гидропривод_мет_машин

зависит от условий работы поршневой группы, связанной с кинематикой качающего узла).

Частота вращения. Гидромашины с НБ позволяют выполнять сис­ тему распределения с меньшими радиальными размерами. Это при огра­ ниченности линейных скоростей допускает их использование при более высоких частотах вращения, что в конечном итоге повышает энергоем­ кость.

Всасывающая способность. Более благоприятны гидромашины с НБ. В них окружные скорости окон цилиндров меньше, а размеры окон могут быть выполнены большими, что уменьшает вероятность снижения подачи из-за кавитации. Всасывающая способность насосов с НБ выше, так как мертвые объемы рабочих камер у них минимальны. Кроме того, проточные части насосов выполнены более короткими, что уменьшает потери.

Страгивание и минимальная частота гидромотора. Более приемлем тип насосов с НБ. Из-за больших механических потерь и утечек у гидро­ моторов с НД минимальная устойчивая частота вращения и давление страгивания больше, чем у гидромоторов с НБ. Это затрудняет использо­ вание гидромоторов с НД при малых скоростях и перепадах давления. У гидромоторов с НД момент инерции вращающих масс значительно меньше, чем у гидромоторов с НБ, что сокращает время разгона, тормо­ жения и реверса.

Вибростойкость. Благодаря отсутствию тяжелого отклоняемого на­ клонного блока, вмещающего блок цилиндров, более благоприятен тип насосов с НД.

Требования к рабочей жидкости. Более благоприятен тип насосов с НБ. Благодаря обилию тяжело нагруженных пар трения для гидромашин требуется более вязкая рабочая жидкость, стойкая к повышению темпера­ туры; кроме того, необходима более тонкая фильтрация жидкости: для гидромашин с НД - около 10-15 мкм, с НБ - 15-25 мкм.

Сростом давления долговечность насосов с НБ быстро снижается,

адля насосов с НД рост давления мало влияет на долговечность, так как подшипниками воспринимается только радиальная составляющая силы. В связи с этим насосы с НБ лучше использовать для переменных нагрузок, а насосы с НД - для постоянных.

Насосы с НБ менее чувствительны к росту частоты вращения, чем насосы с НД, у них лучше всасывающие характеристики, так как мертвые объемы меньше. Благодаря этому насосы с НБ лучше применять для от­ крытых гидросистем, а насосы с НД - для замкнутых.

Таким образом, гидромашины с НД предпочтительны в гидропри­ водах мобильных машин, где массовые и габаритные показатели важны

40

для удобного встраивания. В гидроприводах общепромышленного при­ менения, рассчитанных на длительную эксплуатацию, предпочтительны гидромашины с НБ. Перспективно использование гидроприводов, со­ стоящих из насоса с НД и гидромотора с НБ, поскольку такие гидромото­ ры мало отличаются по массе и габаритам от гидромоторов с НД, превос­ ходя их по эксплуатационным показателям. Практика показывает, что в гидроприводах мобильных и стационарных машин находят применение как насосы с НБ, так и насосы с НД. Примером могут служить насосы фирмы "Рексрот" (ФРГ) типа А4 и А5 для мобильных машин. Насосы А4 с НД применяются при режимах длительной нагрузки. Насосы А5 - для систем мобильных машин с более легкими условиями по нагрузке, но допустима эксплуатация в сильно запыленной среде. Конструктивная схема А5 - насос с НБ, шатунная кинематика (бескарданный).

Радиально-поршневые насосы. Радиально-поршневые насосы являются разновидностью эксцентриковых насосов с повышенной равно­

двойной ход — выходит при перемещении по участку а — I — б и входит при перемещении по участку б — II — а. При движении по первому уча­ стку рабочие полости цилиндров сообщаются с камерой низкого давления А, из которой жидкость засасывается поршнями, а при движении по вто-

41

рому участку полости цилиндров сообщаются с камерой высокого давле­ ния Б и в нее вытесняется жидкость из цилиндров. Перемычка 4 служит для разделения полостей низкого и высокого давления.

Рабочий объем радиально-поршневого насоса

Теоретическая подача радиально-поршневого насоса

Здесь Z - число поршней; d - диаметр поршня; П - частота враще­

ния ротора; е - величина эксцентриситета; m - число рядов поршней.

