Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гидросистемы высоких давлений

..pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.28 Mб
Скачать

Таблица 2

Технические характеристики гидромультипликаторов

 

Показатели

 

1М-500

2ГМ-500

ГМ-600

2ГМ-1200

ГМ-2000

2 ГМ-2000

ГМ-4000

Рабочее

давление на выходе

 

 

 

 

 

 

 

гндромультиплмкатора

в

500

500

600

1200

2000

2000

4000

 

 

 

 

Подача

гндромультипликато­

2

0,5

0,65

3

2,5

4,5

0,36

ра в л'мин

 

• . . .

Рабочая

жидкость

 

Масло

Вода

Масло

Стеол

Масло,

Вода

Масло

 

 

 

 

 

 

 

 

нефтегаз,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

керосин

 

 

Диаметр плунжера в мм . .

25

14

16

20

25

25

10

Число

одинарных

ходов

 

 

 

 

 

 

 

плунжера

в минуту:

 

 

 

 

 

 

 

 

наибольшее

. • . . . .

65

100

100

75

40

80

80

 

 

 

 

2

1

1

6

10

20

2

Ход поршня-плунжера

в мм

80

35

35

100

120

П О

57,5

Насос низкого

давления . .

Л1Ф-35

Л1Ф-8

Л1Ф-12

ЛЗФ-50

ЛЗФ-100

ЛЗФ-100

Л1Ф-25

Рабочее

давление гидросис­

52

40

50

55

50

55

55

темы привода в кгс/см2 . . .

Полная

подача

насоса при

7

 

4,5

12

20

циркуляции

клапанов

в л/мин

 

Мощность приводного элект­

 

 

 

 

 

 

 

родвигателя

в

кВт

при 960

4,5

1

1

7

14

30

4,5

 

 

 

 

 

 

Мощность,

 

потребляемая

 

 

сервоиасосом

для

циркуляции

 

1

клапанов, в кВт

 

 

 

 

Мощность,

потребная для

 

.—

 

 

циркуляции

клапанов без сер-

 

0,3 •

0,5

вонасоса,

в кВт

 

 

 

0,5

 

 

 

 

Мощность,

потребная для

 

 

—.

 

циркуляции

клапанов

при по­

 

 

 

даче жидкости

при

помощи

 

 

0,6

сжатого воздуха, в КВт . . .

 

 

Срок

службы

 

клапанов в ч

700

500

700

700

1000

1000

700

 

 

 

 

 

 

Ресурс

до капитального ре-

2000

1000

1000

1500

3000

1000

1000

 

 

 

 

 

 

Масса

гидромультипликато­

210

270

250

800

1200

1650

260

ра с жидкостью

в кг

. . . .

ходимости в точной дозировке подаваемых порций жидкости высокого давления. В мультипликаторе предусмотрено бессту­ пенчатое регулирование подачи изменением количества ходов поршня-плунжера. Гидромультиплнкатор работает на минераль­ ном масле, обычно марки веретенное 2 или веретенное 3. Цирку­ ляция клапанов достигается присоединением всасывающих тру­ бопроводов к штуцерам 5 (см. рис. 4). Конические, расположен­ ные вертикально, клапаны открываются при давлении, равном давлению гидросистемы привода, т. е. в диапазоне 5—52 кгс/см2 . Полужесткая связь штока силового цилиндра и плунжеров обес­ печивается посредством самоцентрирующихся фланцев. Цилинд­ ры высокого давления и клапанные головки расположены на концах основания, которое одновременно служит масляным баком.

Реверсивный золотник с гидроуправлением находится свер­ ху силового цилиндра. Управление краном реверсирования осу­ ществляется непосредственно от штока мультипликатора без до­ полнительной, настройки угла его поворота. С задней стороны гидромультиплнкатора смонтированы предохранительный кла­ пан, лопастной насос, электродвигатель и дроссель с автомати­ ческим регулятором. Привод лопастного насоса осуществляется через эластичную муфту. Уплотнение плунжерных насосов — полупрецпзионное.

