй разновидности считается, прежде всего, отсутствие необходимости в возврате рабочего тела обратно к компрессору. Достоинством же гидравлических систем по сравнению с пневматическими является то, что среда в них не перегревается и не переохлаждается, а следовательно, не нужно включать в схему никаких дополнительных узлов и деталей.

К атегория:

Краны-трубоукладчики

-

Принцип работы гидравлической системы навесного оборудования

Общие сведения. Гидравлическая система навесного оборудования предназначена для выдвижения и подтягивания контргруза, а также для управления тормозами и муфтами. Она состоит из гидравлического насоса, гидравлических цилиндров, гидрораспределителей, предохранительных гидроклапанов, гидродросселей, гидробаков, контрольно-измерительных приборов (манометров), гидролиний, фильтра.

В рассматриваемых трубоукладчиках схемы гидравлической системы навесного оборудования, несмотря на использование унифицированных сборочных единиц и элементов, имеют некоторые различия, обусловленные различием принципа включения муфт управления барабанами лебедки и присутствием специальных приборов контроля нагрузки.

Трубоукладчик Т-3560М. Из бака (рис. 85) насос подает рабочую жидкость по линии а к распределителю. В нейтральном положении рукояток золотников рабочая жидкость через отверстия в корпусе распределителя поступает в бак по линии. Распределитель состоит из трех секций, две из которых направляют поток рабочей жидкости к цилиндрам управления муфтами подъема и опускания груза и управления стрелой, а третья секция обслуживает цилиндр управления контргрузом. В случае подъема или опускания рукоятки (и вместе с ней золотника) рабочая жидкость из распределителя через дроссели будет поступать в правую или левую полости цилиндра, соответственно выдвигая или подтягивая контргруз.

Рис. 85. Гидравлическая схема навесного оборудования трубоукладчика Т-3560Л1:
1 - шестеренный насос, 2 - предохранительный клапан, 3 - манометр, 4 - трехзолотниковый распределитель, 5 - цилиндр управления контргрузом, Ь, 12, 13 - рукоятки золотников, 7 и 8 - цилиндры управления муфтами подъема и опускания крюка и стрелы, 9 - прерыватель, 10 - бак, 11 - дроссели

При установке рукоятки в нейтральное положение (показано на рисунке) поршень цилиндра окажется зафиксированным в том положении, в котором он находился в момент перевода рукоятки.

Когда поднята (показано на рисунке) рукоятка, рабочая жидкость из распределителя поступает в левый цилиндр, который включает муфту подъема груза и выключает тормоз -начинается подъем груза. При возвращении этой рукоятки в нейтральное положение рабочая жидкость из цилиндра направляется обратно в бак по линии и муфта подъема груза выключается, а тормоз тормозит барабан. Для опускания груза рукоятку опускают, включая муфту опуска.

При подъеме рукоятки масло из распределителя поступает в цилиндр, который включает муфту подъема стрелы в выключает тормоз.

Рис. 86. Гидравлическая схема навесного оборудования трубоукладчика TT-20I:
1 – блок-пульт управления, 2 - цилиндр-датчик, 3 - цилиндр автоматического включения» распределителя, 4 7, 8, 10 - цилиндры управления муфтами опускания и подъема коюка и стрелы; 5, б, 12 - однозолотниковые распределители, 9 - прерыватель, 11- цилиндр управления контргрузом, 13 – шестеренный насос, 14 – бак, 15, 19 – предохранительные клапаны прямого действия, 16 – фильтр, П – предохранительный клапан дифференциального-действия, 18 – обратный клапан, 20 – панель настройки прибора нагрузки, 21 – дроссель; 22 - указатель нагрузки

Когда стрела достигнет вертикального положения, буферное устройство нажмет на кулачок прерывателя подъем стрелы прекратится, так как масло через прерыватель из цилиндра на лебедке пойдет в бак по дополнительной сливной линии е. В этом случае муфта выключится и тормоз затянется. При опускании (показано на рисунке) рукоятки стрела) будет опускаться.

Предохранительный клапан обеспечивает необходимое для управления лебедкой и контргрузом давление рабочей жидкости в системе -около 7800 кПа и перепускает жидкость от насоса в бак по линии г при превышении в распределителе этого давления.

Трубоукладчик ТГ-201. Рабочая жидкость, нагнетаемая из бака (рис. 86) насосом, поступает по линии а к золотниковому распределителю. При нейтральном положении золотника рабочая жидкость поступает через распределитель одновременно по линиям б и в к однозолотниковым распределителям, а также достигает предохранительного клапана дифференциального действия, имеющего дистанционную разгрузку с помощью линии г. По этой линии, а также линии д, идущей от распределителя, жидкость сливается в бак при невключенных распределителях, последовательно проходя через них.

