авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 16 |

«ПРЕДИСЛОВИЕ Гидравлические и пневматические приводы являются важ нейшими элементами современных транспортно технологических машин и оборудования: автомобилей, подъемно ...»

-- [ Страница 2 ] --

Блоки клапанов 22, 30, 35, 37, 39 типа ДПВ 25 11, состоящие из четырех обратных и предохранительного клапанов, установлены в гидролиниях ци линдра поворота рукояти 21, цилиндра наклона подвески 29, цилиндров 34, 36, 38 подъема и опускания стрелы, поворота манипулятора, поворота за жимного и срезающего устройства.

В гидролинии цилиндра наклона коника установлен специальный пре дохранительный однокаскадный клапан 32 типа 521.20.06, предохранитель ные клапаны размещены также в гидрораспределителях 1, 14.

Рис. 2. Гидросистема валочно трелевочной машины ЛП 49:

1, 14, 16 — гидрораспределители;

2 — шестеренный насос;

3 — кран;

4, 12 — аксиально поршне вые насосы;

5, 13 — манометры;

6 — термометр;

7, 8, 9 — фильтры;

10 — заливная горловина;

11 — бак рабочей жидкости;

15, 27 — обратные клапаны;

17, 18, 28, ШД — дроссельные шайбы;

19 — гидрозамок;

20, 21, 26, 29, 31, 33, 34, 40, 41, 42 — гидроцилиндры;

23 — аккумулятор;

24 — гидромоторы;

25 — заглушка;

22, 30, 35, 37, 39 — блоки клапанов;

32 — предохранительный клапан;

36, 38 — цилиндры поворота;

43, 44 — замедлительные клапаны.

2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ В схеме предусмотрено также наличие ряда обратных нерегулируемых клапанов: два из них установлены в распределителях 1, 14 и отдельно кла пан 15;

они обеспечивают пропуск рабочей жидкости только в одном направ лении.

Дроссельные шайбы (ШД) в гидросистеме смонтированы в гидролиниях гидромотора 24, цилиндра 26 подачи пилы, гидроцилиндров поворота 36, 38, а также гидроцилиндров 33, 34 и насоса 2;

они предназначены для ограниче ния поступления рабочей жидкости к исполнительным органам и соответст венно снижают их скоростной режим, обеспечивая возможность одновре менной работы парного исполнительного механизма (например, гидромотор пильной цепи и гидроцилиндр подачи пильной шины).

Замедлительные клапаны 43, 44 установлены в системе гидроцилиндра установки захватно срезающего устройства и гидроцилиндров 34 подъема и опускания стрелы. Контроль работы системы осуществляют два маномет ра 5, 13 и дистанционный термометр 6.

Очистка рабочей жидкости производится при смене сетчатого фильт ра, установленного в заливной горловине 10, а также в процессе работы магнитным уловителем и тремя линейными фильтрами 7 типа 1.1.32 25И (ТУ 224971 81). В гидросистеме принято номинальное рабочее давление 14 МПа.

Машина трелевочная ЛП 18Г выполнена на базе трелевочного трактора ТТ 4М и предназначена для бесчокерной трелевки в лесонасаждениях с рав нинным и слабохолмистым рельефом при снежном покрове до 1000 мм [8].

Схема гидросистемы ЛП 18Г (рис. 2.5) [8] включает два шестеренных насоса 4 и 5 типа НШ 100А 3 и насос трактора НШ 50 ЗЛ, которые забирают рабочую жидкость из бака 2 вместимостью 200 л.

Управление гидроцилиндрами исполнительных органов осуществляется тремя распределителями. Распределитель 8 с предохранительным клапаном, отрегулированным на 14 МПа, обеспечивает работу гидроцилиндров толка теля 12 трактора, распределитель 10 с предохранительным клапаном, отре гулированным на давление 14 МПа, обеспечивает работу гидроцилиндра за хвата 13, гидроцилиндров поворота колонны 14 и гидроцилиндров стрелы 15.

Между магистралями гидроцилиндра захвата дополнительно установлен регулируемый предохранительный клапан 11, отрегулированный на давле ние 10,5 МПа.

В состав схемы привода гидроцилиндров поворота колонны входит сис тема 22 обратных клапанов с предохранительным клапаном на 10,5 МПа.

Между магистралями гидроцилиндров стрелы 15 также установлен пре дохранительный клапан на 13 МПа и обратный клапан с дросселем ЗУ. Эти системы клапанов обеспечивают предохранение системы от разрушения и обеспечивают четкое фиксирование положения исполнительных органов.

Распределитель 23 управляет гидроцилиндром рукояти 16, гидроцилин дром наклона коника 17 и гидроцилиндром зажима коника 18.

В системе гидроцилиндра рукояти 16 и гидроцилиндра зажима кони ка 18 смонтированы соответственно система обратных клапанов 20 с предо хранительным клапаном на 16 МПа и гидрозамок 19, которые не позволяют рабочим органам зажима коника самопроизвольно раскрываться.

36 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Рис. 2. Схема гидросистемы трелевочной машины ЛП 18Г:

1 — фильтр с клапаном;

2 — бак рабочей жидкости;

3 — термометр;

4 — шестеренный насос НШ 100А 3;

5 — шестеренный насос НШ 50 ЗЛ;

6, 24 — нагнетательные магистрали;

7 — мано метр;

8, 10, 23 — распределители;

9, 11, 21 — предохранительные клапаны;

12 — гидроцилиндры толкателя;

13 — гидроцилиндр захвата;

14 — гидроцилиндры поворота колонны;

15 — гидроци линдры стрелы;

16 — гидроцилиндр рукояти;

17 — гидроцилиндр наклона коника;

18 — гидро цилиндр зажима коника;

19 — гидрозамок;

20, 22 — клапанное устройство с предохранительны ми клапанами;

25 — трубопровод.

К распределителям рабочая жидкость поступает по нагнетательным ма гистралям 6, 24, а ее слив идет по трубопроводу 25, который заканчивается фильтром 1 с клапаном. Технические характеристики трелевочной машины ЛП 18Г приведены в табл. 2.3.

Сучкорезная самоходная машина ЛП ЗЗА предназначена для срезания сучьев с поваленных и подтрелеванных деревьев. Она смонтирована на шас си трактора ТТ 4М. Машина эксплуатируется в лесах со средним объемом хлыста 0,35...0,8 м3, допускается до 1,0 м3, с кривизной деревьев до 15%, при уклонах не более 10° и снежном покрове до 0,7 м.

Масса машины составляет 19 т, номинальное тяговое усилие протаскива ния 50 кН, производительность за 1 ч работы при объеме хлыста 0,5 м3 равна 70 шт./ч (35 м3/ч). Привод рабочих органов электрогидравлический.

2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ 1 2 3 4 5 6 2 7 89 1234562785293 82 575859 2649 549  2 9 8  1232456789 42 948 6427467 9755 862  54572  572  22 2578   !

" 46#  5975$ 2578 %%%& '( )52964 2* 29! 2 +57'2 , '  -58 9*275 2 252 75 2.

!55(9 59 /309 649192 2( 5 2 5 3 1 144 0976# 2754$642 45 7253#9 8969 +2 '57, ' 6 144  2 976 2754$642  51 6!  462 2754$642 2 +79 9799, Гидросхема сучкорезной машины ЛП З3А (рис. 2.6) включает два конту ра — протаскивания и управления. Контур протаскивания обеспечивает при нудительное возвратно поступательное перемещение дерева через ножи суч корезной головки [8].

Контур управления обеспечивает действие силовых гидроцилиндров 22, 23, производящих открытие и закрытие ножей сучкорезной и приемной го ловок. Оба контура обеспечиваются рабочей жидкостью (маслом) из бака 7, который заправляется с помощью шестеренного насоса 31. В процессе за правки очистка масла производится фильтром 32.

Контроль температуры рабочей жидкости производится датчиком тем пературы 2;

полость ее бака с атмосферой сообщается через сапун с воздуш ным фильтром 9. Внутри бака смонтирован магнитный уловитель 4, спуск рабочей жидкости из бака проводится через кран 1.

Температура рабочей жидкости в баке поддерживается калорифером 34, который включен в блок фильтров 33, очищающих рабочую жидкость, иду щую в бак из системы.

Охлаждение производится воздухом, подаваемым вентилятором, приво димым в действие от гидромотора 29 с предохранительным клапаном и дрос селем 30.

Дроссель предназначен для регулирования скорости вращения вала гид ромотора 29 с вентилятором и соответственно интенсивности охлаждения.

Лесопогрузчик челюстной ЛТ 65Б служит для погрузки леса на лесовоз ный транспорт, применяется для штабелирования и имеет грузоподъемность 3,5 т с наибольшей высотой подъема 4 м.

Управление технологическим оборудованием машины ЛТ 65Б осущест вляется при помощи гидросистемы, схема которой показана на рис. 2.7 [8].

Она включает два насоса 1, гидрораспределитель 3, гидроцилиндры 4, 8, 13, бак рабочей жидкости 12, два фильтра с клапанами 11, гидрозамок 6, 38 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН гидрораспределительные коробки 10, перепускные клапаны 9, переключа тель 5, а также систему рукавов и трубопроводов.

В баке 12 гидросистемы в заливной горловине установлен сетчатый фильтр, сверху она закрывается крышкой с сапуном, который сообщает полость бака с атмосферой. Особенностью конструкции является наличие в баке специального крана. При работе машины его запорная шайба отодвинута Рис. 2. Гидравлическая схема сучкорезной самоходной машины ЛП 33А:

1 — кран для спуска рабочей жидкости;

2 — датчик температуры;

3, 11 — манометры;

4 — маг нитный уловитель;

5, 6 — насосы контура протаскивания;

7 — бак;

8 — насос контура управле ния;

9 — воздушный фильтр;

10 — распределитель;

12, 14, 20 — предохранительные клапаны;

13, 19, 27 — обратные клапаны;

15, 16, 17, 18 — гидрораспределители;

21 — распределительное устройство;

22 — гидроцилиндры боковых ножей или приемной сучкорезной головки;

23 — гид роцилиндры поворота и наклона стрелы;

24 — штуцер, d = 5 мм;

25, 26 — гидромоторы;

28 — гидропанель;

29 — гидромотор привода вентилятора калорифера;

30 — дроссель с предохрани тельным клапаном;

31 — шестеренный насос для заправки;

32 — фильтр;

33 — блок фильтров;

34 — калорифер.