При работе гидромультиплнкатора может происходить де­ формация основания, которая сказывается на четкости реверси­ рования, длине хода плунжера и сроке службы. При указан­ ном недостатке данного гидромультиплнкатора у него имеется много положительных качеств: простота конструкции, небольшая стоимость и безотказность в работе, что в ряде случаев имеет решающее значение при проведении гидроиспыташ-ш простейше­ го вида. Кроме того, в конструкции гидросистемы с гпдромультипликатором ГМ-500 использовано около 80% типовых узлов и деталей серийного производства. Остальные 20% элементов не требуют точной обработки и в основном изготовляются с при­ менением сварочных работ.

Гидромультипликатор 2ГМ-500. Принципиальная схема гидро­ системы с гидромультипликатором 2ГМ-500 показана на рис. 5, техническая характеристика приведена в табл. 2. Основанием гидромультипликатора является масляный бак Г-образной фор­ мы, приподнятый над полом на регулируемых ножках. Это по­ зволяет компенсировать неровности пола при установке гидро­ мультипликатора. Скорость возвратно-поступательного движе­ ния плунжеров гидромультиплнкатора и, следовательно, его подача изменяются дросселем. Одно из крайних угловых поло­ жений лимба дросселя позволяет полностью останавливать гид­ ромультипликатор при работающем электродвигателе привода.

Устройство управления позволяет при отдельных видах гид-

32

специальном кронштейне, который несколько приподнят над го­ ризонтальной осью гпдромультипликатора. Дополнительный предохранительный клапан расположен над реверсивным золот­ ником. Основной клапан находится в панели насоса низкого дав­ ления. Дроссель с автоматическим регулятором и стабилизато­ ром скорости утоплен в основном масляном баке.

Гидромультипликатор работает с циркуляцией клапанов. Давление подпора находится в диапазоне рабочего давления гид­

росистемы

привода.

Рабочая

жидкость — минеральное

масло.

Все

четыре

клапана

гидромультипликатора — шариковые.

 

Уплотнение плунжеров — полупрецизионное, состоит из корот­

кой

(длиной не более двух

диаметров плунжера) бронзовой

втулки, расположенной в теле клапанной головки, и двух

манжет

воротникового типа. Манжеты собирают с промежуточными подманжетными кольцами. Практический ресурс манжетного уплот­ нения составляет около 350 ч.

При работе гидромультипликатора на микроскоростях, когда возникает необходимость в нагнетании жидкости высокого дав­ ления малыми порциями, плунжеры могут иметь скорость по­ рядка 30 мм/мин. Управление гидромультипликатором произво­ дится двумя элементами — вертушкой пакетного выключателя и рукояткой лимба дросселя. Наличие двух предохранительных клапанов (основного и дублирующего), настроенных с некото­ рым перепадом давления, позволяет включать насос даже в тот период, когда в испытуемой емкости имеет место максимальное давление около 600 кгс/см2 .

Техническая характеристика гпдромультипликатора ГМ-600 приведена в табл. 2.

Гидромультипликатор 2ГМ-1200. Гидромультипликатор пред­ назначен для работы на различных жидкостях — от минераль­ ных масел до технической воды при давлениях до 1200 кгс/см2 . При этом все элементы плунжерных насосов, клапанных голо­ вок, клапанов и других узлов, которые должны взаимодейство­ вать с коррозионными жидкостями, изготовлены из нержавеющих сталей и бронзы. Предпочтение отдавалось бронзе, так как этот материал менее трудоемок при механической обработке. Напри­

мер, гильзы

плунжерных насосов

изготовлены из бронзы

Бр. АЖ9-4Л. Уплотнение плунжеров

в гильзах

осуществляется

резиновыми кольцами круглого сечения.

 

Расходный

бак — прямоугольной

формы из

нержавеющей

стали, приподнят над всасывающими клапанами на 200 мм, этим обеспечивается гидростатический подпор клапанов. Запорные элементы клапанов изготовлены из стали 38ХНЗМФА с после­

дующим

азотированием до твердости

HRC 55—60.

Корпуса и

другие

детали клапанов — бронзовые.

Плунжеры — стальные,

хромированные.

