Фрмулла

где рк — давление на контактируемые поверхности; р0 — начальное давление на эти поверхности в их монтажном состоянии; рр — давление рабочей жидкости; с — коэффициент, зависящий от конструкции уплотнения (с = 1). Применяемые в гидроприводе уплотнения по назначению подразделяются на две группы: 1) уплотнения неподвижных соединений и 2) уплотнения подвижных соединений. Последние в свою очередь подразделяются на уплотнения прямолинейно перемещаемых поверхностей и уплотнения вращающихся поверхностей. Для уплотнения неподвижных соединений (крышек, фланцев, корпусов гидроаппаратов) применяются уплотнительные кольца круглого сечения с защитными кольцами или без них (ГОСТ 9833—73). Схема уплотнения кольцами круглого сечения приведена на рис. 162. Минимальное значение начального натяга уплотнительного кольца определяется из условия — >0,25, где b — начальная ширина контактируемой поверхности кольца; d — номинальный диаметр поперечного сечения резинового кольца. Для предотвращения затягивания резиновых колец в зазоры и повышения надежности уплотнения применяются специальные защитные кольцаустанавливаемые по одной или обеим сторонам кольца. Рассмотренные уплотнения пригодны для работы в средах минеральных масел и водных эмульсий при давлении до 60 МПа. Для уплотнения поршней цилиндров гидравлических стоек и домкратов механизированных крепей применяются резиновые манжеты (рис. 163) с защитными кольцами и без них (ГОСТ 14896—74). В ряде случаев применяют дублированные уплотнения. Для соединения с вращательным движением элементов (уплотнения валов

гидравлических машин) в гидроприводе горных машин применяют манжеты резиновые с пружиной (ОСТ 1244011—75)(рис. 164, а). Манжетные уплотнения обычно используются в сочетании с другими видами уплотнений, например пылезащитными или грязезащитными (рис. 164, б).

Рис. 162. Схема уплотнения кольцами круглого сечения:

а — исходное положение уплотнительного кольца; б — ра-

бота уплотнительного кольца

Резервуары (баки) для рабочей жидкости гидропривода и гидромагистрали

Бак является резервуаром для размещения запаса рабочей жидкости, используемой в гидроприводе, которую он одновременно отдает во всасывающую магистраль насоса и получает ее из сливной гидролинии. Основным параметром бака является его полезная емкость, которая должна быть достаточной для вмещения рабочей жидкости, сливающейся из системы, и поддержания необходимого уровня жидкости при работе гидропривода. Внутренняя полость бака может соединяться с атмосферой или находиться под избыточным давлением. Исходя из допустимой величины установившейся температуры, обычно вместимость бака выбирают равной 2,5—3-минутной подаче насоса, при этом достигаются требуемые условия обмена и охлаждения жидкости. При проектировании бака руководствуются требованиями и рекомендациями ГОСТ 16770—71 «Баки для гидравлических и смазочных систем. Общие технические условия».

Гидравлические баки выполняют следующие функции:

- Хранение рабочей жидкости. Гидросистема требует для своей работы некоторый запас рабочей жидкости.

- Отстой рабочей жидкости. Поскольку системы объёмного гидропривода очень чувствительны к загрязнению рабочей жидкости, то крайне важным является очистка рабочей жидкости. Помимо фильтров, функцию очистки выполняют и гидробаки, в которых жидкость отстаивается и значительная часть абразивных частиц оседает на дно. В связи с этим в конструкциях гидробаков часто предусматривают специальные перегородки, препятствующие перемешиванию жидкости.

- Охлаждение рабочей жидкости. Одним из недостатков гидропривода является зависимость его рабочих параметров от вязкости рабочей жидкости, а значит, от её температуры. В связи с этим важной является функция охлаждения рабочей жидкости в гидробаке. Площадь поверхности гидробака при проектировании часто специально увеличивают для увеличения теплоотдачи.

Для предотвращения попадания в рабочую жидкость пыли и твёрдых частиц гидробаки должны оборудоваться специальными воздушными фильтрами.Объём гидробака обычно проектируют равным двум-трём величинам подачи насоса.В авиации часто применяют гидробаки, в которых жидкость не соприкасается с воздухом, а находится под поршнем, на который действует сила упругости пружины, прижимающая поршень к поверхности жидкости. Только при такой конструкции гидробака возможен «перевёрнутый» полёт самолёта.

