книги из ГПНТБ / Гидросистемы высоких давлений

(его сопротивление) может выполнять функцию подпорного кла­ пана.

В последнее время в качестве охлаждающих устройств стали применять низкотемпературные радиаторы, в которых в качестве

ный на рис. 37 радиатор охлаждения может также служить в ка­ честве низкотемпературного радиатора, если через его охлажда­

Рис. 40. Генератор холода

При отсутствии источника с ледяной водой низкотемператур­ ный радиатор комплектуется специальным устройством — вихре­ вым генератором холода. Конструкция вихревого генератора хо­ лода, разработанная авторами, показана на рис. 40. Стальной корпус / с внутренней резьбой является базовой деталью гене­ ратора холода. Стальная шайба 2 и резиновая прокладка 3

улитки также подвергаются доводке, что гарантирует прилега­ ние ее к диафрагме и к переходной втулке 6 без зазоров. Штифт, проходящий через стенку корпуса, переходную втулку и улитку, обеспечивает строгое угловое положение последней относитель­ но соплового ввода корпуса.

В корпус переходной втулки 6 ввинчена труба 7 из красной меди. На противоположном конце трубы имеется конический дроссель 5, на который, в свою очередь, навинчены контргай­ ка 9 и колпачок 10. Со стороны левого торца трубы 7 находится крестовина 11, представляющая собой крестообразную фрезеро­ ванную деталь с полированными гранями. Наружный диаметр крестовины обработан с некоторым натягом, что обеспечивает напряженную посадку ее внутри трубы.

72

Текстолитовая гайка 12 с уплотнением специального профиля стягивает все детали в корпусе, а ее удлиненный хвостовик слу­ жит для присоединения холодной части воздухопровода к радиа­ тору. Сопловый ввод улитки и корпуса переходит в патрубок 13. Резьбовая часть патрубка служит для присоединения к генера­

При входе воздуха через патрубок 13 в тангенциальное сопло-

подогреваются и вытекают через дроссель 8 в виде горячего по­ тока. По мере прикрытия дросселя, т. е. уменьшения зазора .s (рис. 40), давление в вихревой трубе повышается и расход хо­ лодного воздуха через отверстие диафрагмы увеличивается при соответствующем уменьшении расхода горячего воздуха. При этом температура холодного и горячего воздуха также изме­ няется. Работа вихревого генератора холода в целом зависит от того, какой характер приобретает вихрь при закручивании по спиральному профилю улитки, так как именно этот фактор обеспечивает образование двух температурных потоков воздуха.

В результате многочисленных экспериментальных исследова­ ний в СССР и за рубежом создано несколько конструктивных вариантов вихревых труб. Основными их различиями являются конструктивное выполнение тангенциального соплового входа сжатого газа и длина цилиндрической части (вихревой зоны) трубы.

Авторами для охлаждения гидросистем высокого давления с гидромультипликаторами применен несколько видоизмененный вихревой генератор холода конструкции А. П. Меркулова [16]. Генератор имеет сопловой вход прямоугольного сечения, вход­ ную улитку, построенную по спирали Архимеда, и спрямляющую четырехлопастную крестовину, установленную перед дросселем горячего потока. Основным отличием конструкции, описанной ранее (см. рис. 40), от конструкции генератора холода А. П. Мер­ кулова является отказ от выполнения профиля улитки по спира­ ли Архимеда и переход к упрощенному профилю, построенному по кривым Лагранжа.

Эксперименты показали, что эффективность генераторов хо­ лода с улитками, выполненными по упрощенной спирали, прак­ тически одинакова с генераторами холода, имеющими улитки, выполненные по спирали Архимеда.

Однако улитки с упрощенной формой спиральной камеры являются более технологичными, так как в основном могут быть получены при обработке на координатно-расточных станках.

После сборки генератора холода и подключения его к маги­ страли сжатого воздуха вращением колпачка 10 регулируется

УСТРОЙСТВА Д Л Я С Н И Ж Е Н И Я В И Б Р А Ц И Й

Гидросистемы с гидромультипликаторами относятся, как мож­ но видеть из изложенного, к системам с дроссельным регулиро­ ванием. Основные элементы этих систем — насос постоянной про­ изводительности и дроссель с автоматическим регулятором расположены в крайних точках. Кроме того, как видно из приве­ денных схем гидросистем, у гидромультипликатора нет предо­ хранительных клапанов в цепи выходящего потока высокого дав­ ления. Регулирование давления на выходе из гидромультиплика­ торов осуществляется точной настройкой (срабатыванием) предохранительных клапанов цепи низкого или среднего давле­ ния. Точность срабатывания клапанов должна исключать влия­ ние каких-либо посторонних факторов, например вибрации.

Вибрация в системах с гидромультипликаторами возникает по многим причинам, основными из которых можно считать три:

1) кавитация, обусловленная повышенной скоростью жидко­ сти и уменьшением давления в какой-либо части гидросистемы ниже давления парообразования;

2)пульсация давления и расхода жидкости, вызванная осо­ бенностями рабочих процессов приводных насосов и гидромуль­ типликаторов;

3)жесткая связь между электродвигателем, приводным на­ сосом, гидромультипликатором и другими элементами гидроси­ стемы.

