4. Конструктивные особенности гидравлических машин

(насосы, силовые цилиндры, гидроаккумуляторы)

Шестеренные насосы высокого давления типов НШ, НШ-У и НШ-Е находят широкое применение в различных гидроприводах сельскохозяйственной техники.

Насосы типа НШ круглой формы отличаются от насосов НШ-У и НШ-Е конструкцией осевого уплотнения и наличием радиального уплотнения между всасывающей и напорной полостями. Такие насосы применяются в гидросистемах навесных устройств тракторов «Беларус».

Качающий узел насоса круглой формы установлен в цилиндрической расточке (колодце) корпуса 9 (рис. 9) и состоит из ведущего 6 и ведомого 8 зубчатых колес, подшипниковой 2 и поджимной 3 обойм и двух зеркально симметричных платиков – замыкателей 7 с четырьмя манжетами в каждом.

Зубчатые колеса изготовляют из легированной стали как одно целое с цапфами и шлицевым валом и сортируют по ширине зубьев на девять размерных групп через каждые 5 мкм. Номинальная ширина зубьев и диаметр зубчатых колес всех насосов круглой формы одинаковые, а модуль и число зубьев разные. Зубчатые колеса насосов типов НШ-32, НШ-50 и НШ-100 имеют по девять, а насосов типов НШ-67, НШ-160 и НШ-250 – по десять зубьев.

Рисунок 9 Шестеренный насос высокого давления:

1 – крышка; 2 – подшипниковая обойма; 3 – поджимная обойма; 4 – резиновое кольцо; 5 – манжеты платиков; 6 – ведущее зубчатое колесо; 7 – платики; 8 – ведомое зубчатое колесо; 9 – корпус; 10 – всасывающее отверстие; 11 – манжета радиального поджима; 12 – напорное отверстие.

Подшипниковую обойму 2 выполняют из алюминиевого сплава и устанавливают в колодце корпуса 9 с натягом 0,03 … 0,05 мм. Она служит неподвижной опорой для цапф зубчатых колес. Отверстие 10 в ней и цилиндрические выточки под зубчатые колеса образуют всасывающую полость насоса.

Поджимную обойму 3 также изготовляют из алюминиевого сплава и устанавливают в колодец корпуса с зазором 0,2 … 0,3 мм. За счет давления масла из напорного отверстия 12 на резиновую манжету 11 и ее стальную шайбу обойма 3 прижимается к вершинам зубьев колес 6 и 8, обеспечивая радиальное уплотнение напорной полости насоса, компенсируя износы расточек обойм и поддерживая стабильность объемного КПД масляного насоса.

Платики 7 обеспечивают осевое уплотнение напорной полости насоса. Они изготовлены из бронзы, хвостовой частью вставлены в пазы обоймы 2, а крыльями – в пазы обоймы 3. На наружной поверхности каждого платика сделаны четыре цилиндрические выточки, закрытые резиновыми манжетами 5. Центральная выточка диаметром 29 мм и выточки диаметром 16 мм в крыльях соединены отверстиями с напорной полостью, а выточка в хвостовой части – с зоной запирания масла между зубьями колес. Давление масла в выточках вызывает плотное прижатие манжет 5 к обойме 3, а платиков 7 – к торцам зубчатых колес 6 и 8. При постоянном давлении масла в напорной полости сила осевого прижатия крыльев платиков к торцам зубчатых колес тоже постоянна. Давление же масла между зубьями колес варьирует, вызывая непрерывное изменение силы прижатия хвостовой части платиков.

При изменении давления масла поджимная обойма 3 поворачивается относительно подшипниковой обоймы 2 и перемещается в радиальном направлении. Для уменьшения трения при этом обойма 3 отжимается от дна корпуса 9 и крышки 1 маслом, подводимым из напорной полости через центральные отверстия в платиках 7, больших манжетах 5 и торцах обоймы. Уплотнение отверстий в обойме 3 изнутри обеспечивают большие манжеты 5, а снаружи – манжеты, установленные в выточках дна корпуса 9 и крышки 1.

Гидроцилиндры, применяемые в гидроприводах навески тракторов, как правило, поршневые двухстороннего действия. Они конструктивно подобны, но невзаимозаменяемы.