Гидромагистралью называют устройство для прохождения рабочей среды в процессе работы объемного гидропривода. Основными видами гидромагистрали (см. рис. 45) являются: всасывающая (участок трубопровода, соединяющий насос с баком), напорная (участок трубопровода, по которому жидкость от насоса поступает в гидродвигатель); сливная (участок трубопровода, по которому жидкость отводится от гидродвигателя в бак). Основными требованиями, предъявляемыми к гидромагистрали, являются достаточная прочность, полная герметичность, минимальное гидравлическое сопротивление, надежность. Различают жесткие и гибкие трубопроводы с неподвижными соединениями их элементов. Первый тип трубопровода в наибольшей степени отвечает указанным выше требованиям и имеет наибольшее распространение в гидроприводе горных машин. Гибкие трубопроводы в виде рукавов высокого давления имеют ограниченный срок службы в условиях шахты, поэтому применяются только при значительных относительных перемещениях гидроагрегатов. В последние годы освоено производство достаточно надежных рукавов навивочной конструкции диаметром 16, 20 и 25 мм, а также разработана конструкция безрезьбового соединения рукавов (рис. 166). Для напорных и сливных трубопроводов гидроприводов горных машин и механизированных крепей в основном применяются стальные бесшовные трубы (ГОСТ 8734—75) и рукава высокого

давления с металлическими оплетками (ГОСТ 6286—73). При этом минимальный внутренний диаметр трубы 8 мм, а рукава — 4 мм. Медные трубы (ГОСТ 617—72) и латунные (ГОСТ 494—76) применяются только для внутреннего монтажа. Рекомендуемые средние скорости потока жидкости в трубопроводах горных машин: нагнетательные трубопроводы — 3— 5 м/с; сливные трубопроводы — 2—3 м/с и всасывающие трубопроводы — 0,5—1,5 м/с. Для длинных трубопроводов (L > 100 d) приведенные данные понижаются на 30—50%.

Конструкция бака должна обеспечивать отстой жидкости, необходимое ее охлаждение, предотвращать проникновение воздуха в рабочую жидкость и ее вспенивание, исключить попадание загрязняющих частиц из окружающей среды. Это достигается как особенностями конструкции бака, так и рациональным размещением комплектующих его устройств. Для обеспечения отстоя рабочей жидкости бак должен иметь не менее двух отсеков, создаваемых перфорированными перегородками, при этом всасывающие и сливные каналы располагают в разных отсеках ниже возможного уровня жидкости, который поддерживают в заданном состоянии. Для устранения попадания в бак пыли вместе с воздухом, поступающим в него при изменении уровня жидкости, применяются фильтры или клапаны. Для смены рабочей жидкости бак снабжается спускной магнитной пробкой для улавливания продуктов износа стальных деталей. Баки, встроенные в корпус забойных машин, должны быть изолированы от смазочных ванн редукторов. В закрытых гидросистемах, где жидкость не контактирует с атмосферным воздухом, баки снабжаются разъединительными перегородками мембранного или поршневого типа или заполняются

инертным газом.

Рис. 12. Монтажная схема резервуара

ВЫВОДЫ

Одним из основных направлений технического прогресса в горной промышленности за последние 25 лет является широкое использование гидропривода в конструкциях машин и оборудова- ния. Только на основе гидропривода удалось создать работо- способные конструкции механизированных крепей, угледобыва- ющих и проходческих комплексов, завершить комплексную меха- низацию работ в очистных забоях шахт и перейти к созданию гор- ных агрегатов.Гидропривод горных машин опережает по рабочим параметрам гидроприводы, применяемые в других отраслях техники. Так, в гидроприводах механизированных крепей энергия жидкости пере- дается на расстояние до 200 м при давлении в гидростойках до 60 МПа. Установленная мощность единичных двигателей превы- шает 100 кВт. В горной промышленности впервые начали при- менять для гидропривода негорючие водные эмульсии. Устройства управления гидроприводом предназначены для обеспечения его нормальной работы и по функциональному назначению. Они разделяются на распределители, регуляторы расхода, регуляторы давления, а по принципу работы — на дроссельные и клапанные. Основным элементом всех устройств управления является запорно-регулирующий элемент — подвижная деталь, при перемещении которой частично или полностью перекрываются проходные сечения устройства. Основными рабочими параметрами устройств управления гидроприводами является расход Q, площадь сечения проходного канала S и перепад давления Δp. Форма связи между этими параметрами зависит от принципа работы устройства.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Башта Т. М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем.М., Машиностроение, 1974. 605 с.

2. Богомолов А. И., Михайлов К- А. Гидравлика. М., Госстрой издат,1973.463 с.

3. Гидравлика и гидропривод/В. Г. Гейер, В. С. Дулин, А. Г.Борумский,А. Н. Заря. М., Недра, 1970. 303 с.

4. Гийон М. Исследование и расчет гидравлических систем. Машиностроение, 1964. 369 с.

5. Коваль П. В. Гидропривод горных машин. М., Недра, 1967. 387 с.

6. Ковалевский В. Ф., Железняков Н. Т., Бейлин Ю. Е. Справочник*по гидроприводам горных машин. М., Недра, 1973. 501 с.