2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ Рис. 2. Гидросхема лесопогрузчика ЛТ 65Б:

1 — насос;

2 — манометр;

3 — гидрораспределитель;

4, 8, 13 — гидроцилиндр;

5 — переключа тель;

6 — гидрозамок;

7 — трубопроводы;

9 — клапанная коробка;

10 — гидрораспределительная коробка;

11 — фильтр с клапаном;

12 — бак рабочей жидкости;

14 — датчик температуры.

от входного отверстия, а при ремонте она подтягивается и перекрывает от верстие.

В качестве рабочей жидкости применяется: зимой — масло М 8 В2 (ГОСТ 8581 78) или М В Б1 (ГОСТ 10541 78), летом — М 10 В2 (ГОСТ 8581 78) или МВА (ГОСТ 10541 78).

40 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН 2.5. ГИДРОСИСТЕМЫ МАШИН НИЖНИХ СКЛАДОВ Лесоштабелер ЛТ 33 выпускается Красноярским заводом лесного машиностроения, предназначен для штабелирования круглых лесо материалов высотой до 3,4 м и сброски их на воду в период лесосплава, он может также применяться для погрузки сортиментов, имеет грузоподъем ность до 5 т. Базовым трактором являются модели ТТ 4, ТТ 4М.

Гидросхема лесоштабелера ЛТ 33 представлена на рис. 2.8 [8].

Гидросистема управления технологическим оборудованием включает: гид робак 1 вместимостью 70 л с двумя фильтрами 2 и клапанами;

два гидронасо са 3, 4 марки НШ 50 Л 2, гидрораспределитель 5 типа Р 25 160 20 301 30 с предохранительным клапаном 6, гидрозамок 10 и гидроцилиндры: челю сти 7, 8, прижима 9, стрелы 11, 12, а также рукавов и трубопроводов.

Рис. 2. Гидросхема лесоштабелера ЛТ 2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ Рис. 2. Гидросхема погрузчика штабелера ПШ 80А В гидрораспределителе предусмотрен предохранительный клапан 6, от регулированный на давление 12,5 МПа. Гидрозамок 10 обеспечивает плот ное перекрытие гидроцилиндра прижима 9, что исключает возможность от хода поршня со штоком.

Погрузчик штабелер ПШ 80А Софринского экспериментально механи ческого завода смонтирован на шасси трактора ТДТ 55А.

Гидросхема погрузчика штабелера ПШ 80А приведена на рис. 2.9 [8].

Работа системы осуществляется от шестеренного насоса 6 марки НШ 50У 3, который подает рабочую жидкость к трем распределителям.

Распределитель 12 типа Р 0 3/3 444 управляет гидроцилиндром грейфе ра 16, гидроцилиндром усилителя 18 и гидродвигателем механизма поворо та 17.

Распределители 1, 2 марки Р 80 3/2 444 управляют гидроцилиндром ру кояти 24, гидроцилиндрами механизма поворота колонки 27 и гидроцилин дром плеча 21, гидроцилиндрами аутригера 29, 31 и выдвижением балок 33.

Распределитель 9 трактора ТДТ 55А подключен к гидроцилиндру опус кания кабины 11. Гидроцилиндры грейфера, плеча, аутригера имеют в ли нии, подводящей рабочую жидкость к поршневой полости, гидрозамки 15, 20, 23, 30, 32 для жесткой фиксации рабочих органов.

В нагнетательной линии насоса установлен обратный клапан 5. Предо хранительные клапаны распределителей Р 80 3/2 444 отрегулированы на давление 9,5 МПа. Краном переключателя 4 могут одновременно подклю чаться к нагнетательной линии распределители 2, 12 и отдельно распредели тель 1.

Предохранительный клапан 14 регулируется на давление 16+1 МПа. Ра бочая жидкость возвращается в бак через фильтр 8. Контроль работы гидро системы осуществляется манометром 28.

42 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Рис. 2. Гидравлическая схема раскряжевочной установки ЛО 15А с маслостанцией ЛО 15А.40.100:

1 — бак рабочей жидкости;

2 — гидроцилиндр ролика;

3 — гидроцилиндр сброса от пилы;

4 — гидроцилиндр упоров;

5 — гидроцилиндр сброса на пилу;

6 — гидроцилиндр надвигания на пилу;

7, 8, 9, 10, 11, 14 — распределители;

12 — механизм поглощения;

13, 15, 16, 26, 28 — рукава;

17 — маслозаливной фильтр;

18 — воздушный фильтр;

19 — предохранительный клапан фильтра;

20 — фильтр;

21 — гидроклапан предохранительный;

22 — насос;

23 — электродвигатель;

24 — нагрева тель трубчатый;

25 — реле контроля уровня;

27 — манометр;

29 — гидроклапан обратный.

2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ Раскряжевочная установка ЛО 15А предназначена для работы на ниж них складах, где раскряжевывают хлысты. На ней выполняют операции по поштучной подаче хлыстов манипулятором ЛО 15А.10 на транспортер и да лее под пилу для отторцовки комля хлыста, отмера длины выпиливаемого сортимента, разделения его на заданные сортименты и сброса их с приемного стола с уборкой отходов [8].

Все основные гидроприводы раскряжевочной установки ЛО 15А объем ные. Гидравлическая схема раскряжевочной установки ЛО 15А с маслостан цией 40.100 представлена на рис. 2.10.

При работе гидроманипуляторов рабочая жидкость (масло) из бака 1 по дается в напорную магистраль, которая соединена с распределителями. Од новременно масло поступает к предохранительному клапану 5, при этом электромагнит управления клапаном выключен и масло под давлением раз грузки идет через фильтр 3 в бак. В случае засорения фильтра оно через предохранительный клапан 4 идет в бак неочищенным. Золотники распре делителей 13, 14 в этом случае могут находиться в нейтральном положении, и цилиндры 17, 22, 28 не работают.

При перемещении любого золотника гидрораспределителей 24, 18, в рабочее положение включается электромагнит управления разгрузкой пре дохранительного клапана 5, при этом в системе устанавливается давление, определяемое регулировкой клапана 5, которое контролируется маномет ром 12 с демпфером. Трехпозиционные золотники распределителя с элек трогидравлическим управлением 24, 18, 13 подключены к напорной магист рали параллельно и управляют гидроцилиндрами 28, 22, 17, обеспечивая подачу хлыстов на лесотранспортер.

Управление гидроцилиндром рукояти 28 в «плавающем» положении осу ществляется распределителем 23, у которого включается в это время элек тромагнит. Распределитель 23 соединяет полости гидроцилиндра 28 и свя зывает их с баком 1.

Для защиты гидроцилиндров 28, 17, а также рукавов и трубопроводов от гидравлических ударов установлены гидроклапаны давления 14, 25 со встро енными обратными клапанами.

При работе гидросистемы раскряжевочной установки ЛО 15А (рис. 2.10) масло из бака 1 насосом 22 подается в напорную магистраль, которая связа на с распределителями 7, 11 и предохранительным клапаном 21.

В случае нахождения золотников распределителей в нерабочем положе нии электромагнит управления клапана 21 не работает и масло под давлени ем разгрузки сливается через фильтр 20 в бак, а при его засорении поступает в бак через клапан 19 без очистки.

При включении электромагнита управления клапана 21 все поршни со штоками всех гидроцилиндров устанавливаются в исходное положение, при этом в системе будет давление, определяемое его регулировкой. Если цилин дры не работают, масло через клапан сбрасывается в бак. Давление контро лируется манометром 27 с демпфером.

Каждый гидроцилиндр 2, 3, 4, 5, 6 и гидродемпфер механизма поглоще ния 12 управляется двухпозиционными распределителями 7, 8, 9, 10, 11, 14.

44 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Для включения любого гидроцилинд ра и гидродемпфера в работу золотник с по мощью пилотов (вспомогательных золот ников) и соответствующих электромагни тов устанавливается в противоположное положение. Масло под давлением начина ет поступать в работающую полость цилин дра, а из противоположной полости сли ваться в бак 1 через фильтр 20.

В состав механизма поглощения 12 вхо дит гидродемпфер и предохранительный клапан с большим расходом. Он подклю чен к системе через обратный клапан к рас пределителю 14, который и включает его в работу. Полость гидродемпфера через рас пределитель и предохранительный клапан гидродемпфера связана со сливом.

Свой слив имеет распределитель 9;

это сделано для того, чтобы перепад давления на фильтре 20 не отражался на работе пре дохранительного клапана механизма по глощения.

Круглопильный станок ЦБ 7 выпуска ется Кушвинским заводом деревообрабаты Рис. 2. вающих станков. Гидравлическая схема Гидравлическая схема станка ЦБ станка ЦБ 7 приведена на рис. 2.11.

Схема включает маслостанцию, состоящую из бака 5, насоса 3, фильт ра 4, сапуна бака 2, фильтра заливной горловины 1, а также теплообменни ка с перепускным клапаном 6, манометра 8 и коробки с предохранительны ми клапанами 7.

Дополнительно в системе установлен гидрораспределитель 9, регулятор потока с обратным клапаном 10 и гидроцилиндр подачи 11 [8].

Пакетирующая машина ЛТ 177 служит для формирования пакетов круглых лесоматериалов длиной 1,5...6 м с диаметром 0,06...0,6 м с по следующей их обвязкой. Наибольший вылет стрелы манипулятора 5 м, наименьший — 1,7 м, при угле поворота до 210° с грузовым моментом 65 кНм.

Основное технологическое оборудование пакетирующей машины ЛТ смонтировано на тележке, перемещающейся по рельсам. В него входит гид романипулятор с грейферным захватом, торцевыравнивающее устройство со щитом. На тележке установлена также кабина с пультом управления, смонтирован привод колес и все элементы гидросистемы. Пакетирующая машина работает в совокупности с сортировочным транспортером. Устанав ливая машину против заполненного лесонакопителя, оператор с помощью щита может производить выравнивание торцов сортиментов, а гидромани пулятором — их укладку.

