Міністерство аграрної політики і продовольства України
Дніпропетровський державний аграрний університет
Кафедра "Трактори і автомобілі"
Методичні рекомендації
для виконання лабораторних робіт по дисципліні "Гідропривод сільськогосподарської техніки" для студентів факультету механізації сільського господарства очної форми навчання
Напрям підготовки – 6.100102 Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва.
Дніпропетровськ 2011
Методичні рекомендації призначені для студентів факультету механізації сільського господарства очної форми навчання. В методичних рекомендаціях викладені методики виконання лабораторних робіт, загальні положення про вивчаємі вузли і агрегати, рекомендації по використанню навчальної літератури.
Укладачі: к.т.н., доцент Улексін В.О., ст. викл. Брижа М.Р., інж. Клименко О.В.
Рецензенти: зав. кафедрою «Сільськогосподарські машини»
к.т.н. , доцент Кобець О.А..;
к.т.н., доцент кафедри ЕМТП, Ролдугін М.І.
Розглянуто і затверджено на засіданні кафедри «Трактори і автомобілі»
Протокол № від 2011 р.
Зав. кафедрою «Трактори і автомобілі», к.т.н., доцент В.О.Улексін
Схвалено науково-методичною радою факультету механізації сільського господарства
Протокол № від 2011 р.
Голова НМР факультету, к.т.н., доцент В.О.Улексін
Загальні зауваження про порядок проведення лабораторних робіт по дисципліні "Гідравлічний привод сільськогосподарської техніки"
1. Перед початком кожної лабораторної роботи студенти самостійно повинні проробити відповідну літературу для кращого засвоєння вивчаємого матеріалу.
2. При проведенні лабораторних робіт студенти вивчають під керівництвом викладача вузли і агрегати на протязі відведеного часу.
3. До виконання лабораторних робіт допускаються студенти, які пройшли інструктаж з техніки безпеки.
Після виконання роботи вузли і агрегати повинні бути складені, а робоче місце прибране.
5. По закінченню виконання роботи необхідно скласти відповідний звіт.
Всі схеми та ескізи у звіті необхідно виконувати олівцем з дотриманням правил креслення.
Звіт по виконаній роботі повинен бути показаний викладачу для перевірки і захищений не пізніше останнього заняття по даному розділу.
Лабораторна робота № 1 – 11
Тема: Шестеренні гідромашини
Мета роботи: Ознайомитися з загальною будовою, принципом роботи, основними несправностями шестеренних насосів і гідромоторів та способами їх усунення.
Обладнання: Макети шестеренних гідронасосів, плакати та підручники.
Час виконання роботи – 2 години.
Методичні вказівки по роботі: По макетах, плакатах та підручниках вивчи ти призначення, будову, принцип роботи, основні несправності шестеренних гідромашин та способи їх усунення.
Загальні положення та поняття.
До шестеренних гідромашин належать насоси і гідромотори.
Насос – це джерело гідравлічної енергії, а гідромотор – її споживач, що перетворює енергію потоку робочої рідини на енергію обертального руху вихідної ланки (вала), кут обертання якого не обмежений (вал обертається). У шестеренних гідромашин робочі камери утворені поверхнями зубчастих коліс, корпусу і бокових кришок.
У гідроприводах сільськогосподарської техніки застосовують такі типорозміри шестеренних насосів: НШ-10, НШ-32, НШ-50, НШ-67, НШ-100, НШ-160, НШ-250 та ін., що виконані за трьома конструктивними схемами – НШЕ, НШУ та НШК. Перші дві букви означають «насос шестеренний », цифри – робочий об'єм або теоретичну подачу масла в см3 за один оберт вала. Букви Е або У, що розміщені після цифр, вказують на тип насоса. Буква К, що означає круглий насос не пишеться. Про ліве обертання свідчить буква Л, що розміщена після цифр робочого об'єму, або після букв, що вказують тип, буква Р означає реверсивний напрямок обертання, а відсутність букви означає праве обертання. За робочим тиском насоси поділяють на 4 групи (тиск 10 МПа – цифра 1, тиск 14 МПа – цифра 2, тиск 16 МПа – цифра 3, тиск 20 МПа – цифра 4. Промисловістю впускаються також насоси типу НМШ, двосекційні та спеціальні. Варто відрізняти шестеренні машини МНШ (мотор-насос шестеренний) і НМШ (насос малого тиску шестеренний).
Короткі відомості про будову окремих насосів гідросистем тракторів та гідроприводів.
Загальну будову і принцип дії шестеренного насоса показано на рис.1.1.