 

 

Механизм реверсирования выполнен по закрытой схеме, по­

зволяющей в камерах штоков насоса поддерживать

постоянный

34

уровень смазки. Масляный бак гидросистемы привода разме­ щается в сварном основании. Данные по эксплуатации гндромультипликатора 2ГМ-1200 показывают, что для замены рабочей жидкости (например, для использования воды вместо масла) необходимо дополнительное время около 4 ч; за указан­ ный отрезок времени полностью промывают систему высокого, давления, расходный бак и т. п. Отдельные элементы промы­ ваются без разборки пропусканием жидкости, на которой пред­ стоит дальнейшая эксплуатация насоса.

Техническая характеристика гидромультипликатора 2ГМ-1200 приведена в табл. 2.

Гидромультипликаторы ГМ-2000 и ГМ-4000. Анализ опыта по использованию систем высоких давлений на различных машино­ строительных предприятиях показывает, что в недалеком буду­ щем потребуются гидросистемы с рабочими давлениями 3000— 3500 кгс/см2 . При этом имеется в виду, что возникнет необходи­ мость не только в повышении давления в гидросистемах, но так­ же и в увеличении их подачи. Поэтому было решено разработать конструкцию гидромультипликатора, на базе которой можно было бы создавать гидромультипликаторы для более высоких давлений. Таким образом был создан гидромультипликатор ГМ-2000, при разработке конструкции которого был использован многолетний опыт, полученный при проектировании, изготовле­ нии и эксплуатации целой гаммы гидромультипликаторов. На основе конструкции этого мультипликатора был рассчитан, спро­ ектирован, построен и испытан экспериментальный гидромультиплнкатор ГМ-4000 с рабочим давлением 4000 кгс/см2 .

Конструктивные схемы и устройство гидромультиплнкаторов ГМ-2000 и ГМ-4000 одинаковые (рис. 15).

Гидромультнпликатор ГМ-4000 состоит из приводного цилин­ дра 15 низкого давления и двух соосных цилиндров 6 высокого давления с клапанами всасывания 9 и нагнетания 7. Плунжер 12 высокого давления соосио соединен со штоком 14 приводного поршня 16 посредством гайки. Герметизация плунжера в камере высокого давления осуществляется втулкой 10, прецизиоиио спаренной со штоком и закрепленной в корпусе цилиндра гайкой. Втулка имеет легкопрессовую посадку в корпусе цилиндра и уп­ лотняется кольцом 11 из отожженной меди. Для выпуска воздуха из камеры высокого давления служит игольчатый винт 8. В ка­ честве запорных элементов всасывающих и нагнетательных кла­ панов применены шарики, ход которых ограничивается пружи­ ной или специальными ограничительными штифтами.

Для уплотнения штоков 14 использованы резиновые кольца круглого сечения, расположенные в крышках 13, 17, которые слу­ жат также направляющими.

Гидромультипликатор работает следующим образом. При соединении левой полости приводного цилиндра 15 с нагнета-

2*

35

тельной магистралью насоса низкого давления, а правой поло­ сти— со сливной, поршень 16 и плунжер 12 будут перемещать­ ся вправо. В это время в левой камере цилиндра 6 происходит всасывание, а в правой нагнетание жидкости в общий напорный трубопровод высокого давления. После изменения направления подачи жидкости в приводной цилиндр изменяется направление движения поршня 16 и плунжера 12. При обратном движении

Рис. 15. Схема гидромультиплпкатора непрерывного действия ГМ-4000:

/—пилка;

2—пилот

управления;

5—гидрозологиик; •!—дроссель; 5—колпачок;

б — цн-

цнлнндр высокого давления; 7—нагнетательный клапан;

8—игольчатый

винт;

9—вса­

сывающий

клапан;

10—втулка;

//—уплотнителыіое кольцо;

12—плунжер;

13. 17—крыш­

 

ки; 14—шток; /5—цилиндр привода; 16—поршень;

IS—толкатель

 

 

всасывание происходит в правой камере цилиндра 6, а нагнета­ ние в трубопровод высокого давления — в левой. Таким обра­ зом обеспечивается непрерывная и достаточно равномерная подача.

Для обеспечения автоматической непрерывной работы гидро­ мультипликатора служат гидравлический распределительный зо­ лотник 3 и управляющий им кран реверсирования (пилот) 2, на ось которого насажена вилка 1, взаимодействующая регули­ руемыми упорами с толкателем 18, жестко закрепленным на штоке 14. Для плавности переключения золотника 3 и, следова­

тельно, насоса кран

2 выполнен с нулевым перекрытием,

кроме того, применены

игольчатые дроссели 4 с обратным кла­

паном, расположенные в крышках корпуса золотника и гермети­ зированные колпачками 5.

