Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Элементы объемного гидропривода. Учебное пособие
.pdf
91
Гидропривод может работать в
горячих зонах судов, самолетов, предприятий. В этом случае
рабочая жидкость должна иметь высокую точку воспламенения
или быть вообще негорючей.
Для удаления абразивных частиц рабочая
жидкость в период эксплуатации постоянно фильтруется.
Фильтры выбираются в зависимости от типа рабочей жидкости.
При выборе гидравлических компонентов необходимо
согласовывать температурный диапазон окружающей среды,
вязкость жидкости для заданного диапазона с данными в
каталогах в соответствии с возможностью применения.
В гидроприводах обычно применяют трансформаторное,
веретенное, индустриальное, турбинное и другие масла. Применение более вязких жидкостей приводит к увеличению
гидравлических потерь, а менее вязких – к увеличению утечек.
Допустимы к применению разнообразные смеси масел.
Фильтры. Фильтры изготавливаются из фибры или гранул.
Конструкция системы фильтрации зависит от характеристик и
требований к очищаемым жидкостям.
В зависимости от формы фильтрующих отверстий
различают щелевые, сетчатые и пористые фильтры. Устройства,
в которых для отделения от жидкости загрязняющих частиц
используется эффект магнитных, электростатических,
гравитационных, центробежных сил, называются сепараторами.
Очистку принято считать удовлетворительной, если
размеры загрязняющих частиц не превышают наименьшего
зазора в сопрягаемых взаимно перемещающихся деталях
элементов гидропривода [15]. Фильтры грубой очистки
очищают жидкость от частиц более 100 мкм, фильтры
нормальной очистки – от частиц более 10 мкм, фильтры тонкой
очистки – от частиц более 5 мкм и особо тонкой очистки – от
частиц более 1 мкм.
На рис. 7.1 изображена конструкция (а) и внешний вид (б)
сливного фильтра, монтируемого на баке типа ABZFR
производителя REXROTH [9]. Рабочая жидкость поступает к
фильтроэлементу 4 через отверстие А. Загрязнения остаются на
фильтроэлементе4 и в накопителе 5. Через отверстие В
очищенная жидкость поступает в бак. Для устранения попадания
92
загрязнений в бак при смене фильтрующего элемента,
предусмотрен одновременный съем накопителя 5.
Рис. 7.1. Сливной фильтр: а – конструкция; б – внешний вид:
1 – корпус; 2 – крышка; 3 – отверстие указателя подпора;
4 – фильтроэлемент; 5 – накопитель загрязнений; 6 – индикатор
загрязненности фильтроэлемента; 7 – предохранительный
клапан
Среди особенностей данного фильтра можно выделить:
- фильроэлемент на основе неорганических волокон;
- сохранение фильтрующих качеств в широком диапазоне
перепада давлений;
- высокая химическая стойкость;
- высокая грязеемкость;
- наличие воды в рабочей жидкости не ухудшает фильтрую-
щих качеств.
93
0 5 15 25 35 45 55 65 75
0.1
0.2
0.3
0,4
0.5
0.6
Q, л/мин
p,
бар
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.5
1.0
2.0
2.5
3.5
4.0
T, С
p,
бар
100
1.5
3.0
Q=50 л/мин
Дополнительно на рис. 7.1, б изображены оптический и
электрический указатели подпора.
На рис. 7.2 показаны зависимости перепада давлений от
расхода и температуры.
Рис. 7.2. Зависимость перепада давлений от расхода и
температуры
Зависимость перепада давлений от расхода почти линейная,
а нелинейный характер зависимости от температуры
сказывается в диапазоне от 10до 50С. На участке 50–100С
зависимость практически линейная, что можно объяснить
94
понижением вязкости рабочей жидкости при высоких
температурах.
Гидролинии. Гидравлические коммуникации в
значительной мере определяют надежность объемного
гидропривода.
Гидролиниями называют устройства, предназначенные для
прохождения рабочей жидкости в процессе работы
гидропривода [3,16].
В зависимости от выполняемых функций выделяют
всасывающие, напорные и сливные гидролинии. По
всасывающим гидролиниям рабочая жидкость движется к
насосу, по напорным – рабочая жидкость под давлением
движется от насоса к гидрораспределителю, далее к
гидродвигателю или гидроаккумулятору, по сливным – рабочая
жидкость движется в гидробак. Дополнительно выделяют
управляющие и дренажные гидролинии. По управляющим
гидролиниям рабочая жидкость движется к устройствам для
управления, а по дренажным – отводятся утечки рабочей
жидкости.
