книги из ГПНТБ / Гельберг Б.Т. Вопросы технологии и организации ремонта оборудования

линдр. Насос 1 работает в установке с постоянной производитель­ ностью и постоянным максимальным давлением, поддерживае­ мым посредством клапана 3, через который избыточное количество

масла сливается под давлением в резервуар.

Давление масла на участке между насосом и дросселем посто­

янно, а за дросселем и в цилиндре оно изменяется в зависимости от нагрузки.

Разность давления у дросселя (перепад) возрастает при умень­

шении нагрузки в цилиндре. Например, на участке между насосом

идросселем давление равно 15 кг/см2, а на участке за дросселем

ив цилиндре — 8 кг/см2; следовательно, перепад равен 15 кг!см-

—8 кг!см2 —7 кг!см2.

Давление в цилиндре увеличится, а перепад уменьшится при увеличении нагрузки. Таким образом, при увеличении нагрузки расход жидкости сократится и скорость поршня уменьшится и,

наоборот, при уменьшении нагрузки расход жидкости через дрос­

сель возрастет и скорость поршня увеличится.

Такие конструкции имеют станки, где нагрузка изменяется не­

значительно (например шлифовальные станки) и не приводит к заметному изменению скорости движения стела.

Схема гидропривода с дросселем, расположенным на выходе жидкости из цилиндра (рис. 120, в), скомпонована так, что ско­

рость движения регулируется объемом масла, вытесняемым из ци­ линдра через дроссель 2 в резервуар. Это обеспечивает постоянное давление в системе в процессе всего рабочего цикла станка. В по­ лости слива в цилиндре образуется противодавление, повышающее плавность движения стола или другого узла станка.

Схема гидропривода с дросселем, установленным на ответв­

лении от рабочей полости цилиндра, показана на рис. 120, г.

Масло, нагнетаемое насосом, частично сливается через дрос­ сель на слив; остальной объем масла поступает в цилиндр. Увели­ чение скорости поршня достигается уменьшением расхода масла через дроссель на слив. Клапан 3 работает как предохранитель­

ный и открывается при перегрузке. Давление в насосе и цилинд­

ре изменяется в зависимости от нагрузки станка.

Снижение скорости движения поршня при нарастании нагрузки проявляется здесь более значительно, чем в ранее рассмотренных

гидроприводах, так как одновременно происходит изменение утеч­ ки в насосе и перепада в дросселе.

Схемы с дроссельным регулированием не обеспечивают посто­ янство скорости при изменении нагрузки, поэтому они не приме­ няются в станках со значительным изменением нагрузки, где тре­ буется высокая равномерность движения (токарные, фрезерные, расточные станки и т. п.).

Постоянство скорости движения поршня при изменении на­ грузки в системах с дроссельным регулированием обеспечивается

применением более сложных регуляторов скорости, которые создают условия для постоянного перепада давления у дросселя.

190

2. УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ НАСОСОВ

Насосы являются основными механизмами гидроприводов. Они нагнетают жидкость в цилиндры системы, приводящие в дви­ жение столы, суппорты и другие узлы оборудования.

В гидроприводах оборудования машиностроительных заводов; применяются шестеренчатые, лопастные и поршневые насосы.

Шестеренчатые насосы обычно изготовляются с постоянной-

производительностью— нерегулируемые, а лопастные и поршне­

вые изготовляют как постоянной производительностью, так и ре­ гулируемые. В регулируемых лопастных насосах изменяется

объемное перемещение жидкости путем перемещения статора от­

носительно ротора (рис. 123), а у поршневых регулируемых изменяется объемное перемещение жидкости путем изменения;

длины хода поршня.

Шестеренчатые насосы бывают обыкновенные и.

уравновешенные. Первые применяются в гидросистемах, рабо­ тающих под давлением до 20—30 кг/сл2, вторые—для созданияболее высокого давления (до 70 кг/см2).

Лопастные насосы имеют производительность от 5 до

100 л/мин и рабочее давление в пределах 30—65 кг/см2. Поршневые насосы применяются в гидроприводах для-

создания высоких давлений (от 60 до 700 кг/см2).

Шестеренчатые и лопастные насосы получили широкое распро­ странение в гидроприводах промышленного оборудования.

Устройство шестеренчатых насосов. Шестеренчатые насосы

изготовляются для давления до 5 кг/см2 (применяются в системах

смазки и охлаждения) и для давления от 30 до 70 кг/см2 (приме­

няются в гидравлических системах станков).

