книги из ГПНТБ / Гидросистемы высоких давлений

750 кгс/см2 . Муфты / и 5 одним из торцов прилегают к буртам корпусов клапанов. Перпендикулярность сопрягаемых поверх­ ностей названных деталей является решающим фактором для обеспечения соосности всей цепи сборки клапана и влияет на его ресурс.

Уплотнение между клапанной головкой и корпусом гидро­ мультипликатора обеспечивается резиновым кольцом круглого сечения, которое размещается в канавке 3.

Обязательным элементом клапанной головки является проду­ вочная игла 8, служащая для удаления воздуха из насоса.

Рис. 32. Клапанная головка в сборе

В ряде случаев, например у насосов гидромультиплпкаторов 2ГМ-500 и 2ГМ-750, клапанные головки изготовляются из брон­ зы. Материал клапанной головки подбирают в зависимости от свойств жидкости, с которой работает гидромультиплнкатор. Ремонт клапанов с двухфазным запиранием ограничивается за­ меной резиновых деталей, а также контрольной доводкой торцов корпусов и подвижных элементов. Из опыта эксплуатации видно, что ресурс клапанов с двухфазным запиранием находится на уровне ресурса других малоизнашиваемых узлов гидромульти­ пликаторов.

К достоинствам клапанной головки (см. рис. 32) следует отне­ сти также возможность уменьшения вредного пространства в заплунжерной полости. Для этого принимают диаметр D отвер­ стия, в которое входит плунжер при такте сжатия, и диаметр d канала минимальными, так как работа клапанной головки, т. е. всасывание, осуществляется с достаточным подпором (8— 15 кгс/см2 ). Диаметр канала d можно рассчитывать для скоро­ сти жидкости порядка 7-—10 м/с. Этим значительно сокращается объем вредного пространства и возрастает объемный к. п. д. гидромультипликатора. Недостатком рассмотренной клапанной головки является то, что ее рабочее положение может быть толь­ ко вертикальным или незначительно (не более чем на 20°) от­ клоняться от вертикального.

62

ческий процесс испытания в ряде случаев требует применения гидромультипликаторов с регулируемой подачей, так как цикл нагрузки того или иного испытуемого объекта должен уклады­ ваться в заданный отрезок времени.

В ряде случаев количество подаваемой жидкости должно быть очень мало и по условиям технологического процесса жидкость должна нагнетаться непрерывно работающим насосом в течение нескольких десятков минут. Такую задачу решить чрезвычайно трудно, если идти путем создания насосов высокого давления с приводом плунжеров посредством кривошипно-шатунных и экс­ центриковых механизмов, а также путем изменения скоростей движения плунжеров гпдромультипликатора при помощи типовых дросселей. В этих случаях плунжерные пары насосов высокого давления должны иметь высокую герметичность, а клапанные узлы насоса — практически нулевые фазы запаздывания закры­ тия. В гидромультипликаторах, где давление нагнетания колеб­ лется в пределах 0—4000 кгс/см2 , стабилизация скорости движе­ ния плунжеров является особенно важной.

Следует отметить, что в этих свойствах механизмов распре­ деления нет никакой необходимости, если скорость движения плунжеров не превышает 0,5 м/мин.

Насосов высокого давления для указанной цели отечествен­ ная промышленность не изготовляет. А решить поставленную за­ дачу стабилизации скорости жидкости, подаваемой гидромуль­

регулированием скорости на выходе, практически невозможно. Для подтверждения указанного рассмотрим работу типового ре­ версивного золотника с гидроуправлением. На рис. 33, а схема­ тично показан разрез корпуса серийного реверсивного золотника Г72-1. В корпусе 1 имеются отверстия 2, 3 я 4 для подвода жидкости. Жидкость от насоса подается через отверстие 4 в по­ лость корпуса золотника и далее через отверстия 2 и 3 к испол­ нительным узлам. Цилиндрический золотник 7 прецизионно спа­ рен с корпусом 1. На внутренних кромках распределительных шеек золотника 7 имеются тормозные фаски 5 и 6.