2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ Гидравлический дровокольный станок КГ 8А предназначен для раска лывания чураков диаметром до 1,0 м и длиной от 1 до 1,25 м при температуре окружающей среды от +1 до +35°С. Производительность станка при диамет ре чураков до 0,24 м составляет 12 м3/ч, суммарная потребляемая мощность 16,5 кВт.

Основным элементом станка является станина, которая служит его основ ной базой, на которой смонтированы все узлы раскалывающего устройства, толкателя, узлов гидросистемы и электрооборудования. В бак гидравлической системы дровокольного станка КГ 8А заливают 320 л масла зимой МГ 15 В (ТУ 38101479 74), если он установлен в неотапливаемом помещении, и масло Рис. 2. Гидравлическая схема дровокольного станка КГ 8А 46 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН ИГП 18, МГП 20 (ТУ 38101413 78), 20А (ГОСТ 20799 75) или ВНИИНП (ГОСТ 16728 78) в летнее время и когда станок стоит в отапливаемом поме щении.

Гидравлическая схема дровокольного станка КГ 8А (рис. 2.12) включает два контура: основной и вспомогательный. В основной контур входит систе ма, которая управляет работой основного гидроцилиндра и гидроцилиндра усилителя. Вспомогательный контур обеспечивает управление электрогид равлическими распределителями 10, 15, а также гидроцилиндром 7, кото рый осуществляет управление ножевым блоком.

Гидросистема основного контура дает возможность выполнять рабочий ход у основного гидроцилиндра в дифференциальном, нормальном и усилен ном режимах.

В дифференциальном режиме шток цилиндра перемещается с макси мальной частотой вращения, но имеет минимальное усилие на рабочем ор гане, в нормальном режиме эти величины средние, в усиленном — скорость минимальная, а усилие максимальное.

При работе в дифференциальном режиме оператор включает электромаг ниты гидрораспределителей 10, 15, при этом вступает в работу гидросисте ма основного контура. Масло из бака по трубопроводам 1, 2, поступает в рас пределитель 15 и далее по связи 3 идет к основному гидроцилиндру в порш невую полость и по трубопроводам 1, 4 одновременно к распределителю 10, а из него в штоковую полость.

Через распределитель 10, трубопроводы 6, 7, 8 и гидрозамок 13 порш невая полость гидроцилиндра усилителя связана со сливом. В результате шток основного гидроцилиндра будет перемещаться с максимальной скоро стью (0,25 м/с), так как в его поршневую полость будет поступать из штоко вой полости дополнительная порция вытесняемого масла. Обе полости ци линдра 11 соединены с нагнетательной линией, давление в них одинаково, и шток перемещается за счет разности усилий в полостях. Величина этой разности составляет минимальное значение раскалывания, равное 88,3103 Н, при максимальной частоте вращения. Обратный ход штока гидроцилинд ра 11 совершается при отключении электромагнита У1 и включении элек тромагнита У4 распределителя 15 при включенном распределителе 10.

Путь масла проходит из бака по нагнетательной магистрали 4 через распределитель 10, трубопровод 5 в штоковую полость цилиндра 11. Вы тесняемое масло из поршневой полости сливается в бак через трубопрово ды 3, 9 и распределитель 15. Скорость обратного перемещения штока со ставляет 0,4 м/с.

При работе в нормальном режиме работает основной контур гидросисте мы, усилие на штоке при раскалывании составляет 147,1103 Н, а рабочая скорость — 0,15 м/с, движение назад осуществляется в дифференциальном режиме со скоростью 0,4 м/с. Для установления нормального режима вклю чают электромагниты У1, У3 распределителей 10, 15, и масло из бака насо сом нагнетается по трубопроводам 1, 2, 3 через распределитель 15 к основ ному гидроцилиндру в поршневую полость. Из штоковой полости масло по трубопроводам 5, 8 и распределитель 10 сливается в бак. Из нагнетательной 2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ магистрали масло одновременно по трубопроводам 1, 4, 6 и распредели тель 10 подводится к управляемому гидрозамку 13.

В усиленном режиме дополнительно в работу вступает гидроцилиндр усилитель 12;

это происходит в случае, если в магистрали основного цилинд ра величина рабочего давления превысит 9,3 МПа. В этом случае масло по пути 1, 4, 10, 6, 10, гидроклапан 14, 11 открывает гидрозамок 13 и далее через трубопровод 7 поступает в поршневую полость вспомогательного гид роцилиндра 12, его штоковая полость соединена со сливом магистралью 12.

Как только шток гидроцилиндра 12 упирается в толкатель станка, оба ци линдра будут работать совместно, развивая усилие 294,2103 Н при скорости 0,08 м/с.

При падении давления ниже 9,3 МПа гидроклапан 14 закрывает гидро замок 13 и прекращает подачу масла в поршневую полость гидроцилиндра усилителя, и станок переходит работать на нормальный режим работы. Об ратный ход штока гидроцилиндра усилителя осуществляется под действи ем толкателя, при этом масло из поршневой полости по пути 7, гидрозамок 13, магистраль 6, распределитель 10, магистраль 8 сливается в бак 1.

Вспомогательный контур управляет подъемом и опусканием ножевого блока. Подъем ножевого блока осуществляется при включении электромаг нита У5 гидрораспределителя 6. Путь масла — от бака, насос 2, напорную магистраль 13, 14, распределитель 6, трубопроводы 15, 16 в поршневую полость гидроцилиндра 7;

при этом шток выдвигается. Из штоковой полос ти масло проходит по пути 17, 18 распределитель 6, 19 фильтр 5, 20, 21, гидроклапан 9, 22 и на слив в бак. При установке в необходимое положение ножевого блока электромагнит У5 отключается и шток распределителя ста вится в среднее положение, система блокируется. Для опускания ножевого блока включается электромагнит У6 распределителя, масло идет по пути 13, 14, распределитель 6, 18, 17 и поступает в штоковую полость гидроцилиндра.

При перегрузках, ведущих к смещению ножевого блока, срабатывает клапан 8.

При регулировке клапанов толкатель станка упирают в твердый предмет.

Клапан предохранительный 16 типа 32 20 1 11 УХЧ4 отрегулирован на давление 9,8 МПа, гидроклапан давления ВГ 54 32М (КД1) — на 9,3 МПа, клапан 9 типа ПВГ 54 32М — на 0,98 МПа и гидроклапан давления 4 типа ПВГ 54 32М — на 3,9 МПа.

2.6. ГИДРОМАНИПУЛЯТОРЫ Манипулятор предназначен для выполнения погрузочно раз грузочных и других переместительных работ. На валочных, валочно паке тирующих, трелевочных, лесовозных автомашинах для погрузки и разгруз ки лесоматериалов, на нижних складах, в лесоперерабатывающих цехах, на штабелевочно погрузочных работах в основном применяются манипулято ры с гидроприводом. Стационарный гидроманипулятор обычно состоит из основания стрелы, рукоятки и захвата. Движение стрелы и рукояти, а так же смыкание и размыкание челюстей захвата осуществляется гидроцилинд рами. Раскрытый захват накладывается на ствол вблизи его центра тяже 48 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Рис. 2. Гидравлическая схема гидроманипуляторов с маслостанцией сти, после чего его челюсти смыкаются, ствол отделяется от пачки и подает ся за счет перемещения рукояти и стрелы на транспортер.

Типичная гидравлическая схема гидроманипулятора с гидростанцией представлена на рис. 2.13. Она состоит из двух одинаковых самостоятель ных гидросистем. Рабочая жидкость — масло из гидробака 1 шестеренным насосом 6 подается в напорную магистраль 40 с давлением 6 МПа, которое регулируется предохранительным клапаном 5 и контролируется маномет ром 12. Управление работой гидроцилиндров стрелы 17, рукояти 28 и захва та 22 производится соответственно распределителями 13, 23, 24 и 18. Для защиты гидрораспределителей и рукавов высокого давления, а также меха нических узлов от перегрузок в результате гидравлических ударов в момент пуска и остановки у гидроцилиндров стрелы 17 и рукояти 28 установлены предохранительные клапаны 14 и 25. Управление распределителями 13, 2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ Рис. 2. Гидроманипулятор ПЛ 70 1 2 3 4 5 6 2 7 89 1234562785293 82 575  45 9  2 9 8  2 123456578959 8898  5786 898   57835856525 828  583   8998 ! "##8 4825$ 5852 8825$ 78%5# 88 &' "##825$ 5852 8#89 ( 4959856525 88 !' 123455) 9 5#8 89#9 5986 88 * 59  5 86  8"+8 ! 25,8-4556 8.8/01823 94, и 24 стрелы и рукояти осуществляется ручкой, а распределителем 18 захва та — ножной педалью. Для остановки рабочих органов в одном фиксирован ном положении распределители устанавливаются в нейтральной позиции.

В сливной магистрали установлен фильтр системы 3.

Гидроманипулятор ПЛ 70 01 (рис. 2.14) предназначен для погрузки и выгрузки сортиментов, подтаскивания и штабелевки деревьев или их частей 50 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН и может быть установлен за кабиной или на задней части грузовой платфор мы автомобилей УРАЛ, КрАЗ, МАЗ, КамАЗ, а также может использоваться на тракторах, в стационарных условиях на линиях деревообработки, на пе редвижных рельсовых платформах, на подъеме топляка, в составе специаль ных лесных машин с соответствующими рабочими органами.

Гидроманипулятор имеет смещенное расположение опорно поворотного устройства относительно аутригеров и Z образную форму складывания в транспортном положении, что обеспечивает компактность и благоприятную развесовку по осям автомобиля. Технические характеристики гидроманипу лятора ПЛ 70 01 приведены в табл. 2.4.

Манипулятор МУГ 70 (рис. 2.15) предназначен для производства погру зочно разгрузочных работ. Предусмотрена комплектация сменными грузо захватными органами.