Обычные шестеренчатые насосы для давления до 20—30 ат используются в механизмах подач и быстрых перемещений столов,,

суппортов зажимных устройств, смазочных устройств, для подачи, охлаждающей жидкости и др.

Схема работы обыкновенного шестеренчатого насоса представ­ лена на рис. 121. Корпус насоса имеет два отверстия, располо­

женных в противоположных стенках. Одно отверстие предназна­

чено для всасывания жидкости, другое — для нагнетания ее в.

механизм привода.

В корпусе насоса помещены два зубчатых колеса с наружным зацеплением. При вращении колес в направлении, показанном на рисунке стрелками, масло поступает через всасывающее отвер­

стие в полость всасывания насоса и заполняет впадины между

зубьями. Затем впадинами оно переносится в полость нагнета­ ния, откуда выдавливается в трубопровод входящими во впади­ ны зубьями.

Ремонт шестеренчатых насосов. В шестеренчатом насосе из­

нашиваются торцы зубчатых колес и поверхности чугунных про­ кладок, с которыми они сопрягаются, внутренняя поверхность

191.

корпуса и наружный диаметр зубчатых колес. При работе же с

загрязненным маслом наблюдается усиленный износ зубьев, ко­

лес, а также шарикоподшипников, поверхности приводного ва­

ла, сопрягаемой с сальниковой набивкой.

Изношенные насосы работают неровно, производительность их

значительно снижается из-за образовавшихся потерь в камере насоса, падает и давление масла.

Изношенные внутренние поверхности корпуса насоса следует расточить и прошлифовать. При расточке необходимо снимать по

лее запрессованные втул­

ки растачивают по наружному диаметру колес.

Корпус изготовляют вновь, если нет возможности поставить в старый корпус втулки или-произвести коррегирование зубьев.

Внутреннюю изношенную поверхность корпуса можно напла­ вить латунью, а затем расточить до нужного размера. Такой ре­ монт производят в том случае, когда старые шестерни не изноше­ ны или же имеются запасные новые. Этот способ ремонта корпуса не всегда осуществляется успешно вследствие того, что при на­ плавлении поверхности корпуса могут оказаться раковины, кото­

рые выявляются только в процессе расточки.

При расточке корпуса необходимо восстановить первоначаль­ ное межцентровое расстояние для зубчатых колес, поэтому корпус насосов растачивают совм-естно с фланцем, а зацентровку ведут по гнездам для шарикоподшипников.

Заготовки для новых колес насоса перед нарезкой зубьев ну-

192

жно обязательно прошлифовывать по наружному диаметру так,

чтобы зазор между головками зубьев и корпусом не превышал

0,02 мм.

Зубчатые колеса изготовляют из цементируемой стали и за­

каливают до Rc ='52—58. Это обеспечивает достаточно высокую износоустойчивость их.

Колеса должны быть изготовлены с точностью, обеспечиваю­ щей минимальное биение по диаметру начальной окружности (не более 0,04 мм) и параллельность зубьев шестерен к оси отверстия

(непараллельность допускается не свыше 0,03 мм).

У зубчатых колес, имеющих небольшой износ по профилю зубь­ ев и наружному диаметру (между зубьями сцепляющихся шесте­ рен проходит щуп толщиной до 0,1 мм), ограничиваются шлифо­

ванием торцов. Одновременно шлифу­

ют торцы корпуса и прокладки до

устранения следов износа, а шестерни с износом, превышающим указанную величину, обычно заменяют новыми.

Приводной валик, подшипники и саль­ никовую набивку также заменяют но­

выми.

Насосы хорошо работают после ре­ монта лишь в том случае, если соблю­

дены установленные величины зазоров

между шестернями, корпусом и про­

кладками.

Если торцы зубчатых колес шли­

фуются вместе с корпусом и они'имеют одинаковую высоту, то необходимый

зазор обеспечивается путем укладки между корпусом и прокладками папи­

росной бумаги толщиной около 0,02—

Суммарные зазоры между торцами шестерен и прокладками, а также между окружностью шестерен

и сопряженной с ними поверхностью корпуса допускаются в пре­ делах 0,03—0,05 мм.

Шестерни шестеренчатых насосов испытывают одностороннее

давление жидкости, направленное со стороны полости нагнетания

в сторону всасывания. Поэтому внутренняя поверхность корпуса, сопрягаемая с наружным диаметром шестерен, получает односто­ ронний износ и тем больший, чем больше давление жидкости.

