4 Розрахунок параметрів і вибір гідроагрегатів, що входять до складу вк

Передача енергії від насоса до пристроїв-споживачів енергії в гідроприводі здійснюється по відповідним гідролініям. Щоб забезпечити на пристроях-споживачах енергії потрібні параметри – зусилля або крутний момент, швидкість або частоту обертання, а також напрямок переміщення – і з метою підтримання потрібних режимів роботи, в гідролінії в якості елементів для керування енергією встановлюють різні гідроагрегати.

Всі гідроагрегати характеризуються параметрами, які нормовані відповідними типорозмірами і наведені нижче.

Номінальна витрата(л/хв), тобто кількість рідини з певною в’язкістю, яка проходить через гідроагрегат при встановленому номінальному перепаді тисків (по ГОСТ 13825-80): 1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500.

Номінальний (робочий) тиск(МПа), тобто тиск, при якому гідравлічний пристрій повинен працювати на протязі встановленого ресурсу (терміну служби) зі збереженням параметрів в межах встановлених норм (по ГОСТ 12445-80): 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250.

Умовний прохід(мм), тобто округлений до найближчого значення з встановленого ряду діаметр кола, площа якого рівна площі характерного прохідного перетину каналу пристрою або трубопроводу, що приєднується (по ГОСТ 16516-80): 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250.

Для гідроагрегатів вказується також максимальна витрата(л/хв) – найбільша кількість рідини, яка може пройти через гідроагрегат при відповідних більш високих перепадах тиску;максимальний тиск(МПа) – допустимий тиск для періодичної короткочасної роботи гідроагрегата;діапазон в’язкості робочої рідини(мм²/с або сСт);діапазон температур робочої рідини(ºС).

Класифікацію гідроагрегатів можна проводити, розглядаючи їх з точки зору:

1. виконуваних завдань,

2. конструктивного виконання,

3. способу керування.

В залежності від завдань, для виконання яких в складі гідроприводу призначені гідроагрегати , застосовують:

1) гідроапарати напрямні,

– гідророзподільники,

– зворотні клапани та гідрозамки,

2) гідроапарати регулювальні,

– клапани тиску,

– дросельні регулятори витрати,

3) обслуговуючі гідроагрегати,

– фільтри,

– гідроємності (гідробаки, акумулятори).

4.1 Напрямні гідроапарати

У НГА, як правило, площа робочих вікон дискретно змінюється від значеннядо, тобто відповідний прохід для робочої рідини або закритий, або відкритий. До таких НГА належатьгідророзподільникирізноманітних конструкцій,зворотні клапани та ін. Основне їх призначення – здійснювати комутацію трубопроводів згідно зі схемою.

4.1.1 Гідророзподільники

Розподільні пристрої (розподільники) призначені для створення визначеного напрямку руху робочої рідини в системі гідроприводу.

За принципом дії всі розподільники розділяються на три основних типи: золотникові, кранові і клапанні.

Золотниковий розподільник – пристрій, у якому розподіл рідини здійснюється осьовим переміщенням робочого елемента в напрямку, перпендикулярному напрямку потоку робочої рідини.

Крановий розподільник – пристрій, у якому розподіл рідини здійснюється поворотом робочого елемента навколо своєї осі, причому напрямок потоку рідини або перпендикулярний, або паралельний осі обертання робочого елемента.

Клапанний розподільник – пристрій, у якому розподіл рідини здійснюється послідовним відкриттям і закриттям витратних вікон за допомогою клапанів різних конструкцій.

За числом підключених зовнішніх ліній, по яким робоча рідина підводиться до розподільника і відводиться від нього, розподільники поділяються на двохлінійні, трьохлінійні, чотирьохлінійні і т.д.

Двохлінійний розподільник призначається для запирання потоку рідини чи вільного пропуску його від одного вікна до іншого.

Трьохлінійний розподільник застосовується в основному для керування гідродвигуном однобічної дії, коли вікно живлення гідродвигуна необхідно з'єднати з насосом або з резервуаром.

Чотирьохлінійний розподільник, який одержав найбільше поширення, призначений для подачі рідини під тиском у робочу порожнину гідродвигуна й одночасного відводу її з протилежної порожнини на злив.

Багатолінійний розподільник застосовується для керування у визначеній послідовності декількома гідродвигунами і найчастіше використовується в гідросистемах механізованих крепей.

За числом положень (позицій) робочого елементу розподільники розділяються на двопозиційні, трьохпозиційні, чотирьохпозиційні і багатопозиційні. Робочий елемент фіксується в заданих положеннях за допомогою стопора або центруючої пружини. В першому випадку переміщення робочого елементу виконується оператором, в другому – в одне зі своїх положень (зазвичай нейтральне) робочий елемент повертається автоматично після зняття зусилля керування.

За способом керування розділяють розподільники з механічним (ручним), гідравлічним, електричним, пневматичним та комбінованим керуванням [1, ст. 101].

Принципова схема золотникового гідророзподільника наведена на рис. 4.1. У положенні золотника 1 відносно корпуса 2, зображеному на рис. 4.1, а, з’єднані канали “а” і ”б”, “в” і “г”, а канал “д” – закритий. У положенні золотника, зображеному на рис. 4.1, б, канал “а” – закритий, а канал “б” – з’єднаний з каналом “в”, а “г” з “д”.