В их число входят:

§ грейфер челюстного типа для погрузки лесных материалов (сортименты, хлысты, дрова, доски и т. п.);

§ грейфер для сыпучих материалов (торф, песок, удобрения и др.);

§ захват для сена;

§ грейфер для погрузки металлолома и прочих материалов;

§ крюковая подвеска.

По желанию заказчика могут быть установлены иные сменные рабочие органы. Манипулятор МУГ 70 устанавливается на шасси автомобилей УРАЛ, КрАЗ, КамАЗ. Кроме того, он может быть установлен на других транспорт ных средствах (ж. д. платформах, тракторах различных модификаций и т. п.) или стационарно. На манипуляторе МУГ 70 применяется полноповоротный ротатор, высококачественная импортная гидроаппаратура. Технические ха рактеристики гидроманипулятора МУГ 70 приведены в табл. 2.5.

Рис. 2. Гидроманипулятор МУГ 2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ 1 2 3 4 5 6 2 7 89 1234562785293 82 575  45 9  2 9 8  2 12345657895 88   786827285858956525855 8  5 83 !8235! 8 " #58956525868524557895582 8 $% &5236!88 "%' (2952822)8 8  8 ' 8 *2 8 $ 8 65 8 $ 2285)8 8 58 68+8  8 925465 58, 8 - 8 952.! !8!5/5808 % 2282552)8 8 35895652582 8 +55956525 8 895652581928"8+288 % 8 88 -8 2282725683483481#4$)8 8 6895   55823488 '8 8 $$ 8 58 8 8 8 5. 8 68 68 $ 8 88 "8 '8 $$ 2578845568689:;

80 *= 1 2 3 4 5 6 2 7 89 1234562785293 82 57 45 972 559 4 295  45  2 9 9 !99 9 '99 9 (99 9!) "#$9!% !&9 "#$9!% '&9 "#$9!% (&9 "#$!* & 123456578959 8 8198 8 8 8  5786 898  8  8  8   583   898  8  8  !8   "59 8#565258 8198 $$$!8 8 $$$!8 !$$$% &'58#56525 8'28 8 %8 8 ( "))8 484*6 8'8 %8 !8 8  "))84*6 8'8 8 !8 +5, 86  8"-8 !8 !8 8  -52  9 895. 5) 8/8 8 8 8 $$$! 25$804'556  812183"75#)789 5)25  78465 52 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Манипуляторы серии «Атлант» предназначены для погрузки и выгруз ки хлыстов и сортиментов. Технические характеристики манипуляторов се рии «Атлант» приведены в табл. 2.6.

Гидроманипуляторы семейства «Синегорец» предназначены для погруз ки и выгрузки лесоматериалов с лесовозного транспорта. Технические ха рактеристики манипулятора «Синегорец 75» приведены в табл. 2.7.

Гидроманипуляторы серии СФ 65С (рис. 2.16, табл. 2.8) предназначены для выполнения погрузочных, разгрузочных работ вспомогательных опера ций на лесосечных, транспортных и складских работах предприятий лесной промышленности.

1 2 3 4 5 6 2 7 89 1234562785293 82 57 45 9542 2  2 9 8  2 123456789 62657 16   6789 85 6  23 3757  58 6   2 !222  3 "#$%  2 !23456  58 3  & 275 65'3   56 6 ($"  67 82  !23456 6 ##  67 )7 2! 7 6 "# 5725 2)23275* 59+5, 2  2263 .2 ( 75!232/57729 +268,65 2262)45626 6" 2  2   26 !222  3 # 250 1. 2 2 5 2 311 45 2 2 9 6672 2 5789.2370 Рис. 2. Гидроманипулятор СФ 65С 2. РАБОЧИЕ СРЕДЫ ОБЪЕМНЫХ ГИДРО И ПНЕВМОПРИВОДОВ 1 2 3 4 5 6 2 7 89 1234562785293 82 575  45 972 559  2 9 8  2 1233245675 89 5 5 545615  1263253455 8 75 253 457 25 !8 " 23 2#532455 $ " 23 2#5% 2455 $!

& 23 '2()5225 8 *345+5 9  (#2#5,3456-5 $ '2 5    545615 848! & . 5 /0  )53)455 40 25152*75354/ Вопросы для самоконтроля 1. Перечислите функции рабочей жидкости в объемном гидроприводе.

2. Какие основные требования предъявляются к рабочим жидкостям объемных гидроприводов?

3. Назовите наиболее часто применяемые рабочие жидкости.

4. Назовите преимущества и недостатки синтетических рабочих жидкостей.

5. Сформулируйте гипотезу вязкостного трения Ньютона.

6. К каким последствиям может привести наличие растворенного газа в рабочей жидкости?

7. Чем опасно явление кавитации при работе объемного гидропривода, где и при каких условиях оно может проявиться?

8. От каких факторов зависит выбор вязкости рабочей жидкости?

9. Объясните назначение гидроаппаратов, входящих в гидросистему валочно тре левочной машины ЛП 49 (рис. 2.4).

10. Зачем в гидросистемах ОГП устанавливают предохранительные клапаны?

11. С какой целью в гидросистемах ОГП устанавливают обратные клапаны?

12. С какой целью стремятся поддерживать постоянной температуру рабочей жид кости в ОГП и какими способами это достигается?

13. Назначение гидрораспределителей в объемном гидроприводе.

14. Назовите функции гидрозамков в составе объемного гидропривода.

54 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН ГЛАВА 3. ОБОРУДОВАНИЕ ГЛАВА ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ 3.1. ОБЪЕМНЫЕ ГИДРОМАШИНЫ.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ Объемной называется гидромашина, рабочий процесс ко торой заключается в попеременном заполнении рабочей камеры жидко стью и ее последующем вытеснении из рабочей камеры. Под рабочей каме рой объемной гидромашины понимается ограниченное пространство внутри машины, периодически изменяющее свой объем и попеременно сообщаю щееся с местами входа и выхода рабочей жидкости. Объемная гидромашина может иметь одну или несколько рабочих камер. В соответствии с тем, созда ют гидромашины поток жидкости или используют его, их разделяют на объ емные насосы и гидродвигатели.

В объемном насосе перемещение рабочей жидкости осуществляется пу тем ее вытеснения из рабочих камер вытеснителями. Под вытеснителем по нимается рабочий орган насоса, непосредственно совершающий работу вы теснения. Вытеснителями могут быть поршни, плунжеры, шестерни, вин ты, пластины и т. д.

К общим свойствам объемных насосов, которые обусловлены их принци пом действия и отличают их от насосов лопастных, относятся следующие.

1. Цикличность рабочего процесса и связанная с ним порционность и не равномерность подачи. Подача объемного насоса осуществляется не равно мерным потоком, а порциями, каждая из которых соответствует подаче од ной рабочей камеры.

2. Герметичность насоса, т. е. постоянное отделение напорного трубопро вода от всасывающего (в отличие от них динамические насосы не обладают герметичностью и являются проточными).

3. Самовсасывание, т. е. способность объемного насоса создавать вакуум во всасывающем трубопроводе, заполненном воздухом, достаточный для подъема жидкости во всасывающем трубопроводе до уровня расположения насоса. Высота всасывания жидкости при этом не может быть больше пре дельно допустимой. Лопастные насосы без специальных приспособлений не являются самовсасывающими.

4. Жесткость характеристики, т. е. ее крутизна в системе координат, означает малую зависимость подачи насоса от развиваемого им давления.

3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ Идеальная подача не зависит от давления насоса (характеристики лопаст ных насосов обычно пологие).

5. Независимость давления, создаваемого объемным насосом, от скоро сти движения рабочего органа насоса и скорости жидкости. В принципе при работе на несжимаемой жидкости объемный насос, обладающий идеальным уплотнением, способен создавать сколь угодно высокое давление, обуслов ленное нагрузкой, при сколь угодно малой скорости движения вытесните лей. Для получения высоких давлений с помощью лопастного насоса требу ются большие частоты вращения колеса и большие скорости жидкости.

По принципу действия, точнее, по характеру процесса вытеснения жид кости, объемные насосы разделяют на поршневые (плунжерные) и ротор ные. В поршневом (плунжерном) насосе жидкость вытесняется из неподвиж ных камер в результате лишь возвратно поступательного движения.

К насосам, применяемым в гидроприводах и гидросистемах, предъявля ют высокие требования, основными из которых являются: малая удельная масса и объем, приходящиеся на единицу мощности, высокий КПД, воз можность регулирования и реверса подачи, а также высокая быстроход ность и большая надежность. Этим требованиям наиболее полно удовлетво ряют роторные насосы.

К роторным относятся объемные насосы с вращательным или вращатель но поступательным движением рабочих органов вытеснителей. Жидкость в этих насосах вытесняется в результате вращательного (в шестеренных и винтовых насосах) или вращательного и одновременно возвратно поступа тельного движения вытеснителей относительно ротора (в роторно поршне вых и пластинчатых насосах). Особенностью рабочего процесса таких насо сов является и то, что при вращении ротора рабочие камеры переносятся из полости всасывания в полость нагнетания и обратно. Перенос рабочих камер с жидкостью делает излишними всасывающие и нагнетательные клапаны.

Отсутствие всасывающих и нагнетательных клапанов в роторных насосах является основной конструктивной особенностью, которая отличает их от поршневых насосов.

Роторный насос обычно состоит из трех основных частей: статора (непод вижного корпуса), ротора, жестко связанного с валом насоса, и вытеснителя (одного или нескольких), в некоторых роторных насосах ротор одновре менно является вытеснителем. В этих случаях в насосе должны быть еще подвижные элементы, называемые замыкателями, которые обеспечива ют необходимую герметизацию рабочих камер. Например, в трехвинто вых насосах ведущий винт является одновременно ротором и вытеснителем, а два ведомых винта не нагружены моментами и выполняют функции замы кателей.

Таким образом, рабочий процесс любого роторного насоса складывается из трех этапов: заполнение рабочих камер жидкостью;

замыкание (изоля ция) рабочих камер и их перенос;

вытеснение жидкости из рабочих камер.

