Министерство общего и профессионального образования РФ

Саратовский государственный технический университет

Балаковский институт техники, технологии и управления

АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРОСХЕМ ПСМ

Методические указания к курсовой работе

по курсу: «Техническая гидромеханика и гидропривод»,

«Гидравлика и гидропривод», для студентов специальности

ПСМ-170900.

Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного

технического университета.

Балаково 2002

В В Е Д Е Н И Е

Целью работы является ознакомление студентов с конструкциями гидроприводов рабочих органов строительных, дорожных и подъёмно-транспортных машин, а также привитие им навыков в проектировании гидросхем этих машин.

В данную часть методических указаний по курсовой работе включено задание изучить работу гидропривода указанной преподавателем машины и вычертить по заданию определённую часть схемы гидропривода этой машины.

При выполнении работы рекомендуется использовать приводимые в данном методическом руководстве гидросхемы машин и описание к ним . Следует усвоить назначение основных элементов гидропривода и приводимые в настоящем руководстве их условные графические обозначения .Эти знания и навыки потребуются при проектировании и разработке схем рассчитываемого гидропривода .

При разработке схемы привода необходимо обратить внимание на то, каким должен быть гидропривод - регулируемым или нерегулируемым.

При выборе рационального способа регулирования следует иметь в виду, что дроссельное регулирование сопровождается значительными потерями энергии и применяется на гидроприводах небольшой мощности или в том случае, когда регулирование скорости осуществляется в течение малого промежутка времени.

Объёмное регулирование осуществляется практически без непроизводительных затрат мощности, однако сами регулируемые насосы и гидромоторы значительно дороже и сложнее по конструкции нерегулируемых.

Схемы объемного гидропривода строительных и дорожных машин отличаются большим разнообразием и могут быть классифицированы по различным признакам.

По схеме циркуляции рабочей жидкости они подразделяются на разомкнутые и замкнутые. Разомкнутой является такая схема гидропривода, в которой насос засасывает рабочую жидкость из гидробака и нагнетает ее в гидродвигатель, откуда она возвращается в гидробак.

Замкнутой является такая схема гидропривода, в которой рабочая жидкость нагнетается насосом в гидродвигатель, а оттуда возвращается непосредственно во всасывающую полость насоса, минуя бак. Замкнутые схемы применяют, как правило, для привода вращательного движения с гидромоторами, а разомкнутые – для привода возвратно-поступательного движения с гидроцилиндрами.

ГИДРОПРИВОД БУЛЬДОЗЕРОВ И РЫХЛИТЕЛЕЙ

Бульдозеры и рыхлители предназначены для выполнения землеройных работ в строительстве. Гидропривод бульдозеров и рыхлителей предназначается для подъема и опускания рабочих органов этих машин.

Гидропривод этих машин выполнен по разомкнутой схеме и включает в себя гидробак, насос постоянной производительности, гидрораспределитель и гидроцилиндры исполнительных органов. Дополнительно эти машины могут быть оснащены электрогидравлической системой автоматического управления подъемом, опусканием и перекосом отвала в плане.

Принципиальная схема гидропривода бульдозера и рыхлителя с ручным и автоматическим управлением представлена на рис. 2 .

Насос постоянной производительности 9 нагнетает рабочую жидкость из гидробака 11 в трехзолотниковый гидрораспределитель 8 с ручным управлением. Каждый золотник имеет четыре фиксированных положения: нейтральное, подъем, опускание и плавающее. В плавающем положении обе полости гидроцилиндра соединены со сливом, и рабочий орган свободно перемещается под действием внешней силы.

Плавающее положение отвалом бульдозера используется при зачистных работах, когда отвал свободно лежит на грунте и при движении машин копирует неровности дороги. Во всех включениях положения золотники удерживаются фиксаторами. В конце хода гидроцилиндров, когда давление в напорной гидролинии распределителя возрастает, происходит расфиксация золотников и их возврат в нейтральное положение под действием возвратной пружины.

В гидрораспределитель 8 встроен предохранительный клапан, который одновременно выполняет функции разгрузочного клапана. При нейтральном положении всех золотников гидролиния управления предохранительным клапаном соединяется со сливом, клапан открывается и его напорная гидролиния соединяется со сливной.

Подъем и опускание отвала осуществляется гидроцилиндрами 6, изменение угла отвала в плане – гидроцилиндром 14, а подъем и опускание зуба рыхлителя – гидроцилиндрами 7. На гидролиниях между гидрораспределителями 8 и штоковыми полостями гидроцилиндров 6 и 7 установлены дроссели 5 с обратными клапанами.