Опыт показывает, что для избежания появления кавитации необходимо иметь достаточно большие проходные сечения в тру­ бах и других элементах гидросистемы. Проходные сечения долж­ ны быть такими, чтобы скорость движения жидкости на любом участке всасывающей магистрали была не больше 2,0 м/с, а на­ гнетающей — не превышала 6,0 м/с.

В лопастных насосах, применяемых в качестве приводных в гидросистемах с мультипликаторами, следует различать две ско­ рости жидкости: меньшую —• во всасывающей трубе и боль­ шую — в проходных сечениях рабочих органов насоса. Значения этих скоростей определяются подачей насоса и размерами про­ ходных сечений (табл. 7). Анализ лопастных насосов серийного производства показывает, что у некоторых из них имеются в про­ ходных сечениях рабочих органов завышенные скорости всасы­ вания.

Как видно из таблицы, у ряда насосов скорость жидкости в окнах рабочих органов велика, что может привести к нару шению нормального режима всасывания и появлению кавитации. Нормальный режим всасывания сохраняется у насосов Л1Ф-5, Л1Ф-8, Л1Ф-12 и Л1Ф-18. Остальные насосы работают при кри­ тическом режиме всасывания, что служит причиной возникно­ вения пульсаций не только в потоке всасываемой жидкости, но и в потоке нагнетаемой.

В гидросистеме с мультипликатором пульсирующий поток мо­ жет вызвать опасную вибрацию, приводящую к преждевремен­ ному срабатыванию предохранительного клапана.

Один из способов уменьшения пульсации потока рабочей жидкости, вызываемого лопастным насосом, является увеличение проходного сечения окон его рабочих органов. Практика эксплу­ атации лопастных насосов среднего и тяжелого типа с увеличен­ ными окнами рабочих органов показывает, что эти насосы име­ ют значительно меньшие пульсации потока, вибрации и снижен­ ный уровень шума.

При использовании в системах с гидромультипликаторами дросселей с регуляторами Г55-1 и Г55->2 их также следует модер­ низировать путем увеличения глубины щели, что в значительной мере может уменьшить возникновение вибрации.

Для предотвращения наложения колебаний работающего ло­ пастного насоса на колебания других узлов гидромультиплика­ тора применяются противочастотные блоки. По назначению бло­

сом реверсивного золотника. Все пять отверстий, имеющихся в корпусе блока, т. е. отверстия в штуцере и угольниках, при по­ мощи шлангов соединяются с подобным блоком насоса.

пусу. Накидная гайка 5 и конический участок ниппеля обеспечи­ вают подсоединение блока к требуемым узлам гидросистемы с достаточной степенью герметичности. Через три штуцера 3 и резиновые шланги к дросселю подводится масло.

76

Глава IV

МАЛОГАБАРИТНЫЕ ПРЕССЫ С ГИДРОМУЛЬТИПЛИКАТОРНЫМ ПРИВОДОМ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС ПГ-1/75

При прессовании термореактивных пластмасс, полимеров, ре­ зинотехнических изделий и др. необходимо выдерживать три па­ раметра: давление и температуру, при которых происходит прес­ сование; длительность выдержки под давлением при заданной температуре [5].

Выдержка нужна для процесса полимеризации и производит­ ся под давлением, создаваемым прессом. В период выдержки гидропривод пресса не работает производительно, а лишь под­ держивает давление в заданных пределах.

Для осуществления выдержки под давлением известны сле­ дующие способы.

После получения в цилиндре пресса требуемого давления плотно перекрывают клапаны в распределительном устройстве и на время выдержки отключают рабочий цилиндр от насоса. Од­ нако давление в цилиндре со временем падает вследствие утечки жидкости, и усилие, развиваемое прессом, уменьшается, поэтому данный способ часто бывает неприемлем.

При другом способе насос на время выдержки не выключает­ ся, а работает для компенсации утечек жидкости через неплот­ ности и поддержания требуемого давления. Основная часть мас­ ла, подаваемого насосом, через предохранительный клапан сбра­ сывается в бак. Однако в случае длительной выдержки это не экономично, так как насос работает при полном рабочем дав­ лении, а полезно используется только очень небольшая часть подаваемой жидкости, идущая для компенсации утечек. Некото­ рые гидроприводы прессов оборудованы устройствами, отключа­ ющими электродвигатели в момент достижения требуемого дав­ ления и включающие их с понижением давления. Но при этом пуск насоса высокого давления происходит под нагрузкой, что не может способствовать сохранению его работоспособности.

Изложенное показывает, что использование прессов серийного производства для прессования деталей с выдержкой под давле­ нием экономически нецелесообразно. Необходимо создать такой

78

пресс, который имел бы минимальные затраты мощности на при­ вод и обеспечивал экономичную работу гидросистемы на режиме с выдержкой под давлением и достаточно большую работоспо­ собность. Такая конструкция пресса может быть создана с при­ менением гидромультиплнкатора.