Положение золотника 7 на рис. 33, а соответствует случаю, когда гидросистема работает в режиме микроскоростей и золот­ ник медленно перемещается в одно из крайних положений, на­ пример, в направлении стрелки. Как видно из рис. 33, а, средняя шейка золотника, проходящего через нейтральное положение,

63

образует двустороннее отрицательное перекрытие Л, симметрич­ ное средней кольцевой проточке в корпусе.

У реверсивного золотника Г72-1 с гидроуправлением при от­ рицательном перекрытии средней шейки образуется такое сече­ ние щели, через которое из отверстия 4 жидкость от насоса одно­ временно устремляется в обе полости рабочего цилиндра, что равноценно полному прекращению всякого движения поршня, плунжера и других тяговых элементов гидросистемы.

Рис. 33. Схема реверсивного золотника:

а—серийного; б—модернизированного

Исследования реверсивного золотника Г72-13 показали, что насос производительностью 8 л/мин, работающий при давлении 45 кгс/см2 , соединяется с двумя полостями цилиндра, движение поршня прекращается и вся жидкость, подаваемая насосом гид­ росистемы, через предохранительный клапан сбрасывается в мас­ ляный бак. Такое состояние гидросистемы с прямолинейным воз­ вратно-поступательным движением исполнительного механизма и с дроссельным регулированием имело место всегда, когда ско­

сивным золотником Г72-13, имеющим гидроуправление, гаранти­ ровать нельзя.

Можно получить вполне работоспособный узел реверсирова­ ния, если использовать корпус серийного золотника Г72-13, а во вновь изготовляемом золотнике изменить линейные размеры рас­ пределительных шеек, как это показано на рис. 33, б. Длина Я центральной распределительной шейки золотника должна быть больше длины кольцевой проточки в корпусе. При симметричном

64

0,1—!0,15 мм. Торцы центральной распределительной шейки зо­ лотника следует выполнять без тормозных фасок, а внутренние торцы сливных шеек — с фасками.

Отрицательное перекрытие распределительных кромок имеет место и в кранах реверсирования Г78-21, что существенно ухуд­ шает работу гидросистемы на микроскоростях. На рис. 34, а по­ казан упрощенный разрез корпуса крана реверсирования. Отвер­ стия 1 и 5 в зависимости от углового положения золотника 4 соединяются с торцовыми крышками реверсивного золотника с гидроуправлением. Сливное отверстие 2 соединяется с масля­ ным баком. Подводящее отвер­ стие 3 соединяется с насосной ма­ гистралью гидросистемы. В кор­ пусе 6 каждое отверстие с резь­ бой переходит в сквозное цплинд-

рическое, обычно диаметром d=5 мм. Как видно из рисунка, ши­ рина h0 каждой из четырех угловых кромок золотника 4 несколь­ ко меньше диаметра сквозного отверстия. За счет отрицательного перекрытия h в период переключения золотника образуется щель, размеры которой не больше 0,05 мм. Но даже такая щель вызы­ вает нарушение фаз реверсирования, так как количество жидко­ сти, необходимое для перемещения реверсивного золотника из одного крайнего положения в другое, не превышает 25 см3 , а пере­ ключение крана реверсирования при микроскоростях происходит сравнительно медленно, за несколько секунд.

перекрытием. Золотник должен быть изготовлен с увеличенной шириной H всех четырех угловых кромок (рис. 34,6). Если сквозные отверстия корпуса дополнительно обрабатываются, то положительное перекрытие hi берется 0,15—0,2 мм, тогда Н= = (0,34-0,4) +d мм.

Работа гидросистемы привода гидромультиплнкатора на мик­ роскоростях требует также модернизации дросселя Г55-2 серий­ ного производства.