Для автоматического управления отвалом бульдозера в гидросистеме дополнительно устанавливается насос 1,предохранительный клапан 3, гидрораспределители 4, обратный клапан 15 и дроссели 5 с обратными клапанами для ограничения скорости подъема и опускания отвала при автоматическом управлении.

При отсутствии команды на автоматическое изменение положения отвала золотники гидрораспределителей 4 находятся в нейтральной позиции и поток рабочей жидкости через эти последовательно соединенные гидрораспределители и обратный клапан 15 поступает в напорную гидролинию насоса 9.

Для очистки рабочей жидкости от загрязнений в гидросистеме на сливной гидролинии установлен фильтр 13 со встроенным переливным клапаном. От степени загрязнения фильтра и необходимости его замены или очистки можно судить по показаниям манометра 12. Для контроля за давлением в напорной гидролинии насосов 1 и 9 установлены манометры 2. Температура рабочей жидкости в гидробаке 11 контролируется дистанционным термометром 10 .

ГИДРОПРИВОД АВТОГРЕЙДЕРОВ

Автогрейдеры представляют собой самоходные машины, предназначенные для строительства, содержания и ремонта дорог. Гидроприводом автогрейдеров осуществляется подъем и опускание левой и правой стороны отвала, выдвижение в сторону и вращение отвала, вынос в сторону тяговой рамы, а также подъем и опускание дополнительного оборудования в виде зубьев кирковщика или отвала снегоочистителя. Кроме этого, на различных модификациях автогрейдеров гидроприводом осуществляется наклон передних колес и работа гидроусилителей тормозов, муфты сцепления и рулевого управления.

Принципиальнавя схема гидропривода автогрейдера с ручным и автоматическим управлением представлена на рис. 3.

Схема разомкнутого типа с насосами постоянной производительности. Насосом 2 рабочая жидкость из гидробака 1 нагнетается в шестизолотниковый секционный гидрораспределитель 3 с ручным управлением. Все золотники трехпозиционные с пружинным возвратом из включенных позиций в нейтральную.

При нейтральном положении всех золотников рабочая жидкость из напорной секции через проточный канал всех залотниковых секций поступает в сливную секцию и далее обратно в гидробак 1 через фильтр 16 со встроенным переливным клапаном. В напорную секцию гидрораспределителя 3 встроен предохранительный клапан. Золотниками гидрораспределителя 3 осуществляется ручное управление движениями гидроцилиндров 4 и 9 подъема и опускания левой и правой стороны отвала, навесного оборудования 6, выдвижения отвала 7, выноса тяговой рамы 8 и гидромотора 5 вращения отвала. Регулирование скоростей перемещения исполнительных органов осуществляется дросселированием потока в каналах распределителя при перемещении рукояток управления.

Система автоматического управления отвалом автогрейдера осуществляется от насоса 14 двумя последовательно соединенными гидрораспределителями 11 с электрогидравлическим управлением. При автоматическом управлении подъемом и опусканием отвала гидроцилиндрами 4 и 9 их скорость ограничивается дросселями 10 с обратными клапанами . При нейтральном положении золотников гидрораспределителей 11 поток от насоса 14 через них и обратный клапан 18 поступает в напорную гидролинию насоса. Предохранение от перегрузок в системе автоматического управления осуществляется клапаном 12 непрямого действия. Контроль давления в напорных гидролиниях насосов 2 и 14 осуществляется манометрами 13. О степени загрязнения фильтра можно судить по показаниям манометра 17. Температура рабочей жидкости в гидросистеме контролируется по показаниям термометра 15.

Гидропривод скреперов

Скреперы представляют собой самоходные или прицепные машины, предназначенные для послойной разработки, перевозки и планирования грунта, разработки его в отвалы или возводимые сооружения с разравниванием отсыпаемого слоя.

Гидроприводом осуществляется подъем и опускание ковша скрепера и его заслонки, перемещение задней стенки, а в скреперах с элеваторной загрузкой и привод элеватора.

Принципиальная схема гидропривода скрепера с ручным и автоматическим управлением представлена на рис. 4.

Схема разомкнутого типа с насосами постоянной производительности. Насос 16 нагнетает рабочую жидкость из гидробака 1 в трехзолотниковый гидрораспределитель 14 с ручным управлением. Все золотники трехпозиционные с пружинным возвратом из включенных позиций в нейтральную. Гидрораспределитель со встроенным в него предохранительным клапаном непрямого действия. При нейтральном положении всех золотников линия управления предохранительным клапаном соединена со сливом, клапан открыт и его напорная гидролиния также соединяется со сливной. При включении любого золотника линия управления предохранительным клапаном отсоединяется от слива, клапан закрывается и выполняет функции только предохранительного.