Данный гидромультипликатор, имея специальную систему циркуляции клапанов, автоматически позволяет пропускать жидкость в исполнительный орган от насоса подпитки при низ­ ком давлении и повышенной производительности, тем самым бы­ стро заполняя рабочий объем исполнительного механизма. После достижения в рабочем объекте давления настройки предохрани36

На основании установлен ручной поршневой иасос, нагнета­ тельный патрубок которого соединен длинным шлангом с фильт­ ром тонкой очистки (фильтр расположен горизонтально). Насос предназначен для периодического наполнения расходного бака рабочей жидкостью и очистки от всякого рода примесей. Таким образом, расходный бак защищен от случайного загрязнения. Остальная аппаратура размещена в баке, например дроссель.

Гидромультипликатор ГМ-2000 относится к насосам тяжелого типа и всякая наладка его аппаратуры должна сопровождаться соблюдением особых правил техники безопасности. Например, плунжерный насос находится в специальной металлической ка­ мере, а его пульт управления вынесен за пределы камеры. На пульте управления насосом (кроме прочей аппаратуры) нахо­ дится специальное так называемое нагрузочное устройство, по­ зволяющее создавать нагрузку для получения необходимого рабочего давления в системе. Нагрузочное устройство (рис. 17) представляет собой массивный корпус, в котором расположены обратный клапан 6, пропускающий жидкость высокого давления от гидромультипликатора; штуцер 3, соединенный с испытуемой емкостью; запорная игла 2 и нагрузочная игла 4. Устройство мо­ жет работать при следующих трех режимах: нагрузки, гпдроиспытаний и разрядки.

Режим нагрузки позволяет проверять работоспособность гид­ ромультипликатора при высоком давлении. Для этого снимают предохранительный колпак 5 и нагрузочную иглу завинчивают до упора конусом в торец / корпуса. При этом нагнетаемая жидкость перестает поступать в штуцер 3, и нагрузочный мано­ метр (правый на рис. 17) показывает фактическое давление, развиваемое гидромультипликатором. Одновременно проверяет­ ся герметичность обратного клапана 6. Этим значительно упро­ щается проверка испытательного комплекса без вскрытия бронезащитного устройства, так как сразу становится ясно, где нахо­ дится неисправность в гидромультипликаторе или в испытуемой емкости. Такое определение места неисправности должно про­ исходить при минимальном числе ходов насоса. Если проверка ограничивается определением рабочего давления, то утечки че­ рез резьбовую часть иглы 4 во внимание не принимаются. При проверке обратного клапана 6 утечек не должно быть, для этого колпак 5 ставят на место.

Режим гидроиспытаний обеспечивается при крайнем правом положении нагрузочной иглы 4, когда ее правый конус взаимо­

действует с торцом / / корпуса

иглы. В этот период игла 2 запер­

та, что

предотвращает

утечку жидкости

высокого давления в

сливной

трубопровод.

Оба

манометра

показывают

давление

в испытуемом объекте, т. е. дублируют друг друга. По

окончании

гидроиспытания, после

соответствующей

технологической вы­

держки, устройство переводят в третий режим работы.

 

38

Режим разрядки представляет собой постепенное уменьшение давления в испытуемой емкости, что достигается медленным вы­

винчиванием

запорной

иглы 2.

При

этом

происходит

возврат

жидкости в расходный бак с

 

 

 

 

предварительной

очисткой

 

 

 

 

ее

фильтром

1.

Характерно

 

 

 

 

отметить, что запорная игла,

 

 

 

 

как видно из рис. 17, не име­

 

 

 

 

ет каких-либо уплотнитель-

 

 

 

 

ных

средств

на

участке с

 

 

 

 

резьбой,

что,

 

казалось

бы,

 

 

 

 

неминуемо вызовет

утечки

 

 

 

 

при работе в режиме разряд­

 

 

 

 

ки.