Серийный дроссель Г55-2 работает следующим образом (рис. 35). При подъеме дифференциального золотника 6 вверх пружина 7 сжимается, стремясь возвратить его в нижнее поло­ жение. Этому перемещению препятствует противодавление, кото­ рое зависит от сопротивления регулируемой щели 9. Чем выше

При работе гидросистемы на микроскоростях дроссель при­ крыт и расход жидкости через щель 9 составляет всего несколь­ ко процентов от общей подачи насоса. При этом сопротивлении щели 9 вспомогательный насос развивает максимальное давле­ ние, соответствующее давлению срабатывания предохранитель­ ного клапана. Предохранительный клапан цепи среднего давле­ ния предохраняет от перегрузок также и цепь высокого давления гидромультипликатора.

Таким образом, при сопротивлении щели 9, соответствующем давлению насоса около 40 кгс/см2 , на дифференциальный золот­ ник действует давление жидкости, значительно превосходящее силу пружины 7, и он поднимается в крайнее верхнее положение. Тогда кромка 8 нижней шейки дифференциального золотника полностью закрывает входное отверстие корпуса дросселя и пре­ кращается сброс масла в бак, т. е. нарушается устойчивая ра­ бота гидросистемы.

Исходя из рассмотренного, осевую силу возвратной пружи­ ны 7 необходимо увеличить примерно в 5—6 раз. Однако при этом ликвидируется возможность автоматической работы диффе­ ренциального золотника в режиме средних и малых скоростей перемещения плунжеров гидромультиплнкатора. Следовательно, необходимо другое решение. Эта задача может быть решена путем введения в дроссель специального ограничителя для ре­ гулирования крайнего положения дифференциального золотника в соответствии с минимальными скоростями перемещения плун­ жеров гидромультипликатора.

Необходимые дополнения к конструкции дросселя Г55-2 по­

предотвращают утечки жидкости. Нижний торец винта при опре­ деленной глубине завинчивания соприкасается с металлическим стержнем 5, расположенным в глухом отверстии верхнего торца дифференциального золотника 6. Пружина 7 центрируется в от­ верстии крышки и прямоугольном вырезе золотника. Величина

66

ничить подъем дифференциального золотника вверх независимо от степени сопротивления щели 9 при открытом входном отвер-

Рис. 36. Схема гидросистемы мультипликатора со стабилизатором скорости

Схема гидросистемы, обеспечивающая высокие стабилизиру­ ющие свойства и устойчивую работу гидромультипликатора при

фильтр 2 обеспечивает фильтрацию жидкости. Предохранитель­ ный клапан 3 настроен на давление срабатывания 64—66 кгс/см2 .

и в кране 6 реверсирования. Жидкость, отработавшая в силовом гидроцнлиндре И, сливается в бак через дроссель, находящий­ ся на выходе из гидросистемы. Как видно из рисунка, в системе

Глава III

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И СНИЖЕНИЯ ВИБРАЦИЙ

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ

Опыт эксплуатации систем с гидромультипликаторами пока­ зывает, что нагрев масла в них не должен превышать 50° С. При этом масло индустриальное 20 (веретенное 3) должно сохранять вязкость в пределах 17—20 ест. Критерием интенсивности нагре­ ва гидросистемы служит количество теплоты, приходящееся на литр масла в баке за один час непрерывной работы. Если рас-

Рнс. 37. Радиатор охлаждения

четное количество теплоты не превышает 2,5—3 ккал/(л-ч), то применять охлаждающие устройства нет необходимости. Если превышает, то для гидромультипликатора необходима система охлаждения. Так, например, гидросистема привода гидромуль­ типликатора 2ГМ-2000 требует искусственного охлаждения мас­ ла. В качестве охладительных устройств используются специаль­ но созданные радиаторы охлаждения, один из которых показан на рис. 37. Корпус / радиатора изготовлен из стальной трубы, диаметр и длина которой зависят от требуемых охладительных свойств радиатора. На правом торце корпуса к приваренному фланцу присоединена болтами 5 съемная крышка 4 с паронитовой прокладкой 3. Левая сторона корпуса неразборная.