Уравновешенные шестеренчатые насосы

(рис. 122) применяются для создания более высоких давлений

(до 70 кг/см2). Они отличаются наличием разгрузочных камер 4

и 10, соединяющихся с каналами 7 и 8, и полостью всасывания 6. Высокое давление, создающееся в процессе работы насоса в каме­ рах 4 и 10, соединенных через зазоры с полостью нагнетания,

снимается за счет отвода незначительного количества жидкости через каналы 7 и 8 в полость всасывания 6.

Камеры 5 и 9 соединены каналами 1 и 2 с полостью нагнета­

ния 3, поэтому в этих камерах создается давление, уравновеши­ вающее одностороннее давление со стороны полости нагнетания, и

зубчатые колеса освобождаются от одностороннего давления.

Величина промежутков между камерами, полостями всасыва­

ния и нагнетания должна быть не менее шага по окружности го­ ловок зубьев колес.

Разрез по ЕВ

Ремонт уравновешенных шестеренчатых насосов аналогичен ремонту обыкновенных шестеренчатых насосов, но добавляется еще работа по прочистке разгрузочных каналов или их восстанов­ лению.

Устройство лопастных насосов. Лопастные насосы изготов­

ляются для передачи среднего и высокого давления. Они констру­ ируются как регулируемой, так и нерегулируемой, т. е. посто­ янной производительности.

Лопастные насосы выпускаются различных типов. Один из них —тип ЛЗФ (рис. 123) — применяется для подачи в гидравли­ ческие системы станков, экскаваторов, гидропрессов и других ма­ шин минеральных масел вязкостью от 2,5 до 10 по Энглеру.

194

профиля от одного радиуса к другому. Износ выражается в обра­

зовании ступеней и надиров на рабочих поверхностях деталей. Ремонт статорных колец может производиться путем шлифова­

ния внутреннего профиля их до устранения имеющихся на них следов износа. Такой ремонт приводит к снижению производитель­ ности насоса, поэтому изношенные статорные кольца стремятся за­ менять при ремонте вновь изготовленными.

Статорные кольца изготовляются из стали ШХ15 или из стали ХВГ. Последующей термообработкой им придается твердость до

=60—64.

Ротор изнашивается менее других деталей насоса. Изготовле­

ние нового ротора взамен изношенного сопряжено со значитель­ ными трудностями, поэтому ротор целесообразно ремонтировать. Ремонт его сводится к восстановлению параллельности стенок пазов, шлифованию изношенных шеек и торцов.

Износ пазов, не превышающий 0,1 мм, ремонтируют вручную с применением абразивного порошка и с последующей доводкой

пастой. Непараллельность стенок пазов допускается в пределах

0,02 мм. При больших износах параллельность пазов восстанавли­ вают предварительно на станке с помощью тонкого абразивного кружка, а затем уже доводку производят вручную.

Значительное увеличение ширины пазов, которое должно ком­

пенсироваться увеличением размера лопаток, вызывает повышение давления лопаток, на статор, что ускоряет его износ. Износ шеек восстанавливают хромированием.

Торцы ротора шлифуют до устранения следов износа, при этом отклонение от соосности шеек допускается до 0,02 мм, а биение торцов — 0,015—0,02 мм на радиусе 40 мм.

Ремонт изношенных шеек ротора можно произвести и шлифо­

ванием. Уменьшенные размеры шеек компенсируют установкой

новых дисков 5, изготовляемых из бронзы марок: ОФ-Ю-4,

АЖ-9-4 и др.

Лопатки вследствие их значительного износа изготовляют вновь в соответствии с техническими условиями.

3. КОНТРОЛЬНО-РЕГУЛ ИРУЮЩИЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Контроль и регулирование количества, давления, направления и скорости потоков жидкости в гидросистемах производятся с по­

мощью клапанов, дросселей и регуляторов скорости.

Клапаны предназначаются для: 1) предохранения гидрав­ лической системы от перегрузки; 2) контроля направления потоков жидкости; 3) создания и поддержания постоянного давления

жидкости на отдельных участках системы и др.

Действие сливного шарикового клапана показано на рис. 124, а. Давление, необходимое для нормальной работы гидропривода, со­

здается в полости 1 клапана. Шарик 4 при этом прижимается к

седлу 2 пружиной 5, усилие прижима которой регулируется вин-

196

21

Рис. 124. Контрольно-регулирующие и управляющие устройства:

а — клапан, б — дроссель, а — золотник, г — пилот

197

том 6. При наличии в системе повышенного давления масло да­ вит на шарик 4, приподнимает его и проходит через полость 3 на слив, а при нормальном давлении в системе пружина прижмет ша­

ние для прохода жидкости. Чем меньше проходное сечение дрос­ селя, тем меньший объем масла через него проходит в единицу времени. Давление в системе при этом повышается, а избыток жидкости проходит через предохранительный клапан на слив.