В гидроприводах применяются радиально-поршневые насосы с клапанным и осевым (с помощью цапфы) распределением. Положитель­ ные свойства этих насосов: при средних и высоких давлениях имеют КПД выше, чем у пластинчатых насосов; высокая скорость регулирования и реверса подачи (из-за коротких ходов регулирования, определяемых ве­ личиной эксцентриситета); высокая надежность работы; низкий уровень шума; меньшая чувствительность к пикам давления; стоимость регули­ руемых радиально-поршневых насосов примерно равна стоимости регу­ лируемых аксиально-поршневых насосов, нерегулируемые радиальнопоршневые насосы несколько дороже нерегулируемых аксиальнопоршневых; меньшая чувствительность к загрязнению рабочей жидкости. Радиально-поршневые насосы с клапанным распределением менее чувст­ вительны к кратковременным перегрузкам.

Радиально-поршневые насосы можно делать (без увеличения стои­ мости) на две подачи и более (т.е. создавать гидроприводы со ступенча­ тым регулированием), можно применять для систем синхронизации дви­ жения рабочих органов машины. Недостатки радиально-поршневых насо­ сов: большие габариты и масса по сравнению с насосами других типов. Радиально-поршневые насосы широко применяют для гидроприводов стационарных машин, работающих при высоких давлениях (прессы, ис­ пытательные машины и т.п.).

Контрольные вопросы

1.Особенности конструкций поршневых насосов.

2.Достоинства и недостатки данных насосов. Меры устранения отмеченных недостатков.

3.Отметьте конструкции распределительных устройств.

4.Опишите конструкции устройств для изменения эксцентриси­ тета.

42

4.5. Монтаж, наладка и эксплуатация насосов

При монтаже насосов должен быть обеспечен удобный доступ к ним. Замена насоса не должна вызывать демонтаж соседних узлов и эле­ ментов гидропривода.

Валы насоса соединяют с валом электродвигателя с помощью уп­ ругих муфт. Несоосность валов не должна превышать 0,2 мм, а макси­ мальный угол между осями валов не должен превышать 0° 30 . Увеличе­ ние приведенных норм при соединении валов приводит к повышенному шуму и вибрациям в процессе работы, ускоренному изнашиванию под­ шипников насосов, выходу из строя уплотнительных узлов вала. В каче­ стве эластичных муфт, не создающих осевых и радиальных нагрузок на вал, можно применять упругие втулочно-пальцевые муфты, упругие муф­ ты со звездочкой, кулачковые дисковые муфты.

Особое внимание при монтаже насосов должно быть уделено вса­ сывающей гидролинии. При размещении насосов на масляном баке рас­ стояние от насоса до уровня масла должно быть (не более): для шесте­ ренных насосов - 300 мм; дтя лопастных и аксиально-поршневых - 500 мм; для радиально-поршневых - 400 мм.

У насосов с подпиткой на всасывании должен быть обеспечен не­ обходимый подпор рабочей жидкости, величину которого указывают в сопроводительной технической документации. Диаметр всасывающего трубопровода должен быть равным (или больше) условному проходу вса­ сывающего (подводящего) отверстия насоса. Скорость течения рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе не должна превышать 1,2 м/с. Всасывающие трубопроводы следует проектировать с минимально воз­ можными местными сопротивлениями, так как они могут создавать ваку­ ум при всасывании. Допустимая величина вакуума при всасывании ука­ зывается в технической документации. Его средняя величина - 0,02 МПа.

Пуск насосов. При первом пуске насоса необходимо выполнить следующие работы:

•проверить соосность установки вала насоса и приводного двига­ теля;

•заполнить маслобак рабочей жидкостью до наивысшей метки указателя уровня маслозаправочной станции, если маслозаправочной станции нет, то рабочую жидкость заливают с помощью воронки с металлической сеткой (тонкость фильтрации 100 мкм);

•перед заливкой рабочей жидкости рекомендуется промыть мас­ лобак чистым маслом для удаления загрязнений;

•настроить предохранительный клапан на нулевое давление (пол­ ностью ослабить регулировочную пружину клапана);

43

•перекрыть запорные клапаны аккумуляторов;

•открыть все воздухоспускные устройства для удаления воздуха из гидросистемы;

•при отсутствии воздухоспускных устройств в самой высокой точке расположения нагнетательного трубопровода отсоединить трубопровод (концевое или промежуточное соединение) и уда­ лить воздух;