Основными свойствами роторных насосов, вытекающими из специфики их рабочего процесса и отличающими их от поршневых насосов, являются следующие.

56 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН 1. Обратимость, т. е. способность роторных насосов работать в качестве гидродвигателей (гидромоторов). Это означает, что рабочая жидкость, под водимая к насосу под давлением, заставляет вращаться ротор и вал. Порш невые насосы этой способностью не обладают.

2. Большая быстроходность. Максимально допустимые значения часто ты вращения для роторных насосов составляют n = (2...5)103 об/мин;

при чем нижний предел соответствует насосам большой мощности, а верхний — малой. Для поршневых насосов эти значения в несколько раз меньше.

3. Способность работать только на чистых (отфильтрованных и не содер жащих абразивные и металлические частицы), неагрессивных и смазываю щих рабочих жидкостях. Эти требования к жидкости обусловлены малыми зазорами в роторном насосе и трением между обработанными по высшим классам точности и чистоты поверхностями статора, ротора и вытеснителей.

Если первые два свойства роторных насосов являются их преимущества ми, то третье свойство ограничивает применение этих насосов. Работа насо сов на воде исключается, так как вода вызывает коррозию и ведет к быстро му изнашиванию рабочих органов.

Рассмотрим классификацию роторных насосов, соответствующую ГОСТ 17398 72 (рис. 3.1).

По характеру движения вытеснителей роторные насосы разделяют на роторно вращательные и роторно поступательные. В первых рабочие ор ганы совершают лишь вращательное движение, а во вторых одновременно с вращательным еще и возвратно поступательное движение относительно ротора.

Рис. 3. Классификация роторных насосов 3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ Роторно вращательные насосы разделяют на зубчатые и винтовые. В зуб чатых насосах ротор и вытеснитель имеют форму зубчатых колес, а рабочая жидкость перемещается в плоскости их вращения. В винтовых насосах ро тор имеет форму винта, который одновременно выполняет функцию вы теснителя, а рабочая жидкость в насосе перемещается вдоль осей враще ния винтов. Основной разновидностью зубчатых насосов являются шесте ренные.

К роторно поступательным относятся шиберные (в основном пластин чатые) и роторно поршневые насосы. Различие между ними заключается не только в форме вытеснителей (пластин и поршней) и характере движения рабочей жидкости в насосе, но и в способе ограничения (образования) рабо чих камер.

Если в пластинчатом насосе рабочие камеры ограничиваются двумя со седними вытеснителями (пластинами) и поверхностями ротора и статора, то в роторно поршневых насосах они образованы внутри ротора и замыкаются вытеснителями.

Роторно поршневые насосы по расположению рабочих камер делятся на радиально и аксиально поршневые.

Объемный гидродвигатель — это объемная гидромашина, предназначен ная для преобразования энергии потока рабочей жидкости в энергию движе ния выходного звена. По характеру движения выходного (ведомого) звена объемные гидродвигатели делятся на три класса:

§ силовые гидроцилиндры с возвратно поступательным движением выход ного звена;

§ гидромоторы с непрерывным вращательным движением выходного звена;

§ поворотные гидродвигатели с ограниченным углом поворота выходного звена.

Объемные гидродвигатели в основном имеют те же свойства, что и объем ные насосы, но с некоторыми отличиями, обусловленными иной функцией двигателей. Объемные гидродвигатели также характеризуются циклично стью рабочего процесса и герметичностью. Жесткость характеристик объем ных гидродвигателей заключается в малой зависимости скорости выходного звена от нагрузки на этом звене (усилия на штоке гидроцилиндра и момента на валу гидромотора).

Основными параметрами, характеризующими работу гидромашин в уста новившемся режиме, являются: рабочий объем насоса и гидромотора, пода ча насоса, расход гидромотора, давление, крутящий момент, мощность, объ емный, механический, гидравлический и полный коэффициенты полезного действия.

Во время работы объемных гидромашин объемы их рабочих камер посто янно изменяются. При этом у насосов при увеличении объема рабочие каме ры заполняются рабочей жидкостью (в этот момент рабочие камеры соедине ны со всасывающей гидролинией), а при уменьшении — рабочая жидкость вытесняется из рабочих камер под давлением в напорную гидролинию (в этот момент рабочие камеры соединены с напорной гидролинией). У гидромото ров при соединении с напорной гидролинией происходит заполнение рабо 58 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН чих камер рабочей жидкостью под давлением и увеличение объема этих ка мер. При соединении со сливной гидролинией рабочая жидкость вытесняет ся из рабочих камер, а их объем уменьшается. Разность наибольшего и наи меньшего значений замкнутого объема за оборот или двойной ход рабочего органа (вытеснителя) гидромашины называется рабочим объемом q насоса или гидромотора. Таким образом, рабочий объем определяет количество ра бочей жидкости, проходящей через гидромашину за один двойной ход рабо чего органа или один оборот ротора при отсутствии объемных потерь.

Рабочий объем определяется геометрическими размерами рабочих ка мер и для конкретной конструкции гидромашины вычисляется по соответ ствующим формулам. Кроме того, рабочий объем можно определить и опыт ным путем во время испытания гидромашин при нулевом перепаде давлений на выходе и входе и при малой частоте вращения n = 50...60 об/мин [3]. Если конструкция гидромашины при ее эксплуатации допускает изменение q, то такие машины (насос и гидромотор) называются регулируемыми. Гидрома шины, у которых q изменять нельзя, относятся к нерегулируемым.

Подачей насоса и расходом гидромотора называется отношение объема подаваемой рабочей жидкости ко времени. Различают идеальные (теорети ческие) Qт и действительные (фактические) Q подачу и расход.

Идеальную подачу и расход определяют по формуле Qт = qn, (3.1) где n — частота вращения вала гидромашины.

Действительная подача и расход отличаются от теоретических на вели чину объемных потерь. При этом для насоса:

Q = Qт – qут – qк – qсж, (3.2) а для гидродвигателя:

Q = Qт + qут + qсж, (3.3) где qут — объемные потери рабочей жидкости на утечки и перетечки через зазоры в рабочих камерах, вызванные перепадом давлений;

qк — потери из за неполного заполнения рабочих камер (неполное заполнение объясняется содержанием воздуха в рабочей жидкости, наступлением кавитационных режимов при работе насоса или другими причинами);

qсж — потери, вызван ные сжатием рабочей жидкости.

Подача и расход большинства гидромашин неравномерны. Разность ме жду мгновенными подачами (расходами) — максимальной Qmax и минималь ной Qmin — представляет собой амплитуду колебаний подачи (расхода). От ношение амплитуды колебания подачи (расхода) к ее среднему значению называется коэффициентом пульсации, который равен 1 Qmax 2 Qmin KQ 3 (3.4).

11 4 Qmin ) (Q 2 max Отношение мгновенной максимальной подачи (расхода) к средней пода че (расходу) называется коэффициентом неравномерности, который равен 3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ Qmax.

Kн (3.5) 11 (Qmax 2 Qmin ) Теоретически равномерную подачу имеют винтовые насосы.

Давление p, развиваемое насосом, и перепад давлений в гидродвигателе Dp в объемных гидроприводах определяют Рис. 3. ся внешней нагрузкой на гидродвигате Характеристики роторных насосов ле и потерями на преодоление гидрав лических сопротивлений в трубопроводах и в гидроаппаратуре. При этом под давлением, развиваемым насосом, понимается давление на выходе насо са, а под перепадом давлений — разность давлений на входе и выходе гидро двигателя. Давление, при котором работают элементы того или иного гидро привода, называется рабочим. Величина этого давления ограничивается пре дохранительными клапанами. Наибольшее давление на выходе из насоса или наибольший перепад давлений в гидродвигателе, на которые рассчита ны конструкции гидромашин и гидроаппаратуры, называются предельны ми [3]. Предельное давление указывается в технических характеристиках насосов, гидромоторов и других элементов гидропривода и является одним из важнейших параметров, определяющих габариты и массу гидромашин и гидроаппаратуры.

Характеристикой объемных насосов, в том числе роторных, называют (в отличие от характеристики насосов лопастных) зависимость подачи насо са от его давления при постоянной частоте вращения вала. Так как идеальная подача объемного насоса согласно формуле (3.1) определяется его рабочим объемом и частотой вращения, теоретическая характеристика насоса в ука занной системе координат изображается горизонтальной прямой (рис. 3.2а).

Действительная подача насоса отличается от идеальной на величину утечек через неплотности рабочих камер (зазоры) из полости нагнетания в полость всасывания (внутренние утечки) и наружу (внешние утечки). Так как уплот няющие зазоры в насосах малы и протяженны, а вязкость рабочей жидкости обычно значительна, режим течения жидкости в этих зазорах, как правило, ламинарный, поэтому при не очень высоких давлениях для утечек справед лив закон сопротивления Пуазейля, согласно которому утечки рабочей жид кости через зазоры определяются выражением qут = Apн/m, (3.6) где A — величина, зависящая от конструкции насоса и зазоров;

ее можно считать постоянной для данного насоса;

m — динамический коэффициент вязкости рабочей жидкости.

Давление насоса рн для рабочей жидкости, перетекающей через зазоры, является потерей давления на трение по длине. Отсюда следует, что действи тельная характеристика роторного насоса в той же системе координат изо бражается наклонной прямой (рис. 3.2а). При этом чем более совершенен 60 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН насос, тем ближе эта прямая к идеальной характеристике (тем больше «же сткость» характеристики).

Именно в таком виде характеристики роторных насосов используются потребителями гидромашин и приводятся в каталогах. Однако при выпол нении графоаналитических расчетов гидравлических систем с использова нием характеристик насосов удобнее последние изображать так же, как и характеристики лопастных насосов, в виде зависимости напора насоса Нн (или рн) от Q (рис. 3.2б).

Гидромотор — это объемный гидродвигатель вращательного движения.