Требованиями к гидролиниям являются конструктивная
прочность и минимальное гидравлическое сопротивление.
Минимальное гидравлическое сопротивление обеспечивается
изготовлением каналов максимального сечения с наименьшим
числом местных сопротивлений.
Выбор типа трубы при проектировании гидропривода
зависит от многих факторов: рабочего давления и температуры,
агрессивности рабочей жидкости и внешней среды, вида
соединения труб, условий гибки и монтажа, веса и стоимости
труб [10].
В связи с этим различают жесткие и гибкие трубопроводы.
Жесткие трубопроводы изготавливаются из углеродистых
сталей, меди, титановых сплавов, алюминиевых сплавов и пр.
Гибкие трубопроводы представляют собой резинотканевые
шланги, которые называют рукавами высокого давления
(рис. 7.3). Гибкий трубопровод, как правило, имеет внутренний
резиновый слой, хлопчатобумажный слой, армирующий слой и
внешний резиновый слой.
95
Рис. 7.3. Рукава высокого давления
В зависимости от количества армирующих слоев
(металлических оплеток) рукава высокого давления делятся на
три типа [11]:
- I тип – с одной оплеткой (давление до 20МПа);
- II тип – с двойной оплеткой (давление до 30МПа);
- III тип – с тройной оплеткой, применяется для высоких
давлений при внутреннем диаметре до 40 мм.
При давлении до 4 МПа применяют рукава с двойной
хлопчатобумажной оплеткой.
Соединение трубопроводов производится с помощью
соединительной арматуры.
На рис. 7.4 изображено фланцевое соединение гидролиний
(а) и соединение с развальцовкой (б). Фланцевое соединение
применяется для трубопроводов диаметром 40 мм и выше.
Соединение с развальцовкой применяется для труб 30-35 мм.
Оно отличается простотой и применяется для давлений до
30 МПа. Недостатком соединения с развальцовкой является
ограниченное число повторного монтажа вследствие порчи
развальцованной трубы [11,17-19].
Кроме того, получили распространение соединение
пайкой, соединение по внутреннему конусу, соединение с
врезающимся кольцом, быстроразьемное соединение с
гидроразьемами, цанговое быстроразьемное соединение и пр.
Типы и размеры арматуры для различных соединений указаны в
ГОСТ: 16039-70, 16078-70, 15763-75, 23358-78, 12815-80,
6286-73.
96
Рис. 7.4. Фланцевое соединение гидролиний (а) и соединение
с развальцовкой (б)
Теплообменники. Для обеспечения требуемой
температуры рабочей жидкости предназначены устройства –
теплообменники. В зависимости от назначения выделяют
нагреватели и охладители рабочей жидкости.
Обычно в процессе работы гидропривода рабочая жидкость
нагревается и, следовательно, требуется ее охлаждение. Для
гидросистем с давлением до 10МПа верхний предел
температуры рабочей жидкости 70-80 С, для гидросистем с
давлением 20 Мпа – 50 С [11,18].
Конструктивно охладитель представляет собой радиатор. В
зависимости от способа охлаждения жидкости выделяют:
- воздушный охладитель;
- водяной охладитель;
Рабочая жидкость проходит через змеевик и отдает тепло в
воздух или в воду.
Если эксплуатация гидропривода планируется в условиях
низких температур, то для предотвращения замерзания
конденсата, а также замерзания воды находящейся в масле,
устанавливаются нагреватели рабочей жидкости. Нагреватели
97
устанавливаются в самой нижней точке гидросистемы для
1 2
6 7
354
3
5
a
обеспечения конвективного разогрева жидкости.
Гидроемкости. Гидроемкостями называют устройства,
предназначенные для содержания рабочей жидкости с целью
использования ее в процессе работы гидропривода. Выделяют
гидробаки и гидроаккумуляторы [12,19].
Гидробак предназначен для питания объемного
гидропривода рабочей жидкостью.
На рис. 7.5,а представлен наиболее распространенный
гидробак открытого типа. Рабочая жидкость заливается в
гидробак через горловину 1, снабженную сетчатым фильтром.