Управление потоками жидкости в гидравлических системах,

изменение их направления, включение или выключение отдельных ее участков, контроль величины давления или времени остановки движущихся частей станка при реверсировании ведутся с по­ мощью золотников, пилотов, реле давления и др.

Золотниковые устройства применяются для распре­ деления потоков жидкости. Управление золотниками бывает от

руки, от упоров станка, гидравлическое и электрическое. Для

сложных технологических процессов золотниковые устройства

объединяют с клапанами, дросселями, регуляторами скорости,

комбинируя их управление, например ручное с электрическим.

Золотник, работающий от упоров или вручную (рис. 124, в),

имеет следующий принцип действия. При поступлении масла в по­ лость 5 оно попадает через камеру 2 в рабочую полость цилинд­ ра. Масло из нерабочей полости цилиндра при этом выходит че­ рез камеру 3, соединенную с баком через дроссель 4. Для изме­ нения направления жидкости переключают рычаг 7, который,

вого управления. Они рассчитаны на небольшую пропускную спо­ собность (8—10 л/мин) и поэтому имеют небольшие размеры, что позволяет создавать компактные органы управления.

Пилоты, соединенные трубопроводами с золотниками, осуще­ ствляют управление циклом на расстоянии. Сами пилоты пере­ ключаются при помощи упоров, вручную или при помощи соле­

ноидов. Конструкция пилота показана на рис. 124, г.

Поворотный пилот состоит из чугунного корпуса 1 с четырьмя

отверстиями для присоединения к гидросистеме. Корпус имеет центральную расточку с вмонтированным в нее краном 2. Корпус закрывается сверху крышкой 3, через которую проходит стебель крана.

Ручка 4, закрепленная на конце стебля крана, может повора­

чиваться от упоров и от руки на 45°. Кран имеет четыре диамет­

рально расположенных сквозных отверстия. Масло, поступающее

198

в корпус кранового переключателя, поворотом крана через отвер­

стия в нем может быть направлено в одну из полостей цилиндра или же в какой-либо другой управляемый агрегат.

Ремонт золотников, клапанов, кранов и их изготовление в слу­

чае необходимости не вызывают особых трудностей. Здесь важно

тщательное выполнение резьбовых соединений, а также притирка игл и тарелок клапанов, подбор качественных пружин.

При осмотре золотников проверяют, нет ли продольных рисок и надиров на золотниках и в отверстиях для них. Исправление от­ верстия производят ручными развертками, расточкой и притиркой.

Золотник (исправленный или вновь изготовленный) шлифуют по диаметру отверстия по допускам плотной посадки 1-го класса

точности с последующей притиркой золотника с корпусом тонкой пастой с керосином.

Рабочие цилиндры, штоки и поршни. Силовой

цилиндр является гидравлическим двигателем, преобразующим энергию движущейся жидкости в механическую энергию движу­

щегося поршня. Различные конструкции цилиндров применяются

в зависимости от величины требуемых усилий и скоростей дви­ жения рабочих органов.

При ремонте станков всегда производят осмотр и обмеры по­

лости цилиндра и диаметра штока гидропривода. Разница в диа­

метрах цилиндра допускается не более 0,03 мм на длине 1000 мм, бочкообразность и вогнутость — не более 0,03 мм. Овальность и конусность штока допускается в пределах 0,01—0,02 мм.

При обнаружении отклонений, превышающих вышеуказан­ ные, а также продольных рисок, надиров цилиндр подвергают ремонту методом расточки с последующей притиркой.

Расточка цилиндров может быть произведена на токарных станках при длине до 1 м, при большей длине — на расточных станках. Чистовая отделка цилиндров производится обычно раз­

верткой, укрепленной на борштанге.

Полировка цилиндров выполняется наждачной бумагой, навер­

нутой на деревянную оправку, диаметр которой регулируется кли­

ном, вколачиваемым в торец оправки.

Ремонт цилиндра расточкой увеличивает его внутренний диа­

метр, поэтому приходится заменять поршень и манжеты.

Шток ремонтируется шлифованием наружного диаметра с по­ следующей доводкой его. Тонкие штоки не удается отремонтиро­

вать, почему и заменяют новыми.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК В РАБОТЕ ГИДРОСИСТЕМ

Ряд причин, общих для различных схем гидроприводов, нару­ шает нормальные условия работы гидросистем.

Внешние проявления некоторых из неисправностей, возникаю­

щих при эксплуатации гидросистем, методы их выявления и спо­

собы устранения следующие:

199