•заполнить корпус насоса чистой рабочей жидкостью (например, через дренажное отверстие);

•у регулируемых насосов установить механизм регулирования по­ дачи в положение, обеспечивающее не менее 40-60% номиналь­ ной подачи;

•кратковременными включениями электродвигателя привести в действие насос; продолжительность одного включения - около 1 с (электродвигатель при этом должен достигать примерно 0,5 номи­ нальной частоты вращения), перерыв между включениями 2-3 с (электродвигатель должен остановиться). При кратковременных включениях проверить правильность направления вращения и вса­ сывания рабочей жидкости. Кратковременные включения продол­ жать до полного заполнения гидросистемы рабочей жидкостью;

•установить минимальное давление в гидросистеме и привести гидропривод в действие на холостых режимах, следя при этом за удалением воздуха из гидросистемы;

•закрыть воздухоспускные устройства (или затянуть трубные со­ единения), убедиться, что весь воздух из гидросистемы удален и сделать несколько рабочих циклов в замедленном темпе;

•настроить на требуемое давление все предохранительные клапа­ ны гидросистемы;

•если обнаружатся утечки, устранить их, и весь пуск повторить сначала;

•проверить уровень рабочей жидкости в маслобаке.

Если насос работает с замкнутой циркуляцией гидропривода, то вна­ чале надо запустить подкачивающий насос (на 30-60 мин). Следует пол­ ностью удалить воздух из гидросистемы.

44

5.РЕГУЛИРУЮЩАЯ И НАПРАВЛЯЮЩАЯ

ГИДРОАППАРАТУРА

5.1.Распределители

5./. /. Классификация распределителей

Спомощью распределителей регулируются: пуск, остановка, на­ правление течения рабочей среды и, следовательно, направление движе­ ния и положение потребителя (цилиндра или гидродвигателя).

Распределители по конструкции делятся на: распределительные

электромагнитным;

электрогидравлическим; пневматическим и гидравлическим управлением. По числу ступеней управления: с прямым управлением; с предварительным управлением.

Обозначение распределителей соответствует числу полезных под­ ключений (точки подключения ли­ ний управления в расчет не прини­ маются) и числу переключений по положению. Клапан с двумя полез­ ными подключениями и двумя пере­ ключениями по положению называ­ ется 2/2 линейный клапан. Наиболее часто применяются золотниковые распределители. Они обладают це­ лым рядом преимуществ: простая конструкции; компенсация давления и, следовательно, малое усилие

управления; малые потери; большое число функций управления.

На рис. 5.1 представлен золотниковый распределитель с ручным управлением. Распределитель содержит корпус 1, внутри которого пере­

мещается золотник 4. В корпусе выполнены кольцевые каналы 2, которые образуют в корпусе кромки 3. От конструкции золотника зависят различ­ ные функции управления. Форма корпуса при этом, как правило, не меня­ ется.

45

Визображенном распределителе все точки подключения Р, Т, А и

Вв исходном положении разъединены. Если золотник движется вправо, то точка подключения Р соединяется с В, а точка подключения А с Т. Герметизация отдельных кольцевых каналов осуществляется за счет ма­ лого зазора между поршнем и корпусом. В отличие от седельных клапа­ нов достичь полной герметичности уплотнений здесь невозможно. Гер­ метичность зависит от размеров зазора и вязкости жидкости. Описывае­ мая конструкция распределителя непригодна для водных сред. Однако при работе с масляными средами она обладает достаточной герметично­ стью.

Распределители управляют движением гидродвигателя таким об­ разом, что в крайних положениях золотника движение гидродвигателя реверсируется, а в среднем положении трехпозиционные распределители могут обеспечить остановку. В определенных конкретных случаях при­ менения распределителей требуются различные варианты соединения линий в среднем положении при остановке гидродвигателя. В зависимо­ сти от типа соединений линий в среднем положении распределители имеют цифровое или буквенное обозначение.

На рис. 5.2 представлены условные обозначения гидрораспреде­ лителей с использованием букв и цифр.

По виду присоединения различают резьбовое и стыковое испол­ нения распределителей. В распределителях стыкового исполнения, наи­ более широко применяемых, все присоединительные отверстия выводят­ ся на стыковую плоскость и заканчиваются цековками под уплотнительные кольца, а соединение с гидросистемой выполняется через специаль­ ные панели или промежуточные плиты.

