5. Допоміжні пристрої гідравлічних систем

5.1. Загальні зведення

До допоміжних пристроїв гідросистем відносять гідроємності, гідролінії, кондиціонери робочої рідини й ущільнення гідропристроїв.

Гідроємністю називається гідропристрій, призначений для змісту робочої рідини з метою використання її в процесі роботи гідроприводу. До гидроемкостей відносяться гідробаки і гідроакумулятори.

Кондиціонером робочої рідини називається гідропристрій, призначений для забезпечення необхідних якісних показників і стану робочої рідини. До кондиціонерів робочої рідини відносяться гідроочисники, повітряспускні пристрої, сапуни і теплообмінники. Повітря спускні пристрої призначені для випуску повітря з гідросистеми для зменшення його змісту в робочій рідині і являють собою пробки спеціальної конструкції. Сапуни – це очисники повітря, що надходить у гідробаки з навколишнього середовища, при зниженні рівня рідини в баках.

5.2. Гідроємності (гідробаки)

Гідробак – це гідроємність, що служить для живлення гідроприводу робочою рідиною. Розрізняються гідробаки, що працюють під надлишковим тиском чи (частіше) під атмосферним тиском.

Призначення гідробака:

1. Резервуар для робочої рідини (він повинний вміщати весь обсяг рідини гідросистеми).

2. Охолодження (чи нагрів) робочої рідини.

3. Відстій рідини і видалення повітря.

4. Фільтрація рідини і виключення забруднення з зовнішнього середовища.

5. Установка насоса і гідроапаратури.

Гідробак (рис. 42) виготовляють з листової сталі, з корпусом прямокутного перетину, кришкою (закріпленою на корпусі через ущільнення) і панеллю для розташування гідроапаратури через проміжні плитки . Бак розділяється перегородкою на два відсіки – зливального й усмоктувального . На стінці усмоктувального відсіку встановлюють рівнемір , а усередині відсіку – фільтр і всмоктувальну трубу насоса (останній розташовують на баці чи поруч з баком). У зливальний відсік уводять усі зливальні і дренажні труби , над відсіком розташовують прийомний фільтр для заливання робочої рідини і сапун , всередині відсіку – теплообмінник . На зливальних отворах відсіків бака встановлюють пробки з магнітним уловлювачем .

Обсяг бака ( ) вибирають рівним як мінімум -хвилинній подачі насоса ( ). Позначення гідробака на гідросхемах показане на рис. 42,б.

5.3. Гідроємності (гідроакумулятори)

Гідроакумулятором називають гідроємність, призначену для акумулювання і повернення енергії робочої рідини, що знаходиться під тиском. Необхідність у цьому виникає при епізодичній роботі насоса чи його нерівномірній подачі, при короткочасних підвищених витратах рідини в гідроприводі, а також при так називаному безвидатковому режимі роботи гідроприводу (робочий орган не переміщається, але необхідно компенсувати витоки і підтримувати тиск). Крім того, акумулятори застосовуються в складі насосно-акумуляторних станцій (НАС), що живлять робочою рідиною цілий комплекс механізмів (наприклад, пресів, станів і ін.).

Гідроакумулятори застосовуються трьох видів – вантажні, пружинні і пневмогідравлічні (рис. 43). У вантажних акумуляторах (а) використовується потенційна енергія вантажу, у пружинних (б) – потенційна енергія

стиснутої пружини, у пневмогідроакумуляторах (в) – потенційна енергія стиснутого газу (повітря, азоту, інертного газу).

Розміри акумуляторів вибирають з розрахунку забезпечення необхідного тиску рідини і її об’єму .

Для вантажного акумулятора, що являє собою плунжерний гідроциліндр, хід плунжера , об'єм , де . Звідси діаметр плунжера

(96)

маса вантажу

(97)

Для пружинного акумулятора – діаметр поршня; – хід поршня (пружини); – твердість пружини; і – мінімальний і максимальний тиск робочої рідини (відношенням задаються). Позначаючи , одержимо , відкіля діаметр плунжера .

При стиску пружини відкіля необхідна твердість пружини

(98)

Для пневмоакумулятора (рис. 44, а, б) – корисний об'єм; – конструктивний об'єм (підлягаючий визначенню); і – мінімальний і максимальний тиск робочої рідини (відношенням задаються).

По рівнянню політропічного процесу стиску газу

(99)

де –максимальний об’єм камери, заповненої газом (у нижнім положенні поршня); – мінімальний об’єм камери (у верхнім положенні поршня). Звідси чи .

Ho – необхідний конструктивний об’єм акумулятора, – корисний об’єм. Отже,

(100)

При ізотермічному процесі ( )

(101)

Приймаючи , одержуємо

(102)

Якщо необхідно одержати з акумулятора (без підзарядки) великий об’єм рідини, то застосовують послідовну установку балонів, з яких ті-льки один балон є пневмогідравлічним, а всі інші – пневматичні (рис. 44,в).

Робоча рідина і газ у пневмогідроакумуляторі можуть знаходитися в безпосередньому контакті (без роздільника) чи розділятися поршнем, мембраною чи еластичним балоном.