Подъем и опускание ковша скрепера осуществляется гидроилиндрами 9, подъем и опускание заслонки - гидроцилиндрами 12, а движение задней стенки - гидроцилиндром 13. Скорость опускания ковша ограничивается дросселем 10 с обратными клапанами. Для исключения опускания ковша при перемещении скрепера из-за утечек через зазоры в золотниковой паре гидрораспределителя 14 и предотвращения разрыва от динамических разгрузок рукавов высокого давления, соединяющих гидрораспределитель 14 с гидроцилиндрами ковша 9, на гидролиниях поршневых полостей этих гидроцилиндров установлены гидрозамки 11.

Автоматическое управление движениями гидроцилиндров ковша 9 осуществляется включением гидрораспределителя 6 с электрогидровлическим управлением. В нейтральной позиции золотника гидрораспределителя 6 поток рабочей жидкости от насоса 2 через этот гидрораспределитель и обратный клапан 7 поступает в напорную гидролинию насоса 16. Таким образом, при ручном управлении в гидроцилиндры поступает суммарный поток от насосов 2 и 16, а при автоматическом управлении гидроцилиндры ковша поступает поток только от одного насоса 2. Предохранеие от перегрузок напорной магистрали насоса 2 осуществляется предохранительным клапаном 3. На сливной гидролинии системы установлен фильтр 5 со встроенным переливным клапаном. Давление в напорных гидролиниях насосов контролируется манометрами 4 , а температура рабочей жидкости в гидросистеме термометром 15.

ГИДРОПРИВОД ФРОНТАЛЬНЫХ ПОГРУЗЧИКОВ.

Фронтальные одноковшовые погрузчики представляют собой самоходные машины или навесное оборудование на тракторах и тягачах.

Гидроприводом осуществляется подъем и опускание стрелы, поворот ковша, а также движение заслонки у двухчелюстного ковша. Принципиальная схема гидропривода фронтального погрузчика приведена на рис. 5.

Схема разомкнутого типа с насосом постоянной производительности. Насос 2 нагнетает рабочую жидкость из гидробака 1 в трехзолотниковый секционный гидрораспределитель с ручным управлением. Первый золотник управления движениями гидроцилиндров стрелы 8 имеет четыре позиции: нейтральную, подъем, опускание и плавающую. Плавающая позиция используется погрузчиком для проведения зачистных работ, когда ковш свободно лежит на грунте и копирует его неровности при движении погрузчика. Второй и третий золотники имеют по три позиции и управляют движениями гидроцилиндров 10 поворота ковша и гидроцилиндров 11 заслонки или другого дополнительного оборудования, например рыхлителя. Для ограничения скорости опускания стрелы на гидролинии поршневой полости гидроцилиндров 8 установлен дроссаль 5 с обратным клапаном . на этой же гидролинии установлен пневмогидравлический аккумулятор 7 . Аккумулятор снижает динамические нагрузки , возникающие в гидроцилиндрах стрелы при перемещении погрузчика с грунтом в ковше по неровной дороге .Для гашения возникающих при этом колебаний перед аккумулятором установлен дроссель 6 с обратным клапаном , который свободно пропускает поток в аккумулятор и дросселирует его при обратном направлении.

При работе погрузчика, особенно в момент забора грунта в ковш, в гидролиниях гидроцилиндров стрелы, ковша и заслонки могут возникнуть давления, превышающие допустимые. Для предохранения гидроцилиндров и их магистралей от таких перегрузок в гидросистеме между поршневыми и штоковыми полостями гидроцилиндров установлены блоки 9 переливных и подпиточных клапанов . При чрезмерных нагрузках в поршневой полости рабочая жидкость из этой полости поступает в штоковую полость, а ее излишек – на слив . При чрезмерных нагрузках в штоковой полости рабочая жидкость из этой полости поступает в поршневую , а недостающее ее количество дополнительно подсасывается в поршневую полость из слива .

Предохранительный клапан гидросистемы встроен в напорную секцию гидрораспределителя. Регулирование скоростей движений исполнительных органов погрузчика осуществляется дроссалированием потока в каналах распределителя при перемещении золотников распределителя. На сливной гидролинии установлен фильтр 13 с переливным клапаном. Контроль давления в напорной магистрали осуществляется манометром 3, а в сливной манометром 12.ля контроля температуры установлен термометр 14.