Благодаря свойству обратимости роторных гидромашин любая из них в принципе может быть использована в качестве гидромотора, поэтому гид ромоторы классифицируют так же, как и роторные насосы, т. е. разделяют на шестеренные, винтовые, шиберные (пластинчатые) и поршневые (ради альные и аксиальные). В конструкции гидромоторов имеют место некото рые отличия от соответствующих роторных насосов, обусловленные различ ным функциональным назначением этих гидромашин. Так, пластинчатый гидромотор, в отличие от насоса, имеет пружины, которые выталкивают пла стины из прорезей ротора и тем самым обеспечивают пуск гидромотора. В ак сиально поршневых гидромоторах устанавливается угол наклона блока ци линдров (до 40°) больший, чем у таких же насосов (до 30°).


Наибольшее распространение в гидроприводах самолетов, тракторов, строительно дорожных машин, станков и других машин получили роторно поршневые гидромоторы.

Характеристика гидромотора — зависимость частоты вращения его вала n от расхода Q при постоянном перепаде давлений. На рис. 3.3 показано се мейство характеристик при различных перепадах давлений Dp. Каждая ха рактеристика представляет собой практически прямую линию. При Dр = гидромотор работает в режиме холостого хода (давление на выходе равно нулю) и характеристика проходит через начало координат. При повышении давления нагнетания увеличиваются утечки в гидромоторе и их компенса ция осуществляется при минимальной частоте вращения вала.

Мощность потока рабочей жидкости определяется выражениями (1.4) или (1.6), из которых следует, что за счет повышения давления можно уве личить мощность гидропривода без измене ния габаритных размеров гидромашин и гид роаппаратуры или при одной и той же мощ ности использовать гидрооборудование с меньшими расходом Q, габаритами и массой.

Однако увеличение давления с одновремен ным снижением массы гидрооборудования возможно лишь до определенного предела, выше которого эта масса возрастает за счет увеличения толщины стенок корпусных элементов. Практически давление ограни чивается прочностью применяемых конст Рис. 3. рукционных материалов и конструкциями Характеристики гидромоторов 3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ уплотнительных устройств. В настоящее время гидросистемы мобильных и стационарных лесозаготовительных, лесотранспортных и деревообраба тывающих машин работают при давлениях соответственно 8...21 МПа и 3...10 МПа [3].

Крутящий момент Мкр для привода насоса или для преодоления полез ной нагрузки, приложенной к валу гидромотора, определяют по формуле Мкр. н = Мт. н + DМтр;

(3.7) Мкр. д = Мт. д – DМтр, (3.8) где Мт — средние теоретические крутящие моменты соответственно насоса и гидромотора (двигателя), которые равны 1pн qн Mт.н 2 (3.9) ;

1p q 2 д д, (3.10) Mт.д где DМтр — момент преодоления сил сопротивления (сил вязкостного трения рабочей жидкости и механического трения), который зависит от размеров зазоров и трущихся поверхностей, от частоты вращения ротора и вязкости рабочей жидкости, от перепада давления и коэффициента механического трения;

Dрн = р – рвх — перепад давлений в насосе (так как р ? рвх, то при определении Мт. н принимают Dрн = р).

Мощность N, потребляемую насосом и гидромотором, определяют по фор мулам:

Nн = Mкр. нw = Mкр. н2pn;

(3.11) Nд = DpQд. (3.12) Полезную (эффективную) мощность Nэф, соответствующую мощности потока рабочей жидкости на выходе из насоса или развиваемую на выходном валу гидродвигателя, находят по формулам:

Nэф. н = pQн;

(3.13) N = Mкр. дw = Мкр. д2pn. (3.14) Величина DN = N – Nэф определяет потери мощности в гидромашине.

Преобразование гидравлической машиной энергии связано с объемны ми, механическими и гидравлическими потерями. Эти потери оцениваются соответствующими коэффициентами полезного действия. Объемный коэф фициент полезного действия hо учитывает объемные потери в гидромашине.

Этот коэффициент рассчитывают по следующим формулам:

Qт.н 1 (qут 2 qк 2 qсж ) qут 2 qк 2 qсж Qн 3о.н 4 4 411 ;

(3.15) Qт.н Qт.н qн nн Qт. д Qд 1 (qут 2 qсж ) qут 2 qсж 3о. д 4 4 411 (3.16).

qд nд 2 qут 2 qсж Qд Qд 62 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Объемный коэффициент полезного действия зависит от давления, частоты вращения ротора гидромашины, вязко сти рабочей жидкости и величины зазо ра между уплотняемыми элементами.

При неизменных вязкости рабочей жид кости и зазорах увеличение давления приводит к увеличению утечек и пере Рис. 3. Характер изменения объемного КПД:

течек и к уменьшению hо (рис. 3.4) [3].

а — от давления при n = const;

б — от числа Увеличение частоты вращения рото оборотов при p = const.

ра гидромашины (без увеличения уте чек) приводит к росту Qт и объемного КПД. С учетом этого применение высо кооборотных гидромашин выгоднее, чем низкооборотных. Однако в этом слу чае следует иметь в виду следующие обстоятельства:

1) увеличение частоты вращения гидромоторов вызывает повышение ме ханических сопротивлений и снижение их механического КПД;

2) с увеличением частоты вращения самовсасывающих насосов рост объ емного КПД возможен лишь в тех пределах ее изменения, при которых про исходит полное заполнение рабочих камер. Вне этих пределов может воз никнуть кавитация и, как следствие этого, неполное заполнение рабочих камер, снижение подачи на величину qк, вызванное этим явлением, и пони жение hо (рис. 3.4б). В первую очередь это касается шестеренных и пластин чатых насосов, полному заполнению рабочих камер у которых препятствует центробежная сила. С учетом этого частоту вращения ротора самовсасываю щих насосов устанавливают такой, чтобы обеспечивалось полное заполне ние рабочих камер при допускаемом кавитационном запасе насоса [3].

В некоторых гидроприводах (авиационные гидросистемы и гидросисте мы некоторых мобильных машин) снижения массы насосов достигают за счет уменьшения их рабочего объема q и соответственно увеличения частоты вращения роторов n. В таких гидроприводах полное заполнение рабочих ка мер и исключение кавитации насоса обеспечивают за счет использования специальных бустерных насосов, создающих во всасывающей линии избы точное давление, или путем установки гидробака для рабочей жидкости выше оси насоса.

Объемный КПД зависит от конструкции насосов и гидромоторов. При этом гидромашины с меньшей подачей и расходом имеют и меньшие значе ния объемного КПД. При прочих равных условиях наибольшее значение объемного КПД характерно для поршневых, а наименьшее — для шестерен ных насосов и гидромоторов.

Механический коэффициент полезного действия hм характеризует поте ри на преодоление движущимися частями гидромашины сил механического и вязкостного сопротивления. Этот коэффициент может быть выражен через Мкр и DМтр следующим образом:

1Mтр Mт.н 2Mн 3 314 ;

(3.17) 1Mтр 5 Mт.н Mкр.н 3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ 1Mтр Mкр. д 2Mд 3 314 (3.18).

Mт. д Mт. д.

Механический КПД гидромашин зависит от размеров зазоров между эле ментами и давления, от вязкости рабочей жидкости и частоты вращения.

С увеличением давления, развиваемого насосом до p1 (рис. 3.5а), величина механического КПД становится больше, что объясняется интенсивным рос том Мт. н по сравнению с DМтр. В диапазоне давлений от p1 до p2 значение механического КПД стабилизируется, а при дальнейшем повышении пони жается. Это снижение 1Mн объясняется тем, что рост DМтр, вызванный уве личением р, опережает рост Мт. н. Механический КПД гидромотора с увели чением Dp непрерывно повышается (рис. 3.5б), так как рост Мт. д всегда опе режает рост DМтр. На (рис. 3.5б) величина Dр0 характеризует начальный перепад давлений, необходимый для того, чтобы вал гидромотора в момент его запуска начал вращаться [3].

Зависимость механического КПД гидромотора от частоты вращения его выходного вала при Dp = const приведена на рис. 3.6а, из которого видно, что для гидромоторов существует минимальная частота вращения, при ко торой механический КПД имеет наибольшее значение, а также что с умень шением частоты вращения механический КПД резко падает. Это объясня ется нарушением равномерности вращения вала из за пульсации расхода и колебаний силы трения. С увеличением угловой скорости вращения меха нический КПД незначительно уменьшается за счет роста DМтр [3].

Потери на преодоление гидравлических сопротивлений в проточных час тях гидромашин учитывают гидравлическим коэффициентом полезного дей ствия hг, определяемым по формулам:

1p p 2г.н 3 н 3 1 4 н ;

(3.19) 5 pн pн 1pд 1p 314 д, 2г. д 3 (3.20) 5 1pд 1pд где pн 2 pн 3 4pн — теоретическое давление, развиваемое насосом;

Dрн — по тери давления на преодоление гидравлических сопротивлений в насосе;

2pд 3 2p 4 2pд — теоретический перепад давлений в гидродвигателе;

Dрд — Рис. 3. Характер изменения Рис. 3. Характер изменения 1Mд при Dp = const механического КПД от давления:

и hэф = ¦(p) а — насоса;

б — гидромотора.

64 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН потери давления на преодоление гидравлических сопротивлений в гидро двигателе.

Величина гидравлических сопротивлений при малой скорости движения рабочей жидкости (до 6 м/с) незначительна, и в этом случае значение гид равлического КПД близко к единице [3].

Полный коэффициент полезного действия hэф учитывает все потери в гид ромашинах и рассчитывается по следующим формулам:

1Nн Nэф. н 2эф. н 3 314 ;

(3.21) Nн Nн 1Nд Nэф. д 2эф. д 3 314 (3.22) Nд Nд или по формулам:

1эф.н 2 1о.н 1г. н 1Mн ;

1эф. д 2 1о. д 1д 1Mд.

Коэффициенты полезного действия определяют путем испытаний гид ромашин. При этом учитывая, что раздельное измерение механических и гидравлических потерь и определение соответствующих этим потерям КПД в реальных условиях затруднительно, принимают hмhг @ hм. Это допущение справедливо, если учесть, что гидравлический КПД близок к единице и что при работе гидромашин все движущиеся детали получают обильную смазку и, следовательно, трение является преимущественно жидкостным. При та ком допущении любые потери в гидромашине, кроме объемных, будут ус ловно механическими, а механический КПД будет определяться по формуле hм = hэф/hо. Зависимость эффективного КПД гидромашины hэф от давления p приведена на рис. 3.6б [3].