Практически

этого

не

 

 

 

 

случается, так как

сопротив­

 

 

 

 

ление

фильтра

и

сливного

 

 

 

 

трубопровода

 

ниже

сопро­

 

 

 

 

тивления

резьбового участка

Рис.

17. Нагрузочное устройство

иглы. Появление течи в резь­

 

 

 

 

бовом

участке

запорной

иглы

является

своеобразным

преду­

преждением о засоренности фильтра или сливного трубопровода.

Причиной

засорения

фильтра может являться

мелкая

окалина,

а иногда

и частицы

материала испытуемого

объекта,

которые

выпадают при значительных напряжениях в металле гидростати­ чески нагруженного узла, детали и т. п.

Рассмотренный процесс возврата жидкости в расходный бак

экономически оправдан, так как

значительно сокращает время

на подготовительные операции

по фильтрованию жидкости,

а также позволяет (в отдельных моделях гидромультипликато­ ров) использовать масло гидросистемы привода в качестве жидкости для гидроиспытаний.

РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ

Рабочая жидкость должна обеспечивать нормальную работу гидросистемы во всем эксплуатационном температурном интер­ вале при всех режимах нагрузки. Для этого жидкость должна сочетать необходимые свойства рабочего тела, передающего энергию в гидропередаче, со свойствами смазочных материалов, обеспечивающих гидродинамическое или граничное трение на опорах скольжения.

Как рабочее тело гидропередачи жидкость должна быть спо­ собна, не разрушаясь, длительно выдерживать практически лю­ бые давления в гидросистеме. Это определяет высокую энерго­ емкость рабочих жидкостей.

Объемные и механические потери в гидропередаче определя­ ются главным образом утечками и трением в зазорах, гидравли-

39

ческими потерями в трубопроводах и аппаратуре. Чтобы объем­ ные и механические потери были в допустимых пределах, жидкость должна иметь, прежде всего, определенную вязкость, мало изменяющуюся в рабочем температурном интервале. Кро­ ме того, жидкость для гидросистемы должна быть стабильной, теплостойкой, негорючей, нетоксичной, обеспечивать коррозион­ ную защиту деталей и не создавать в гидросистеме пену [б].

В качестве рабочих жидкостей в гидросистемах высокого дав­ ления чаще всего применяют различные минеральные масла: индустриальное, трансформаторное, турбинное Л, веретенное АУ и АМГ-10 в зависимости от условий работы механизмов и тре­ буемой вязкости. Свойства некоторых из этих масел приведены в табл. 3.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

 

Основные свойства рабочих

жидкостей

 

 

 

 

 

Кинематическая

вяз­

Темпе ­

 

 

 

 

кость в ест при т е м ­

 

 

 

Условная

ратура

 

Плотность

вязкость

пературе в °С

засты­

Масло

 

 

 

при 20° С

в В У „

 

 

 

вания

 

в г / с м

3

 

 

 

в °С,

 

 

а0

100

50

20

 

 

 

 

[не вы­

 

 

 

 

 

 

 

ше

Индустриаль­

 

 

 

 

 

 

ное 12 . . . .

 

 

1,86—2,26

 

10—14|

 

- 3 0

Индустри­

0,88—0,90

2,6—3,31

 

17—23

75

—20

альное 20 . . .

 

Индустри­

 

 

3,81—4,59

 

27—33

 

—15

альное 30 . . .

 

 

 

 

АМГ-10 . .

0,85

 

1,85

6

10

16

—70

АГМ . . . .

0,85

 

1,8

4

9

26

—60

Веретенное

 

 

2,05-2,26

4,5

 

49

—45

ІАУ

0,886-0,896

12-141

Вязкость рабочих жидкостей гидросистемы зависит от темпе­

ратуры, с

увеличением

температуры

вязкость

уменьшается

(рис. 18).

 

 

 

 

 

 

 

В общем

виде закономерность

изменений вязкости жидкости

с изменением температуры приближенно может быть выражена формулой [5, 19]

v,= v50(f)",

(11)

где vt и Ѵ5о — кинематическая вязкость в ест, соответственно при температуре t и 50° С;

іі — показатель степени (табл. 4) [5].

При снижении температуры значения показателя степени п быстро уменьшаются: при 25° С показатель п следует уменьшить на 11 %, а при 20° С — на 21 %.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