Для привода навесных устройств тракторов применяют один или два гидроцилиндра типа Ц: Ц75 (Т-25А); Ц100×200-3 («Беларус-800 / 900»); Ц125 («Беларус -1021 / 1025 / 1221»; Т-150; ДТ-175С); два Ц125 (К-701; Т-130М); два Ц90×50×250 («Беларус-1222 / 1523 / 2022»); два 80×220 плунжерного типа (с гидроподъемником «Беларус») или Ц90×220 (2шт.); два Ц110×250 («Беларус -2822ДЦ / 3022ДВ / 3022.1»). [3]

Гидроцилиндр Ц125 привода навесных устройств тракторов Т-150 и Т-150К шарнирно соединен бугелем с осью, закрепленной в задних кронштейнах рамы, а головкой штока 22 – с поворотным рычагом механизма навески. Такого же типоразмера гидроцилиндр для тракторов «Беларус - 1021 / 1025 / 1221» имеет в задней крышке вместо бугеля проушину для соединения с пальцем, закрепленным на кронштейне заднего моста, а головкой штока – с рычагом поворотного вала ЗНУ.

Цилиндр (рис. 10) состоит из трубчатого корпуса 23, передней 13 и задней 24 крышек, поршня 3, закрепленного на штоке 22 гайкой 2, маслопровода 6 с деталями его крепления, замедлительного клапана 9 и уплотнений. Задняя крышка 24 и фланец 21 приварены к корпусу, а передняя крышка 13 прикреплена к фланцу 21 болтами.

Штуцера 26 и 27 для присоединения шлангов ввернуты в кронштейн 12, прикрепленный двумя болтами к передней крышке. Кронштейн представляет собой штампованную стальную звездочку с центральным калиброванным отверстием и наружными зубцами, отогнутыми в сторону фаски маслопровода 6. Передний конец маслопровода 6 вставлен в расточку кронштейна 12, а наконечником и специальным (полым) болтом соединен с полостью задней крышки 24.

Рисунок 10 Гидроцилиндр Ц125:

1, 8, 10, 20 – уплотнительные кольца; 2 – гайка штока; 3 – поршень; 4 – защитное кольцо; 5 – уплотнительная манжета; 6 – маслопровод; 7 – заглушка; 9 – замедлительный клапан; 11 – болт; 12 – кронштейн; 13 – передняя крышка; 14 – штуцер; 15 – гайка штуцера; 16 – уплотнение штуцера; 17 – грязесъемная манжета; 18 – защитная шайба; 19 – уплотнение штока; 21 – фланец; 22 – шток; 23 – корпус; 24 – задняя крышка; 25 – бугель; 26, 27 – штуцера над - и подпоршневой полостей цилиндра.

Замедлительный клапан 9 установлен с осевым зазором между торцем маслопровода, имеющим внутреннюю фаску, и уступом расточки кронштейна 12.

При подъеме навесного орудия (машины) масло поступает в бесштоковую полость через штуцер 27, прижимает клапан 9 отогнутыми зубцами к торцу маслопровода, проходит через калиброванное отверстие и обтекает клапан. Поэтому гидравлическое сопротивление последнего мало.

При опускании навесного орудия (машины) масло вытесняется поршнем, прижимает клапан 9 плоской стороной к уступу расточки и проходит только через калиброванное отверстие. Так как гидравлическое сопротивление клапана велико, машина опускается плавно, без удара о почву.

Для компенсации утечек и создания подпора в рабочей полости основного силового цилиндра в пределах степени нечувствительности автомата подзарядки служит гидроаккумулятор (рис.11), в котором применен элемент, аккумулирующий энергию, в виде цилиндрической пружины.

Рисунок 11 Пружинный гидроаккумулятор:

1 - болт; 2 - передняя крышка; 3 - цилиндр; 4 - кожух; 5 - пружина; 6 - шток; 7 — защитное кольцо; 8 - поршень; 9 - уплотнительное кольцо; 10 - пробка для спуска утечек рабочей жидкости.

Пружинный гидроаккумулятор состоит из цилиндра 3, поршня 8, полого штока 6, пружины 5 и кожуха 4, закрытого с переднего торца крышкой 2, а с заднего — донышком, приваренным к кожуху.

Цилиндр в сборе с цилиндрической пружиной помещен в кожух и закрыт крышкой 2. Шток поршня закреплен жестко в передней крышке. В торце штока ввернут штуцер для подвода рабочей жидкости в гидроаккумулятор. При зарядке рабочая жидкость поступает через штуцер и осевое сквозное отверстие штока в полость между поршнем и донышком цилиндра.

Под давлением рабочей жидкости цилиндр отодвигается от крышки 2, сжимает пружину 5 и тем самым накапливает энергию. На донышке кожуха гидроаккумулятора имеется отверстие для слива накапливающихся утечек рабочей жидкости. Это отверстие закрыто пробкой 10. К кожуху приварена скоба с четырьмя отверстиями для крепления гидроаккумулятора к корпусу заднего моста. Масса гидроаккумулятора без рабочей жидкости 5,6 кг.