Принцип дії. При обертанні шестерень зуби виходять із зачеплення в порожнині А і в ній створюється розрідження. За рахунок різниці тисків у баці і порожнині А олива надходить у порожнину А з бака і заповнює вивільнений простір, і далі, знаходячись у западинах шестерень, переміщується до порожнини Б. Тут зуби входять в западини і витісняють з них оливу у напірну порожнину Б. Характерною для шестеренних насосів є те, що тиск у западинах із зміною кута повороту
Рис. 1.1. Шестеренний насос:
а – схема роботи; б – будова; в і г – умовне позначення на схемах; 1 і 7 – бокові кришки; 2 – ведуча шестерня; 3 – вал; 4 – ведена шестерня; 5 – вісь; 6 – корпус; А – всмоктувальна порожнина; Б – напірна порожнина; В – епюра тиску рідини
шестерень змінюється (див. рис.1.1.а,епюра в). Аналогічний характер зміни тиску спостерігається і в торцевому зазорі між шестернею і кришкою. Внаслідок такого розподілу виникають не зрівноважені зусилля, що сприймаються підшипниками валів. У шестеренчастих насосах типу НШ-32У гідравлічне розвантаження відбувається за рахунок фасок, виконаних на підшипниках (втулках). У насосах круглого виконання це досягається завдяки тому, що на кожній шестерні принаймні три сполучені між собою западини сполучені між собою, оскільки вони виступають за межі обойми.
Насоси типу НШ виготовляються для подачі робочої рідини в гідравлічні системи тракторів, сільськогосподарських і шляхових машин, а також в гідросистеми гідро збільшувачів керування тракторів і сільськогосподарських машин.
Корпус насоса НШ-10Е (рис.1.2.) і кришка виготовлені із алюмінієвого сплаву. В корпусі виконані два колодязі для качаючого вузла. По утворюючій колодязів в місці їх перетину зроблені лиски на всю їх глибину, широка лиска г (17 мм) знаходиться з напірного боку, а вузька б (10 мм) - з боку всмоктування. На дні колодязів в корпусі є канал а для відведення витоків (втрат рідини) у всмоктуючу гідро лінію. З боку кришки в корпусі виконана овальна розточка д під ущільнююче кільце круглого перерізу.
На бічних поверхнях корпуса насоса є дві симетрично оброблені поверхні з двома отворами на кожній, які призначені для приєднання гідравлічної арматури. В центрі цих площин розміщені отвори однакового діаметра (14 мм), один із яких всмоктуючий, а другий напірний. Ущільнення приєднувальної арматури з корпусом здійснюється 0-подібнши гумовими кільцями.
Виготовляються також насоси НШ-10, НШ-10-2, НШ-10-3 і НШ-10-4, які розраховані на роботу при номінальному тискові 10, 14, 16 і 20 МПа відповідно.
Рис. 1 .2 Насос НШ-10Е-Л.
І - корпус; 2 - ведена шестерня; З - підшипник (опорна втулка); 4 - фігурна манжета; 5 - ведуча шестерня; 6 - манжета; 7 - пластина; 8 - кришка; 9 - ущільнююче кільце; 10 - гвинти; II - штифти; а - канал; б - лиска (10 мм); в - різьбові отвори; г - широка лиска (17 мм); д - розточка під ущільнююче кільце; е - отвір під штифт; ж -- косі канавки для відводу торцевих витоків в зону всмоктування; к - канавка для стопорного кільця; л - спіральні канавки для мащення підшипників; з - прямі розвантажувальні канавки закритого об'єму між зубцями; і - канавка для манжети підшипника.
Насоси типу НШК (насос шестеренчастий круглий) - насоси принципово нової конструкції.
Корпус насоса відлитий із алюмінієвого сплаву разом із з'єднувальним фланцем.
Всередині корпуса є циліндричний колодязь з качаючим вузлом. На дні корпуса є круглий отвір для виходу привідного вала. З зовнішнього боку в цей отвір запресована манжета для ущільнення ведучого вала насоса, а з внутрішнього - центруюча втулка, яка перешкоджає провертанню качаючого вузла (шестерень з обоймами і платиками - замикачами) в період роботи і служить направляючою при збиранні насоса.
На дні корпуса (всередині) і в привалочній площині кришки виготовлені гнізда для манжет діаметром по 39 мм, а також конічні заглиблення для створення камер осьового підтискування.
Робоча рідина під тиском надходить в камери осьового підтискування із зони високого тиску насоса через отвір е.
На бічній поверхні корпуса є дві симетрично розміщені площини із чотирма різьбовими отворами на кожному для приєднання арматури.
В підшипниковій обоймі з внутрішнього боку є напівкруглі виточки (меншого діаметра під цапфи шестерень, а більшого діаметра під шестерні), а в центрі обойми - проточка під торці платиків. В середній частині по довжині підшипникової обойми перпендикулярно до осі насоса розміщено вхідний або вихідний отвір к.
На торці з широкою фаскою і по утворюючій до всмоктуючого отвору підшипникової обойми виконана канавка л прямокутного перерізу для відведення витоків із під сальникової порожнини вала ведучої шестерні в порожнину всмоктування насоса.
Підтискна (рухома) обойма має всередині напівкруглі виточки б під цапфи і виточки під шестерні. Крім того, є два паралельних пази ж шириною по 12 мм для установки торцевих платиків.
В середній частині торця підтискної обойми паралельно осі насоса просвердлено отвір г діаметром 6 мм для підведення робочої рідини до манжет, розміщених в дні корпуса і кришки, з метою осьового підтискування платиків до торців шестерень.