На КПД оказывает влияние и вязкость рабочей жидкости. Увеличение до определенных пределов вязкости приводит к росту объемного КПД hо и уменьшению механического hм. Вязкость рабочей жидкости будет оптималь ной, когда, при прочих равных условиях, эффективный КПД hэф имеет наи большее значение.

В гидросистемах лесных машин, агрегатных станков и поточных машин лесной промышленности наибольшее применение получили аксиально порш невые, радиально поршневые, шестеренные и пластинчатые гидромашины, которые обратимы и могут работать в режиме как насоса, так и гидродвига теля. Рассмотрим типовые конструкции и принцип действия этих машин.

3.2. АКСИАЛЬНО ПОРШНЕВЫЕ ГИДРОМАШИНЫ В современных объемных гидроприводах высоких давлений (более 10...15 МПа) применяют преимущественно роторно поршневые насо сы и гидромоторы (гидромашины). Роторно поршневой гидромотор или насос представляет собой гидромашину с подвижными элементами в виде ротора, 3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ совершающего вращательное движение, и поршней или плунжеров, вра щающихся вместе с ротором и имеющих возвратно поступательное движе ние в цилиндрах машины. В общем случае роторная машина (насос, гидро мотор) определяется как объемная машина с вращательным или вращатель ным и возвратно поступательным движением рабочих органов независимо от характера движения ведущего звена.

Возвратно поступательный насос с вращательным движением ведущего звена называют также вальным насосом, причем вальный насос с кривошип но шатунным механизмом передачи движения к рабочим органам называют кривошипным насосом, а насос с кулачковым механизмом передачи движе ния к рабочим органам — кулачковым насосом.

По расположению цилиндров эти машины делятся на роторные радиаль но поршневые с радиальным относительно оси вращения ротора расположе нием цилиндров и роторные аксиально поршневые с аксиальным относи тельно оси вращения цилиндрового блока расположением цилиндров. В пер вых машинах движение поршней происходит в одной плоскости, во вторых — в пространстве.

Роторные аксиально поршневые гидромашины — это машины, у кото рых рабочие камеры вращаются относительно оси ротора, а оси поршней или плунжеров параллельны оси вращения или составляют с ней угол меньше 45°. Насосы и гидромоторы с аксиальным или близким к аксиальному рас положением цилиндров являются наиболее распространенными в гидравли ческих системах (гидроприводах). По числу разновидностей конструктивно го исполнения они во много раз превосходят прочие типы гидромашин.

Эти насосы и гидромоторы получили широкое применение еще в конце позапрошлого столетия на флотах многих стран (Россия, Англия, США, Япо ния), причем использовались они для выполнения наиболее ответственных функций, таких, например, как управление кораблем и его вооружением.

Они обладают наилучшими из всех типов гидромашин габаритными и массо выми характеристиками, отличаются компактностью, высоким КПД, при годны для работы при высоких частотах вращения и давлениях, обладают сравнительно малой инерционностью, а также просты по конструкции [19].

Особо следует отметить их высокую энергоемкость на единицу массы (удельная масса). В зависимости от конструкции и величины рабочего дав ления удельные массы регулируемых насосов с ручным управлением пода чей находятся в пределах 3,0...9,0 кг/кВт (большее значение относится к на сосам, работающим при более высоких давлениях). В насосах же с высокой частотой вращения (n = 20 000 об/мин) энергоемкость достигает 12,0 кг/кВт.

Масса нерегулируемых насосов или гидромоторов равной мощности меньше регулируемых в 2 раза, и соответственно удельная масса нерегулируемых насосов находится в пределах 1,5...5,0 кг/кВт. Массовое преимущество гид ромоторов этого типа по сравнению с электродвигателями составляет от ~ 80 раз для малой до ~ 12 раз для большой мощности.

Особенностью рассматриваемых машин является относительно малый момент инерции вращающихся частей, что имеет существенное значение при использовании их в качестве гидромоторов.

66 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Рис. 3. Принципиальные кинематические схемы аксиально поршневых насосов:

а — с силовым карданом;

б — с двойным не силовым карданом;

в — с точечным касани ем поршней;

г — бескарданного типа.

В лесозаготовительных машинах широко используются аксиально поршневые насосы серий 210, 310, 207, которые работают при высоких рабочих давлениях от 20 до 25 МПа, обеспечивая высокие значения объ емного и полного КПД — соответственно hо = 0,97...0,98 и hн = 0,94...0,95.

Эти насосы требуют специальных рабочих жидкостей и масел, а также высокой технической культуры эксплуатации. Выполняют их с постоян ным и переменным рабочим объемом (регулируемые насосы) в различ ном конструктивном исполнении. К нерегулируемым самовсасывающим аксиально поршневым насосам с фланцевым или резьбовым присоедине нием рукавов или трубопроводов относятся насосы следующих марок:

210.12.12.00*;

210.12.12.00А;

210.12.12.01*;

210.12.12.01А;

210.16.12.00*;

210.16.12.00А;

210.16.12.01*;

210.16.12.01А;

210.20.12.20*;

210.20.12.20Б;

210.20.12.21;

210.20.12.21Б;

210.25.12.20*;

210.25.12.20Б;

210.25.12.21;

210.25.12.21.

Индексы указанных марок насосов расшифровывают следующим обра зом: три первые цифры (210) обозначают тип, следующие две (12, 16, 20, 25) — диаметр поршня в миллиметрах, третьи две цифры указывают, насос это или гидромотор (12 — насос, 11 — насос гидромотор, 13 — гидромотор), последняя пара цифр определяет исполнение вала (со шпоночным пазом или 20, шлицевым концом 01 или 21), буквенные индексы А, Б указывают на материал, из которого изготовлен корпус: А — алюминиевый сплав, Б — чугун. Значок * обозначает выполнение насоса по специальному заказу. Ки нематические схемы аксиально поршневых гидромашин (насосов и гидро моторов) представлены на рис. 3.7 [3].

Кинематической основой аксиально поршневых гидромашин является видоизмененный кривошипно шатунный механизм (см. рис. 3.8а), в кото ром цилиндр 3 при повороте кривошипа 2 вокруг оси 1 совершает вместе со 3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ Рис. 3. Кинематическая схема аксиально поршневого насоса [1] штоком 5 перемещения в вертикальной плоскости (в плоскости чертежа), двигаясь параллельно самому себе и сохраняя осевое положение штока.

Перемещение поршня 4 при повороте кривошипа 2 на угол a = wt будет равно x = R – Rcosa = R(1 – cosa), (3.23) где R — длина кривошипа.

Полное перемещение (ход) h поршня в цилиндре при повороте кривоши па на угол a = 180° составит h = 2R. На это же расстояние переместится ци линдр вместе с поршнем в плоскости чертежа.

Схема принципиально не изменится, если плоскость вращения криво шипа повернуть (наклонить) вокруг вертикальной оси у относительно преж него положения на некоторый угол b, меньший 90° (рис. 3.8б). В этом случае схема превратится в пространственную, а следовательно, цилиндр для со хранения прежней кинематики поршня (для обеспечения осевого положе ния штока) должен перемещаться в пространстве по эллипсу, представляю щему собой след проекции центра шарнира, связывающего кривошип 2 со штоком 5, на плоскость, перпендикулярную оси цилиндра 1.

При этом перемещение поршня определится выражением x = xcosb = R(1 – cosa)cosb, (3.24) где b — угол наклона плоскости вращения кривошипа.

Ввиду того что перемещение цилиндра по подобной траектории практи чески неосуществимо, эту траекторию заменяют окружностью, описанной радиусом R, что вносит в расчет по данной формуле некоторую неточность (нарушается вследствие возникновения колебаний штока 5 синусоидальный закон перемещения поршня) [1].

Взяв вместо одного цилиндра несколько и разместив их равномерно по кругу с расположением осей параллельно оси блока цилиндров 2, а также заменив кривошип диском 5 (рис. 3.9а), ось которого наклонена относитель но оси блока 2 на угол g = 90 – b, получим принципиальную схему много поршневой машины (насоса или мотора) пространственного типа, вытесни тели которой выполняются либо в виде поршней, связанных с наклонным диском при помощью штоков 4 (рис. 3.9а), либо в виде свободно посажен ных плунжеров 2 со сферической головкой, которые прижимаются к наклон ному диску 3 (рис. 3.9б) с помощью пружин 1 или давления подпиточных насосов [1].

68 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Первые машины получили название аксиально поршневых гидромашин с наклонной люлькой или наклонным цилиндровым блоком (рис. 3.9а), вто рые — аксиально поршневых гидромашин с наклонным диском (рис. 3.9б).

К этим основным двум типам можно отнести практически все существую щие конструкции аксиально поршневых гидромашин.

Рис. 3. Конструктивная схема аксиально поршневого насоса Рис. 3. Нерегулируемый аксиально поршневой насос гидромотор типа 210:

1 — вал;

2 — крышка;

3, 4 — подшипники;

5 — корпус;

6 — ша тун;

7 — поршень;

3 — ось блока цилиндров;

9 — блок цилиндров;

10 — распределительная плита;

11 — задняя крышка;

12 — ман жета со стопорным кольцом;

13 — втулка;

14 — упорное кольцо.

3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ Конструктивно в аксиально поршневых машинах с наклонной люль кой оси приводного вала и блока цилиндров расположены под углом g друг к другу, а в машинах с наклонным диском эти оси составляют одну линию.

Конструкция нерегулируемого аксиально поршневого насоса 210 пока зана на рис. 3.10 [8].

Аксиально поршневой насос (гидромотор) (рис. 3.10) состоит из качаю щего узла, который установлен в корпусе 5 под углом к приводному валу.

