§ 73. Пневматическая система

Пневматическая система распространена на стреловых кранах для управле­ния механизмами. Она обеспечивает плавное включение механизмов благодаря сжимаемости воздуха. Применение принципа дросселирования (изменения пло­щадей сечения входных каналов) повышает надежность работы и долговечность деталей, а также безопасность перегрузочных работ. Использование атмосферно­го воздуха вместо рабочей жидкости снижает стоимость эксплуатации всей машины.

Пневматический привод по принципу действия аналогичен гидравлическо­му, только в цилиндры исполнительного аппарата (тормоза, фрикционной муф* ты и т. д.) подается сжатый воздух, наибольшее давление которого, це. превы­шает 6 10⁵—8 10⁵ Па. Последним' обстоятельством вызвано увеличение ' разме_: ров исполнительных цилиндров по сравнению с гидравлическими и усложнение их компоновки на механизмах крана. Только благодаря применению специаль­ных фрикционных пневмокамерных муфт указанный недостаток удается ликви­дировать.

Пневматический привод. Привод пневматической системы со­стоит из компрессора, холодильника, масловлагоотделителя, воз­духосборника, контрольно-регулирующей аппаратуры (предохра­нительного и автоматического клапанов, клапанов управления, дросселя), трубопроводов и рабочей аппаратуры (исполнительных цилиндров и камер).

Компрессор предназначен для заготовки сжатого воздуха. Ком­прессоры бывают одно- и двухступенчатые (с цилиндрами низкого и высокого давления). Они работают от индивидуального электро­двигателя или от главного двигателя крана. Компрессоры с приво­дом от индивидуального двигателя управляются магнитным пуска­телем и пневмоэлектрическим клапаном давления, обеспечиваю­щим автоматический пуск и остановку компрессора в зависимости от давления воздуха в ресивере. Компрессоры с приводом от глав­ного двигателя работают безостановочно, но управляются специ­альным клапаном давления, прекращающим компрессию в цилинд­ре компрессора при достижении определенного давления в реси­вере.

Холодильник предназначен для охлаждения сжатого воздуха, поступающего в ресивер от компрессора.

Масловлагоотделитель (рис. 192) служит для очистки сжатого воздуха от масла и влаги. Воздух через штуцер 5 поступает в кор­пус 2, где и очищается. На корпусе смонтированы предохранитель­ный клапан 1 и краник 4 декомпрессии. Масло и влага удаляются через спускное отверстие, закрываемое пробкой 3.

Воздухосборник (ресивер) накапливает необходимый запас сжатого воздуха и поддерживает равномерное давление в системе независимо от расхода воздуха и подачи его компрессором. Рабо­чее давление в ресивере одноступенчатого компрессора составляет 6 • 10⁵—6,5-10⁵ Па, а двухступенчатого — до 10⁶ Па.

Предохранительный клапан служит для поддержания в ресиве­ре постоянного расчетного давления. При повышении давления предохранительный клапан срабатывает, и избыток воздуха выхо­дит в атмосферу.

Автоматический клапан (пневмореле) управления давлением обычно применяют в компрессоре с электроприводом. Он воздейст­вует через магнитный пускатель на питающую сеть электродвигате­ля. Клапан производит автоматический пуск и остановку электро­двигателя при заданных колебаниях давления в ресивере.

В компрессорах с приводом от двигателя внутреннего сгорания, работающего непрерывно, применяют автоматические клапаны уп­равления, воздействующие на впускной клапан компрессора. Когда в ресивере давление достигает расчетного значения, автоматиче­ский клапан воздействует.на впускной клапан компрессора, кото­рый открывается и работает вхолостую, не создавая компрессии.

Клапаны управления (золотники) служат для включения и вы­ключения рабочей аппаратуры—исполнительных механизмов. Зо­лотники бывают двух типов: дифференциальные и прямого дейст­вия.

Дифференциальные золотники используют для тех механизмов крана, которые требуют при включении регулирования внешних усилий. К ним относятся механизмы с фрикционными муфтами, ис­пользуемые в кранах с одномоторным приводом. Для механизмов, не требующих изменения давления в системе, применяют золотни­ки прямого действия.

В дифференциальном золотнике (рис. 193) сжатый воздух от компрессора поступает в золотник в направлении I и далее по на­порному трубопроводу — в направлении II только к исполнительно­му цилиндру. Отсюда отработанный сжатый воздух по каналам 7 и 3 удаляется в атмосферу в направлении III.

Д

НИК

ля подачи воздуха через золотник к исполнительному цилинд­ру рукояткой нажимают на подвижной колпачок 1, который пере­мещается в корпусе 9 золотника и передает усилие через рабочую пружину 2 и стакан 4 на диафрагму 8. Диафрагма под действием стакана прогибается до тех пор, пока не опустится до упора во впускной клапан 5 и не перекроет выход воздуха от исполнительно­го цилиндра в атмосферу. Во время дальнейшего опускания стака­на пружина 2 сжимается при неподвижном впускном клапане. В момент, когда усилие в пружине 2 будет выше давления воздуха на клапан и сопротивления пружины 6, клапан 5 опустится и откро­ет доступ воздуху под диафрагму и далее по напорному трубопро­воду к исполнительному цилиндру (камере).

По мере заполнения полости цилиндра воздухом давление на диафрагму возрастает. Диафрагма выгибается и сжимает пружи­ну 2, что влечет за собой движение вверх стакана 4 и перемещение впускного клапана до упора в заплечики корпуса золотника. В этом положении (при неподвижном колпачке 1) доступ воздуху от ком­прессора прекращается. Для увеличения давления в цилиндре (ка­мере) дополнительно нажимают на колпачок с помощью рукоятки и снова, сжав пружину 2, продвигают стакан и приоткрывают кла­пан для впуска очередной порции воздуха. Цилиндр и полость под диафрагмой заполняются воздухом до момента перекрытия кла­пана 5.