В распределителях резьбового исполнения отверстия для подклю­ чения линий выполняются непосредственно в гидроаппарате и имеют коническую резьбу.

По числу основных линий различают двух-, трех-, четырех-, пяти­ линейные распределители.

Распределители имеют различные диаметры условных проходов, равные 6, 8, 10, 16, 20, 32 мм. Каждому диаметру условного прохода со­ ответствует определенная величина номинального расхода рабочей жид­ кости.

По числу позиций, т.е. фиксированных положений золотника отно­ сительно корпуса, различают двух-, трех-, многопозиционные распреде­ лители. Наиболее широко распространено применение многопозицион­ ных распределителей в строительных и дорожных машинах.

46

В зависимости от положения золотника и кромок корпуса между собой различают три вида перекрытия: положительное; отрицательное; нулевое.

Рис. 5.2. Условные обозначения распределителей

5.1.2.Типовые схемы применения распределителей

Исполнение по схеме определяет работу схемы гидропривода. Применение 14 и 15-го исполнения по гидросхеме (рис. 5.3, а).

Когда золотник распределителя 9 находится в средней позиции, рабочая жидкость, всасываемая насосом 2 из бака 1, по линии 4 поступает к под-

водному отверстию распределителя и далее свободно сливается в бак по пинии 10. При этом насос разгружается от давления. Если золотник рас­ пределителя 9 переключить в крайнюю левую позицию, рабочая жид­

кость под давлением, определяемым настройкой предохранительного клапана 3 (или нагрузкой на цилиндре), поступает по линии 5 в камеру 6

цилиндра, заставляя его поршень перемещаться вправо. При этом рабочая жидкость из камеры 7 вытесняется по линии 8 в распределитель 9, откуда сливается в бак по линии 10.

При переключении распределителя в крайнюю правую позицию движение цилиндра реверсируется.

47

Рис. 5.3. Типовые схемы применения распределителей

48

Если золотник распределителя возвратить в среднюю позицию, ра­ бочий орган плавно останавливается, однако путь торможения может быть большим, особенно при наличии значительных инерционных нагру­ зок и низком уровне трения. При этом давление в напорной линии падает практически до нуля и, следовательно, движение других рабочих органов от одного и того же насоса невозможно. С помощью распределителей 14 и 15-го исполнений по гидросхемам нельзя остановить движение поршня цилиндра с различными рабочими площадями при наличии подпора в линии слива. Когда золотник распределителя находится в средней по­ зиции, возможно перемещение рабочего органа от внешних усилий (на­ пример, вручную).

Применение 24 и 25 - го исполнения по гидросхеме (рис. 5.3, б). В

средней позиции золотника распределителя камеры цилиндра одновре­ менно сообщаются с напорной линией, а давление масла определяется настройкой клапана 3. Движение цилиндра, имеющего одинаковые рабо­ чие площади, прекращается (торможение плавное). Цилиндр может пере­ мещаться, например, вручную. В рабочих камерах сохраняется давление, что позволяет улучшить динамику разгона, однако одновременно ухуд­ шаются условия работы уплотнений штока. Остановка цилиндра с раз­ личными рабочими площадями невозможна. В некоторых гидросистемах это явление используется для дифференциального подключения цилинд­ ров, когда в средней позиции распределителя масло, вытесняемое из штоковой камеры, совместно с маслом, подаваемым насосом, поступает в поршневую камеру, обеспечивая существенное увеличение скорости пе­ ремещения (при одновременном уменьшении движущей силы).

Применение 34 и 35 - го исполнения по гидросхеме (рис. 5.3, в). В

средней позиции золотника распределителя напорная линия запирается, а обе камеры цилиндра одновременно соединяются со сливной линией, что позволяет производить принудительное перемещение рабочего органа, например вручную. Время между моментом переключения золотника и началом движения цилиндра в этом случае больше, чем в предыдущем, особенно при наличии воздуха в гидросистеме и большом ходе рабочего органа. Применение пятилинейного распределителя позволяет регулиро­ вать скорость движения, например вправо путем установки дросселя 11 в линии слива.

Применение 44 и 45-е исполнения по гидросхеме (рис. 5.3, г). В

средней позиции золотника распределителя камеры цилиндра, а также напорная и сливная линии заперты. Давление в системе сохраняется.

49