На рис. 43 показана принципиальная схема пресса ПГ-1/75 с гидромультипликаторным приводом, разработанного и постро­ енного на волгоградском заводе бурового оборудования «Барри­ кады». Гидравлический одноплунжерный пресс с усилием 75 тс оснащен двумя нагревательными электроплитами и предназна­ чен для изготовления резинотехнических изделий, но при необхо­ димости может быть использован и для прессования других изделий. Высота пресса 2 м, площадь, занимаемая им, состав­ ляет около 1 м2 . Потребляемая мощность гидропривода 1 кВт, габариты и развиваемое усилие позволяют изготовлять иа прессе резинотехнические изделия диаметром до 200 мм. Пресс рабо­ тает следующим образом. Масло, подаваемое лопастным насо­ сом 1, проходит через фильтр 2, предохранительный клапан 3 и подается к реверсивному золотнику 4 с ручным управлением. Рукоятка 5 золотника вынесена на пульт управления прессом, в зависимости от ее положения масло может поступать в трех направлениях.

На рис. 43 рукоятка 5 находится в положении В, соответст­ вующем подводу масла в корпус разделителя потока 6. В дан­ ном случае золотник разделителя потока под действием пружины находится в крайнем правом положении, что соответствует бес­ препятственному проходу масла через разделитель в патрубок 7 и поршневую полость рабочего цилиндра пресса. При этом пор­ шень 10 будет перемещаться вниз, а из штоковой полости ци­ линдра масло начнет сливаться в масляный бак через предохра­ нительный клапан 22 и правую часть корпуса реверсивного зо­ лотника 4.

Быстрое перемещение поршня вниз будет происходить до тех пор, пока траверса 11 не встретит какое-либо сопротивление, например пресс-форму. Когда возникшее сопротивление движе­ нию вызовет остановку поршня, т. е. давление быстрого хода будет недостаточным для продолжения движения, то давление в поршневой полости рабочего цилиндра достигнет давления на­ стройки предохранительного клапана 3.

Такое же давление одновременно будет в правой торцовой полости золотника разделителя потока, что создаст на торце осе­ вое усилие, превышающее воздействие возвратной пружины, и золотник переместится в крайнее левое положение. При этом золотник средней шейкой перекроет патрубок 7 в верхней части корпуса разделителя потока 6, в результате чего прекратится поступление масла в верхнюю (поршневую) полость цилиндра пресса. Одновременно правая узкая проточка золотника раздели-

79

давления в магистрали до разделителя потока происходит прак­ тически мгновенно. В результате этого срабатывает предохрани­ тельный клапан 3, присоединенный к предохранительному кла­ пану 9 типа Г52-12, который настраивается на давление срабаты­ вания около 40 кгс/см2 . Таким образом после увеличения давле­ ния в гидросистеме выше 15 кгс/см2 предохранительный клапан 3 из работы выключается, так как его срабатывание приводит к изменению направления потока масла низкого давления. Сле­ довательно, клапан 3, являясь по конструкции предохранитель­ ным, в гидросистеме пресса работает в качестве синхронизиру­ ющего элемента.

Через клапан 12 масло поступает в реверсивный золотник 13 типа Г72-13 с гидравлическим управлением, а затем в левую по­ лость цилиндра 14 гидромультипликатора, перемещая вправо поршень и вместе с ним плунжеры высокого давления. При этом правый плунжер 15 производит такт нагнетания масла, а левый плунжер 17 — такт всасывания. Масло в заплунжерные про­ странства всасывается из расходного бака 18, где всегда имеется подпор за счет поддержания масла выше уровня всасывающих клапанов. При подходе поршня гидромультипликатора к правой крышке цилиндра срабатывает кран реверсирования 19, кинема­ тически связанный со штоком гидромультипликатора упорами (на рис. 43 не показаны). Происходит изменение направления движения гидромультипликатора. Масло высокого давления по­ дается в магистраль 16. Величина пауз при реверсировании регу­ лируется посредством дросселей, встроенных в торцовые крышки реверсивного золотника.

Возвратно-поступательное движение гидромультнпликатора будет продолжаться до тех пор, пока под траверсой пресса име­ ется сопротивление, заставляющее клапан-синхронизатор 3 нахо­ диться в открытом состоянии. Масло высокого давления из камер обоих плунжеров по магистрали 16 и соединенным между собой патрубкам 8 и 9 поступает в поршневую полость цилиндра пресса, где развивается требуемое усилие прессования. Давление в магистрали 16 регулируется всережимным регулятором 20 и контролируется по манометру, расположенному в верхней части цилиндра пресса.

Для устранения влияния переменной нагрузки на работу гид­ ромультипликатора и для стабилизации его скорости при воз­ вратно-поступательном движении в сливную магистраль гидро­ системы включен дроссель 21 типа Г55-23. Дроссель 21, кроме установки определенного сопротивления, соответствующего же­ лательной скорости плунжеров гидромультипликатора и количе­ ству масла высокого давления на данном режиме работы, обес­ печивает автоматическое поддерживание этой скорости при любых изменениях нагрузки.

Ограничителем давления в гидромультипликаторе служит предохранительный клапан 12, который в случае возникновения

81