Рисунок 4.1 – Принципова схема золотникового гідророзподільника

Як видно на рис. 4.1, у корпусі розподільника виконано 5 каналів (ліній) для приєднання трубопроводів гідросистеми. Це п’ятилінійний гідророзподільник. Таким чином, за кількістю трубопроводів, комутованих між собою розподільником, вони можуть бути дво-, три-, чотири- ... багатолінійними. За кількістю схем комутації трубопроводів (позицій) гідророзподільники можуть бути дво-, три-, багатопозиційними. Переміщення золотника в осьовому напрямку, тобто управління розподільником, може здійснюватись мускульним зусиллям, механічним пристроєм, електромагнітними пристроями, гідравлічним або пневматичним способом, а також комбінованими системами.

Фрагмент гідророзподільника на рис. 4.1 зображений у двох позиціях без зазначення способу управління і умовно може бути показаний так, як це зроблено на рис. 4.2.

Рисунок 4.2 – Умовне позначення елемента розподільника

Таблиця 4.1 – Правила умовного позначення позицій і каналів гідророзподільників

	– кожну характерну позицію позначають квадратом;
	– проходи (канали) в кожній позиції зображають стрілкою;
	– закрите положення – внутрішні канали перекриті;
	– два проходи (канали) для робочої рідини;
	– дві лінії зв’язку розподільника з’єднані між собою, а дві закриті;
	– три лінії зв’язку розподільника з’єднані між собою, одна закрита;
	– всі лінії зв’язку розподільника з’єднані між собою.

Таблиця 4.2 – Приклад позначення розподільників без зазначення способу управління

Двохлінійний двохпозиційний (2/2)		Умовне позначення приєднувальних ліній: Р – напірна лінія, Т – зливна лінія, А, В – робочі лінії
Трьохлінійний двохпозиційний (3/2)
Чотирьохлінійний двохпозиційний (4/2)
Чотирьохлінійний трьохпозиційний (4/3)

4.1.1.1 Вибір гідророзподільника

Для спрощення виконання курсової роботи всі гідророзподільники в завданнях являються золотниковими гідророзподільниками.

Із додатку Г, відповідно до значення подачі насоса та номінального тискув системі вибирається гідророзподільник, якій найбільш точніше відповідає цим значенням.

4.1.1.2 Приклад вибору гідророзподільника

Задача:за схемою гідропривода та початковими даними вибрати гідрозподільник.

Вхідні дані:

= 70 л/хв – номінальний потік насоса;

= 5 МПа – номінальний тиск в гідроприводі.

Гідравлічна схема для розрахунку.

Рисунок 4.3 – Схема гідроприводу

За додатком Г таблиці Г1, відповідно до значень подачі насосу та номінального тискув системі вибирається гідророзподільник, який найбільш точніше відповідає цим значенням – це гідророзподільник типу Г74-14, який має ручне керування.

4.1.2 Зворотні клапани та гідрозамки

За допомогою зворотних клапанів здійснюється блокування потоку робочої рідини в одному напрямку і забезпечується вільний її потік в протилежному напрямку. Оскільки перекриття потоку повинно бути абсолютно герметичним, такі клапани, як правило, виготовляють в сідловому варіанті. При цьому в основу конструкції поставлений слідуючий принцип дії: ущільнюючий елемент (в більшості випадків це кулька або конус) прижимається до відповідної опорної поверхні сідла. Клапан може бути відкритий потоком рідини в напрямку її течії, коли ущільнюючий елемент віджимається від опорної поверхні.

На відміну від запобіжних клапанів зворотні клапани мають пружину малого зусилля, що служить тільки для посадки клапана в гніздо, а іноді взагалі може не застосовуватися.

Конструкція типового зворотного клапана в автономному виконанні наведена на рис. 4.4.

Рисунок 4.4 – Конструкція зворотного клапана Г 51

До сідла в корпусі 1 пружиною 4 притиснутий клапан 3 з конічною робочою поверхнею. В корпусі є також приєднувальні отвори 7 (підвід робочої рідини) і 2 (відвід). Пробка 5 закриває монтажний отвір. Похилі отвори в робочій частині клапана, які з’єднані з осьовим отвором, існують для відведення рідини із заклапанної порожнини на злив при підйомі клапана (прямий потік рідини), а також для подачі тиску в заклапанну порожнину з метою щільного притискання клапана до сідла при зворотному потоці робочої рідини.

Тоді як зворотні клапани пропускають потік робочої рідини тільки в одному напрямку, а для потоку в протилежному напрямку вони закриті, то гідрозамки по сигналу відкриття можуть відкриватися і пропускати потік робочої рідини також і в напрямку закриття (запирання).

4.1.2.1 Вибір зворотнього клапана

За отриманим значенням подачі мастила і тискуз таблиці Г2 (додаток Г) вибираємо тип клапану, який найбільше задовольняє цим значенням

4.1.2.2 Приклад вибору зворотнього клапану

Задача:За отриманим значенням подачі насосу вибрати тип зворотнього клапану.

Початкові дані:

= 80 л/хв – номінальний потік насоса;

= 5 МПа – номінальний тиск в гідроприводі.

З таблиці Г2 (додаток Г) визначаємо тип зворотнього клапану, який найбільше задовольняє вихідні дані – це зворотній клапан Г51-34.