При перемещении золотника распределителя вправо или влево рабочая жидкость под давлением поступает в штоковую или поршневую полость гидроцилиндра, обеспечивая придвижение или откидывание контргруза. Как только контргруз достигнет крайнего положения, в гидросистеме возрастет давление до величины, на которую настроен предохранительный клапан прямого действия, и клапан сработает, начав перепускать жидкость в бак по линии е. Подача жидкости и ее слив прекратятся после выключения распределителя.

Для включения грузового барабана лебедки необходимо золотник распределителя передвинуть влево или вправо. Линия г дистанционной разгрузки окажется перекрытой в распределителе и рабочая жидкость поступит к цилиндрам включения муфт из линии в. Давление жидкости при ее подаче к цилиндрам будет ограничено величиной настройки предохранительного клапана дифференциального действия, который при превышении настроечного давления сработает и соединит линию в с дополнительной сливной линией ж, имеющей фильтр.

Включение стрелового барабана осуществляется перемещением.золотника распределителя. Рабочая жидкость будет поступать тс цилиндрам включения муфт стрелового барабана, причем к цилиндру ключения муфты подъема стрелы - через распределитель-прерыватель. Когда стрела подойдет к вертикальному положению, она нажмет на золотник распределителя-прерывателя, прекратится подача рабочей жидкости к цилиндру и автоматически остановится стрела.

Давление (4500 кПа), на которое настраивают предохранительный клапан дифференциального действия, меньше давления (9500 кПа) предохранительного клапана прямого действия, так как взаимодействующий с клапаном и распределителем цилиндр и контргруза требует большего давления, чем цилиндры, взаимодействующие с клапаном и распределителями.

Все распределители и клапаны гидросистемы трубоукладчика сосредоточены в кабине машиниста в виде единого блок-пульта, в который включена также панель настройки прибора контроля нагрузки. Этот прибор включает в себя цилиндр-датчик, контролирующий нагрузку, на крюке трубоукладчика, и цилиндр д автоматического включения распределителя управления грузовым барабаном лебедки, связанный с цилиндром-датчиком.

Рис. 87. Гидравлическая схема навесного оборудования трубоукладчика ТО-1224Г:
1 - фильтр, 2 - прерыватель, 3 и 4 - цилиндры управления фрикционной муфтой привод» лебедки и контргрузом, 5 и 6 - двух- и трех-позиционный распределители, 7 – манометр, 8 - предохранительный клапан, 9 - шестеренный насос, 10 - кран, 11 - бак

Увеличение нагрузки трубоукладчика приводит к росту давления в штоковой полости цилиндра-датчика, линии к и поршневой полости цилиндра автоматического включения. Под действием этого давления шток цилиндра перемещается вправо. Если при его перемещении левый из двух закрепленных на штоке упоров достигнет рукоятки распределителя, включится распределитель и начнется подача рабочей жидкости к цилиндру, что обеспечит работу грузового барабана на спуск трубопровода. При этом используется характерная черта упругого состояния трубопровода: с ростом его прогиба вверх нагрузка от него возрастает, а с уменьшением прогиба - падает. Как только прогиб трубопровода в результате работы барабана лебедки уменьшится, давление в цилиндрах снизится до нормального, контакт между левым упором штока цилиндра и рукояткой распределителя под действием пружины цилиндра прекратится и распределитель выключится, а барабан лебедки остановится.

Если давление в цилиндре-датчике из-за малой внешней нагрузки упадет ниже нормы, то пружиной цилиндра и укрепленным на ее штоке правым упором включится распределитель на подъемное вращение грузового барабана лебедки.

Панель настройки прибора контроля нагрузки включает в себя обратный клапан, регулируемый предохранительный клапан прямого действия, регулируемый дроссель и указатель нагрузки.

Трубоукладчик ТО-1224Г. Гидросистема работает следующим образом. При работающем двигателе трубоукладчика и включенном отборе мощности рабочая жидкость из бака (рис. 87) по линии а насосом подается к трехпозиционному распределителю. При нейтральном положении золотника распределителя рабочая жидкость поступает из него через распределитель идет на слив.

При перемещении золотника распределителя рукояткой в одно из крайних положений рабочая жидкость начинает поступать по линиям д или е в одну из полостей цилиндра, обеспечивая придвигание или отодвижку контргруза. Из другой полости рабочая жидкость вытесняется по противоположным линиям е или д, а затем поступает по линиям, на слив в бак через фильтр.

Когда машинист нажимает на рукоятку двухпозиционного распределителя, безнапорная циркуляция через него рабочей жидкости прекращается и жидкость поступает по линии ж к цилиндру управления фрикционной муфтой привода лебедки, обеспечивая включение привода. При упоре грузовой стрелы в буферное устройство верхней рамы и срабатывании распределителя-прерывателя подача рабочей жидкости к цилиндру прерывается, так как рабочая жидкость начинает поступать из линии ж в сливную Линию г и далее в бак.

В случае чрезмерного повышения давления в гидросистеме срабатывает предохранительный клапан и рабочая жидкость по линии и поступает в бак.