Объем жидкости в гидробаке контролируется указателем уровня
4. В насос жидкость поступает через насадку 3 с фильтром и из
гидросистемы в гидробак – через насадку 5. Для избежания
интенсивного перемешивания жидкости, который может
привести к вспениванию последней, на насадке 3 устанавливают
сетчатое устройство или перфорированный колпак для
дробления струи.
Рис. 7.5Гидробак:а – открытого типа; б – с наддувом:
1,7 – горловины; 2 – сапун; 3 – насадка с фильтром; 4 –
указатель уровня; 5 – насадка; 6 – штуцер
Воздушный объем над свободной поверхностью жидкости
сообщается с окружающей средой через сапун 2.
В системах, предназначенных для работы в условиях
переменного атмосферного давления, применяют герметичные
гидробаки с наддувом (рис. 7.5,б). Наддув осуществляют
инертным газом (азотом), применение которого не вызывает
98
окисления масла, через штуцер 6. Жидкость возвращается из
Газ
2
гидросистемы в гидробак через насадку 5 с перфорированным
колпаком для дробления струи. Гидробак заправляют
жидкостью через специальную, снабженную фильтром,
горловину 7, герметично перекрываемую крышкой.
Гидроаккумулятором называют емкость, предназначенную
для аккумулирования рабочей жидкости, находящейся под
давлением. Наибольшее распространение получили
пневмогидроаккумуляторы. В них аккумулирование и возврат
энергии происходят за счет сжатия и расширения газа.
На рис. 7.6 изображена конструкция пневмогидроаккумулятора (а) и его внешний вид (б).
Рис. 7.6. Конструкция пневмогидроаккумулятора (а) и его
внешний вид (б)
Пневмогидроаккумулятор представляет собой закрытый
сосуд, заполненный сжатым газом с некоторым начальным
давлением зарядки. При подаче в этот сосуд жидкости объем
газовой камеры уменьшается, вследствие чего давление газа
повышается, достигая к концу заряда жидкостью некоторого
заданного максимального значения.
99
Расчет гидроаккмулятора произведем в соответствии со
Газ
Газ
V
п
p
1
V1=V
k
p
2
V
2
схемой, приведенной на рис. 7.7
а б
Рис. 7.7. Схема гидроаккумулятора
При расчете определяется его вместимость Vk и полезный
объем Vп. Накопленную энергию, которая отдается при разряде,
определяет произведение полезного объема на среднее давление
газа в рабочем диапазоне давлений.
Предположим, что изменение состояния газа представляет
собой изотермический процесс, тогда
V1/V2=p2/p1, (7.1)
где p1иV1– начальные значения давления и объема газовой
полости до заряда пневмогидроаккумулятора жидкостью;p2иV2–
конечные значения давления и объема газовой полости в конце
заряда пневмогидроаккумулятора жидкостью.
Полезный объем жидкости Vправен разности объемов
газовой полости при заряде:
Vп=V1-V2. (7.2)
Подставив в (1.67) значениеV2 из (1.68), получим величину
полезного объема при полном вытеснении жидкости из
пневмогидроаккумулятора
VП=V1(1-p1/p2)=Vk(1-p1/p2). (7.3)
Пневмогидроаккумуляторобычно применяют как источник
аварийного питания отдельных ветвей гидросистемы в случае
отказа или выключения насоса, а также в случае, когда
требуется какой-либо участок гидросистемы выдержать
100
длительное время под постоянным давлением. Насосы
Наименование
Обозначение
Конденсатор рабочей
среды: фильтр (а), фильтр с
индикатором (б), фильтр с
магнитным сепаратором (в)
Влагоотделитель с ручным
(а) и автоматическим(б)
отводом конденсата
Охладитель (а) и
нагреватель(б) рабочей
жидкости
Температурный регулятор
Гидробак с выпуском выше
(а) и ниже (б) уровня
жидкости
Герметичный гидробак
гидросистем с пневмогидроаккумуляторами переводят после
заряда аккумулятора на режим холостого хода.
Графическое обозначение вспомогательной аппаратуры на
гидросхемахпредставлено в табл.7.1.
Таблица 7.1
Графическое обозначение вспомогательной аппаратуры
на гидросхемах
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]