Охлаждающий элемент 10 состоит из пакета латунных труб, приваренных к сборнику 9 газовой сваркой. Сечение труб и их количество зависят от требуемых свойств радиатора. Сборники, расположенные по обеим сторонам радиатора (конструкция сим­ метричная), изготовлены из бронзы и уплотнены в торцовых

69

крышках при помощи сальниковой набивки 6. Набивка прижи­ мается к крышке 4 буксой 7 и гайкой 8. Внутреннее отверстие сборников с резьбой служит для присоединения радиатора ох­ лаждения к гидросистеме. Через охлаждающий элемент должно проходить только нагретое масло.

Вода из водопровода при температуре +15-^25° С подводит­ ся в зарубашечное пространство корпуса через штуцер 2, отра­ ботавшая вода отводится через аналогичный штуцер на левой стороне корпуса. Максимальный расход технической воды при давлении в зарубашечпоы пространстве корпуса 0,1—О1,15 кгс/см2 обычно не превышает 100 л/ч. Столь незначительный расход воды

Рис. 38. Схема вкліочения радиатора охлаж­ дения в гидросистему с дросселем на линии слива

имеет место только в том случае, когда подача ее в радиатор охлаждения начинается одновременно с включением гидромуль­ типликатора в работу. Не рекомендуется допускать повышенный нагрев масла, а затем включать радиатор охлаждения на повы­ шенный расход воды, так как в этом случае к. п. д. охладителя

рез радиатор охлаждения используется отдельный шестеренный насос, всасывающая труба которого соединяется с наиболее на­ гретым участком магистрали, а нагнетающая •—с резьбовым концом сборника 9 (см. рис. 37).

При втором варианте радиатор охлаждения подсоединяют не­ посредственно к одному из узлов гидросистемы, как показано на рис. 38. Здесь радиатор охлаждения / соединен с дросселем 2 типа Г55-2, через который сливается нагретое масло, отработав­ шее в системе привода гндромультипликатора. Положение ревер­ сивного золотника 3 соответствует сливу масла из левой полости цилиндра (на рис. 38 цилиндр не показан). После реверсирова-

70

пня фазы реверсивного золотника изменятся и в радиатор охлаж­ дения будет направлено нагретое масло, отработавшее в правой полости цилиндра. Таким образом, охлаждению будет подвер­ гаться около 80% масла, подаваемого насосом и обеспечиваю­ щего прямолинейное возвратно-поступательное движение порш­ ня гидромультипликатора, если он работает при максимальном количестве ходов. При уменьшении количества ходов уменьшит­ ся также объем масла, проходящего через радиатор охлажде­ ния, что повлечет за собой некоторый дополнительный нагрев

канализацию

Рис. 39. Схема подклю­ чения радиатора охлаж­ дения в гидросистему с дросселем на линии нагнетания

гидросистемы привода. Этот нагрев можно компенсировать до­ полнительным расходом воды через радиатор.

Третий вариант подключения радиатора охлаждения показан на рис. 39, где изображена часть схемы гидросистемы с дроссе­ лем типа Г55-1 на линии нагнетания. Основной особенностью си­ стемы является отсутствие отдельного предохранительного кла­ пана, функции которого выполняет дифференциальный золотник дросселя 1, что в значительной мере осложняет процесс уста­ новления необходимого давления гидросистемы. Поэтому дроссе­ лирование на входе применяется только в гидросистемах с гид­ ромультипликаторами сравнительно малой мощности. Как видно из рисунка, требуемое количество масла поступает в реверсив­ ный золотник 2, откуда направляется в левую полость цилиндра (цилиндр на рис. 39 не показан). Из правой полости цилиндра масло через подпорный клапан 3 попадает в радиатор 4. После смены фаз реверсивного золотника нагретое масло из левой по­ лости цилиндра также пройдет через радиатор охлаждения.

При этом варианте подключения радиатора падение давления в охлаждающем элементе может быть достаточно большим и со­ ставлять до 60% давления настройки подпорного клапана. В ря­ де случаев, когда стабилизирующие свойства тидросистемы не имеют решающего значения, охлаждающий элемент радиатора

71