При вращении вала 1 поршни 7 и связанные с ними шатуны 6 совершают возвратно поступательное движение в цилиндрах блока 9, который враща ется вместе с валом. Блок сферической поверхностью плотно прижат к рас пределителю 10, в котором имеются два полукольцевых паза, соединенных через заднюю крышку 11 с нагнетательным и всасывающим трубопровода ми. При движении поршня в сторону вала привода внутри цилиндра создает ся разрежение, цилиндр через распределитель сообщается со всасывающим каналом и его заполняет рабочая жидкость.

При обратном движении поршень выталкивает рабочую жидкость из цилиндра в нагнетательный сектор распределителя 10, напротив которого устанавливается отверстие цилиндра. За один оборот вала каждый поршень совершит один двойной ход. За первую половину оборота происходит всасы вание, за вторую — нагнетание рабочей жидкости. При работе в режиме гид ромотора рабочая жидкость из нагнетательного трубопровода под давлением поступает через канал в крышке 11 в полукольцевой паз распределителя и давит на поршни, которые через шатуны передают усилие на фланец вала под углом 25°. В месте контакта шатуна с фланцем действующая на шатун сила раскладывается на осевую и тангенциальную составляющие, послед няя создает момент на валу 1, а осевая сила воспринимается подшипниками.

При вращении вала шатуны 6, обкатываясь по конусному отверстию порш ней 7, приводят во вращение блок 9.

В режиме гидромотора отверстия цилиндров блока за первую половину оборота проходят мимо полукольцевого паза, связанного с нагнетательным каналом крышки, а за вторую — со сливным. Давление в системе и момент на валу зависят от величины внешней нагрузки.

Рабочий объем аксиально поршневого насоса гидромотора определяется по формуле 1d2 1d q2 hz 2 Dz tg 3, (3.25) 4 где d — диаметр цилиндра, м;

h — ход поршня, м;

z — число цилиндров;

D — диаметр окружности, по которой расположены оси цилиндров в блоке, м;

g — угол наклона блока цилиндров, град.

Теоретическая подача таких насосов определяется по формуле (3.1). По требная мощность Nн, кВт, подводимая к насосу, рассчитывается по формуле pн Qт Nн 1, (3.26) 2н где pн — рабочее давление на выходе из насоса, МПа;

Qт — теоретическая подача насоса, л/с;

hн — полный КПД насоса.

70 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Рис. 3. Аксиально поршневые гидромашины с наклонным блоком:

а — нерегулируемые типа 310: 1 — вал;

2 — ман жета;

3 — кольцо;

4 — крышка;

5, 6 — подшип ник;

7 — поршень;

8 — штуцер;

9 — блок цилин дров;

10 — распределитель;

11 — кольцо;

12 — крышка;

13 — кольцо;

14 — корпус. Регулируе мые аксиально поршневые насосы типа 207: б — самовсасывающие насосы типа 207.00.11.02 для замкнутых систем без регулятора мощности: 1 — вал;

2 — корпус насоса;

3 — пластина;

4 — верхний фланец;

5, 17 — пружина;

6 — поворотный корпус;

7 — палец;

8 — распределитель;

9 — крышка;

10 — шип;

11 — блок цилиндров;

12 — пор шень;

13 — шатун;

14, 19, 20 — подшипники;

15 — нижний фланец;

16 — подвижная втулка;

18 — винт;

21 — сальниковая крышка;

22 — уплотнительное кольцо;

23 — манжета;

24, 25 — стопорные кольца;

в — регулируемый самовсасывающий насос типа 207.00.18.02 для систем с разомкнутой циркуляцией и регулятором мощности.

Рис. 3. Аксиально поршневой насос с двойным несиловым карданом и с регулятором ограничителем движения Аксиально поршневые машины с наклонным блоком цилиндров пред ставлены на рис. 3.11, 3.12.

В машинах с наклонным блоком (рис. 3.11а) ось вращения блока цилин дров 9 наклонена относительно оси вращения вала. В ведущий диск 2 вала 3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ заделаны сферические головки шату нов, закрепленных также при помощи сферических шарниров в поршнях.

При вращении блока и вала вокруг своих осей поршни совершают относи тельно цилиндров возвратно поступа тельное движение. Синхронизация вра щения вала и блока в машине осуществ ляется шатунами, которые, поочередно проходя через положение максимально Рис. 3. Поршень аксиально поршневой го отклонения от оси поршня (рис. 3.13), машины с шатуном прилегают к его юбке 1 и, давя на нее, сообщают вращение блоку цилиндров. Для этого юбки поршней выполнены длинными, а шатуны снабжены точными конусными шейками 2.

На рис. 3.11б показан регулируемый самовсасывающий насос 207.00.11. для работы в гидроприводе с замкнутой системой циркуляции. В корпусе смонтирован приводной вал 1, имеющий на конце фланец со сферическими полостями для опоры головки шатуна 13. Головки с шаровыми опорами ша тунов крепятся к фланцу вала с помощью болтов и пластины 3. Вал вращает ся в шариковых подшипниках 20, 19, последние два являются радиально упорными и воспринимают осевую нагрузку. В передней части насоса уста новлена крышка 21 с резиновой манжетой 23 и уплотнительным кольцом 22.

На валу и в корпусе подшипники крепятся стопорными кольцами 24, 25.

В центральную сферическую полость во фланце вала упирается централь ный шип 10 блока цилиндров 11. Качающий узел насоса представлен бло ком цилиндров 11, поршня 12, которые установлены на центральном шипе 10.

Своей сферической поверхностью блок с помощью пружины 5 плотно под жимается к сферической поверхности распределителя 8, а последний плот но поджат к крышке 9. Блок цилиндров вместе с поворотным корпусом может поворачиваться на шариковых опорах 14 на угол до 25° вокруг верти кальной оси в обе стороны. Палец 7 предназначен для передачи на поворот ный корпус усилия от регулятора мощности. При изменении угла поворота меняется ход поршней и соответственно подача насоса [8].

В гидромашине, показанной на рис. 3.12, для вращения блока 12 служит вспомогательный валик 13 с двумя шарнирами кардана, поэтому поршни короткие, а шатуны имеют простую форму. Обе системы вращения блока являются несиловыми, так как не передают основного момента от сил давле ния рабочей жидкости на поршни. С их помощью преодолеваются только моменты трения, приложенные к блоку, и момент, преодолевающий его инер цию при изменении частоты вращения машины [1].

В гидромашинах с наклонным диском (рис. 3.14) блок цилиндров 1 с порш нями 9 вращается вместе с валом 4. Поршни опираются на наклонный диск и благодаря этому совершают возвратно поступательное движение.

Аксиально поршневые гидромоторы наиболее часто используются в строительных, дорожных и лесных машинах. По своей конструкции они аналогичны соответствующим представленным моделям насосов.

72 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Аксиально поршневые нерегулируемые гидромоторы серии 31.112 и 310.56 выпускаются нескольких модификаций. Общий вид гидромотора типа 310 показан на рис. 3.11а. Внутри цельного корпуса 14 в подшипниках 5, 6, закрепленных на валу 1 стопорным кольцом 16, вращается вал 1. Для предот вращения утечек масла из корпуса по валу установлена манжета 2. В расточке задней части корпуса вставлен распределитель 10, удерживаемый крышкой 12.

Величина момента на валу гидромотора зависит от внешней нагрузки и подсчитывается по формуле pSRz sin Mд 2, (3.27) где р — давление в цилиндре гидромотора, МПа;

R — радиус окружности заделки опор шатунов поршней, м;

z — число цилиндров в блоке;

S — пло щадь поршня, м2;

g — угол наклона блока.

Регулируемые аксиально поршневые гидромоторы типа 312.209 показа ны на рис. 3.15. В конструкции этих гидромашин использован ряд основных деталей от гидромоторов нерегулируемых серий 310;

они имеют блок цилин дров с семью поршнями. Рабочий объем регулируется смешением распреде лительной шайбы при углах наклона блока 7...25°.

Аксиально поршневые гидромоторы типа Г15 2...Р изготавливаются пяти типоразмеров: Г5 21Р, Г15 22Р, Г15 23Р, Г15 24Р и Г15 25Р. Они имеют бесступенчатое регулирование скорости и реверсирование при работе на маслах (рабочих жидкостях) с кинематическим коэффициентом вязкости (1,0...22,0)10-5 м2/с и при температуре окружающей среды 0...45°С. Уста новленные в систему фильтры должны обеспечивать тонкость фильтрации до 25 мкм. Для работы рекомендуется применять следующие марки масел:

ВНИИ НП 403 (ГОСТ 16728 78), ИГП 18, ИГП 30 (ТУ 38 101 413 78).

Гидромоторы типа Г5 2...Р применяют в стационарном оборудовании.

Конструкция таких гидромоторов представлена на рис. 3.16. Они состоят из корпуса 1, 4, опорного диска 5, ротора 3, поршней 6, толкателей 7, радиально упорного подшипника 8, вала 9, барабана 2.

Рис. 3. Аксиально поршневой регулируемый насос с наклонным диском 3. ОБОРУДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ Рис. 3. Регулируемый реверсивный аксиально поршневой гидромотор привода лебедки автокрана КС 3537:

1 — вал;

2 — крышка;

3 — стопорное кольцо;

4 — манжета;

5 — корпус;

6, 12, 14 — уплотни тельное кольцо;

7, 8 — подшипники;

9, 17 — поршни;

10 — блок цилиндров;

11 — винт регули ровочный;

13 — клапан;

15 — золотник управления;

16 — блок регулятора;

18 — палец;

19 — заглушка упора;

20 — распределитель;

21 — пробка сливная;

22 — ось;

23 — дренажное отвер стие;

24 — кольцо.

Рис. 3. Гидромотор реверсивный, аксиально поршневой, регулируемый, типа Г5 2...Р 74 ГИДРО И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Рис. 3. Аксиально поршневой гидромотор МП 112:

1 — вал;

2 — корпус;

3, 12 — подшипники;

4 — наклонная шайба;

5 — башмаки;

6 — блок цилин дров;

7 — плунжер;

8 — гильза;

9 — штифт;

10 — торцевой распределитель;

11 — фланец;

13 — пружина.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 16 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.