Количество поступающего через золотник воздуха в исполни­тельные цилиндры (камеры) зависит от степени нажатия рукоят­кой из пульта управления на колпачок 1. Таким образом, плавность включения механизмов при прочих равных условиях (регулирова­ние, плотность прилегания клапанов и т. д.) зависит от умения ма­шиниста управлять краном.

При снятии нагрузки на колпачок пружины 2 и 6 приводят эле­менты дифференциального золотника в первоначальное (нерабо­чее) положение, показанное на рисунке. Воздух из цилиндров в это время выпущен в атмосферу.

Усилие от рукоятки пульта управления передается на колпачок золотника через регулировочный винт. Регулированием расстояния между винтом и колпачком можно изменять давление в исполни­тельных цилиндрах (камерах): увеличение зазора между указан­ными элементами приводит к уменьшению давления и наоборот.

Дроссель обеспечивает изменение размера отверстий входных каналов пневмосистемы и вместе с тем изменение расхода воздуха и плавность движения механизмов крана.

Трубопроводы предназначены для передачи сжатого воздуха от компрессора к исполнительным цилиндрам , (камерам) . Воздух к исполнительным цилиндрам (камерам), закрепленным на вращаю­щихся механизмах крана, передается с помощью специальных вра­щающихся соединений.

Рабочая аппаратура, непосредственно передающая усилия на тормоза, фрикционы и муфты, представляет собой поршневые ци­линдры или диафрагменные толкатели (пневматические камеры). И те и другие бывают одно- и двустороннего действия.

Штоки поршней проушинами соединены с приводными рычага­ми управляемых узлов (конструктивное исполнение и принцип дей­ствия исполнительных цилиндров и пневмокамер рассмотрен в гл. VIII).

Схема пневматического управления стрелового крана КС-4361

(рис. 194). Воздух предварительно сжимается в первой ступени компрессора 10, проходит через холодильник и масловлагоотдели- тель 9, оснащенный предохранительным клапаном 8, попадает во вторую ступень компрессора, где сжимаетсй до давления 6 • 10⁵—-7-10⁵ Па, затем через впускной клапан сервомеханизма 11 поступает в ресивер 14 и далее по трубопроводу 15 к пульту управ-

Рис. 194. Принципиальная схема пневматического

ления 2. На ресивере установлен предохранительный клапан 13, срабатывающий при избыточном давлении. Для слива влаги преду­смотрены краники 12. От пульта управления по трубопроводам и вращающимся соединениям 17 воздух поступает к пневмокамер- ным муфтам 5 механизмов крана.

При включении каждого механизма воздух из пневмокамерных муфт выпускается в атмосферу. Для быстрого оттормаживания ме­ханизмов в системах турботрансформатора, пневмокамерных и тор­мозных муфт 7 стрелового барабана и механизма передвижения крана установлены клапаны 6. Для плавного вращения поворотной платформы в реверсивном механизме, тормозе поворота и меха­низме передвижения применены дроссели 16.

Управляют механизмами крана с пульта управления 2 рукоят­ками 3 при помощи золотников. Давление воздуха в системе кон­тролируют по манометрам 1. Для управления тормозом турбо­трансформатора в кабине машиниста установлена педаль 4.

Работоспособность ревматической системы управления крана в значитель­ной степени зависит от правильного ухода за ней: поддержания в чистоте, своевременного удаления грязи и влаги, устранения утечек, обеспечения надеж­ной работы компрессора.

Четкая работа системы нарушается при попадании в нее пыли и влаги, за­сасываемых компрессором вместе с воздухом из атмосферы. Влага в виде кон­денсата вызывает коррозию деталей, при отрицательной температуре конденсат замерзает и образуются пробки в воздухопроводах и пневмокамерах. Поэтому необходимо удалять конденсат из системы, продувая ее до начала и после ра­бочей смены. В процессе работы рекомендуется через 2—3 ч спускать конден­сат. Пыль в систему может попасть и при ослаблении соединений.

Утечка воздуха также нарушает четкость действия пневмокамер, вызывает перегрузку компрессора. Плотность соединений проверяют, нанося кисточкой мыльную пену на место сочленений. Если на пене появятся пузырьки, то необ­ходимо затянуть болты до полного прекращения утечки воздуха из системы.

Уход за пневмокамерами заключается в проверке качества резиновой диаф­рагмы, которая не должна пересыхать и иметь надрывы, риски и расслоения. Некачественную диафрагму заменяют. Рекомендуется цилиндры после 150—200 ч работы покрывать внутри специальной смазкой, регулярно промывать кероси­ном фильтры, проверять плотность соединений. Обслуживать компрессор и устранять возможные неисправности необходимо в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

При уходе за компрессором полагается каждую смену проверять уровень масла в картере, осматривать крепление компрессора и степень натяжения кли­новых ремней, периодически осматривать, очищать от нагара и промывать кла­паны, менять масло в сроки, установленные инструкцией.

Контрольные вопросы

1. Какие системы гидравлического управления применяют на кранах?

2. Что входит в состав гидравлической системы крана?

3. Гидромоторы каких типов применяют на грузоподъемных машинах? Как устроен гидромотор?

4. Как устроен гидропривод механизма изменения вылета стрелы?

5. Каковы преимущества и недостатки пневматической -системы по сравне­нию с гидравлической?

6. Какие элементы входят в состав пневматического привода?