Торці шестерень ущільнюються двома платиками, які підтискуються рідиною, що знаходиться в камерах тиску, обмежених манжетами 15 осьового підтиску. Осьове зусилля, що утворюється в камерах корпуса і кришки, обмежених манжетами 15, врівноважується осьовим зусиллям, яке утворюється тиском рідини камер платиків, обмежених манжетами 18.
Рис.1.3. Насос типу НШК.
а - в розібраному виді; б - в зібраному виді; 1 - корпус; 2 - ведуча шестерня; 3 - ведена шестерня; 4 – кришка; 5 – платики; 6- підшипникова обойма; 7 - ущільнююче кільце кришки насоса; 8- опорна пластина; 9 - манжета радіального підтиску; 10 - підтискна обойма; 11 - центруюча втулка; 12 - ущільнююча манжета ведучого вала; 13 - опорне кільце ущільнюючої манжети; 14 - пружинне кільце; 15 - манжета діаметром 39 мм; 16 - манжета; 17 - манжета діаметром 29 мм; 16 - болти з пружинними шайбами; б - виточка під цапфи шестерень; г - отвір діаметром 6 мм; д - розточка діаметром 6 мм і глибиною 2 мм; е - косий отвір; ж - паз під замикач; з - трикутний паз; й - отвір для кріплення насоса; к – вхідний отвір; л – канавка для відводу витоків; н - оброблена площина для приєднання арматури; о - широка фаска; п - отвір діаметром 6 мм; р - напірний отвір
Платики - пластинки, виготовлені із бронзи ОЦС-5,5, однакових розмірів з круговими вирізами. В кожному платику з одного боку є по чотири циліндричних розточки, три із яких діаметром 16 мм і одна 29 мм. В розточки встановлені гумові манжети (три глухих і одна велика з отвором в центрі). На платикові є також три косих отвори е і один перпендикулярний до площини платика для підведення робочої рідини під манжети 18 з метою підтискування платиків до торців шестерень.
Центральна мала розточка 0 діаметром 6 мм і глибиною 2 мм над косим отвором призначена для розвантаження защемленого об'єму рідини між зубового простору. Платики установлюють в рухому обойму так, щоб манжети розміщувалися з протилежного до шестерень боку.
Ведучі і ведені шестерні ділять на заводі на дев'ять груп по ширині через кожні 0,005 мм. Ширина шестерень усіх типорозмірів насосів однакова (20 мм), а різний геометричний об'єм достигається за рахунок кількості зубців і різної величини модуля при одному і тому діаметрі шестерень.
Насос зібраний для правого обертання, якщо його привідний вал обертається по стрілці годинника (дивитися в торець насоса від дна). При цьому треба орієнтуватися по всмоктуючому отвору і корпусі насоса.
Зона високого тиску в круглих насосах має невеликий об'єм, обмежений в осьовому напрямку платиками і радіальному - підтискною обоймою. В центральній частині цієї обойми виконані два сегменти, які прилягають до шестерень в вигляді дуг, рівних приблизно 1,5 кроку зубців. Ці дугові поверхні обмежують зону високого тиску.
Осьове підтискування здійснюється робочою рідиною, яка надходить із камери нагнітання насоса по косим е і осьовому н отворах в платиках.
Рідина, що надходить по косих отворах платиків, обмежених манжетами. 18, створює осьове підтискування платиків до торців шестерень, а через осьовий отвір н створює в камерах корпусу і кришки, обмежених манжетами 15, осьове зусилля, зрівноважуюче підтискну обойму, на яку діє тиск, який передається із камер платиків через манжети 17.
Радіальне підтискування здійснюється тиском рідини, що надходить в напірну гідро лінію, на манжету радіального ущільнення 14 і опорну пластину 12, які розміщені в вихідному отворі корпуса насоса. Цей тиск передається на підтискну обойму, яка по мірі зносу опорних поверхонь компенсує радіальний зазор між своєю ущільнюючою поверхнею і зубцями шестерень.
В між зубовому просторі з боку нагнітання створюються закриті об'єми рідини, які знаходяться під тиском, перевершуючим робочий. Щоб розвантажити насос від цього тиску, в платиках виконані косі отвори д з розточкою діаметром 6 мм на глибину 2 мм, по яких рідина із затиснутого об'єму відводиться в зону високого тиску.
Всі витоки робочої рідини в насосі виходять через зазор між підшипниковою і підтискною обоймами, а потім по пазу л підшипникової обойми надходить в порожнину всмоктування.
Круглий насос відрізняється від інших тим, що замість чотирьох втулок в корпусі розміщують дві обойми і зона високого тиску має значно менший об'єм.
На сучасних вітчизняних тракторах і комбайнах а також гідрофікованих сільськогосподарських машинах установлюються насоси четвертого покоління з робочим тиском 20...25 МПа, збільшеним робочим ресурсом до 8000...10000 мотогодин і робочим об'ємом 5...250 см3 / об.
