ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Общие сведения об элементах объемного гидропривода

Изучение конструкции элементов объемного гидропривода СДМ.

Цель работы: изучить конструкцию, принцип действия, достоинства и недостатки гидропривода погрузчика.

Описание работы гидропривода

Гидравлический привод строительных и дорожных машин (СДМ) предназначен для преобразования потенциальной энергии жидкости в механическую работу для приведения в поступательное или вращательное движение исполнительных механизмов рабочего оборудования и рулевых механизмов. Гидропривод широко используется на экскаваторах, автогрейдерах, бульдозерах, кранах, погрузчиках и других машинах.

Основными достоинствами гидропривода, применяемого в СДМ, являются:

1. Меньшие масса и габариты гидропривода по сравнению с массой и габаритами электрического и механического приводов при одинаковой передаваемой мощности.

2. Удобство компоновки рабочего оборудования по сравнению с механическим и электрическим приводами.

3. Легкость управления, которая характеризуется небольшой затратой энергии машинистом и возможность осуществления автоматизации технологических процессов.

4. Надежное предохранение от перегрузок приводного двигателя, металлоконструкции и рабочих органов благодаря установке предохранительных и переливных клапанов.

5. Применение минеральных масел в качестве рабочих жидкостей, что обеспечивает смазку самих элементов гидропривода и снижает износ узлов.

К недостаткам гидропривода можно отнести наличие внутренних и внешних утечек из-за недостаточной герметичности, ухудшение характеристик привода вследствие увеличения вязкости жидкости при низких температурах, чувствительность к загрязнению жидкости, что ведет к заклиниванию насосов, распределителей, клапанов и преждевременному их износу. Кроме того, для управления СДМ с гидроприводом привлекаются машинисты высокой квалификации.

Условные обозначения элементов гидропривода показаны в приложении 1.

Гидравлическая система

Гидросистема трактора служит для управления навесным устройством.

Гидросистема состоит из насоса с приводом его включения, распределителя с предохранительным клапаном, бака и трубопроводов.

Насос НШ 10В-ЗП шестеренчатый односекционный крепится в передней части трансмиссионного блока на 4х шпильках кранштейна раздаточного редуктора.

Привод включения насоса состоит из зубчатой соединительной муфты, рычага и стопорной планки.

Муфта состоит из двух неподвижных частей с наружными зубьями, подвижной части с внутренними зубьями, опорной чашки и пружины.

Неподвижные части муфты закреплены: одна – на хвостовике валика насоса, другая – на хвостовике первичного вала КП и П.

Рычаг включения состоит из рукоятки 7, вилки 6 с приваренной к ней втулкой 3, пружины и фиксатора 5.

Включение муфты происходит при нажатии на рукоятку 7 вниз и переводе ее на себя. При отпускании рукоятки рычаг стопорится с помощью пружины и фиксатора5.

Распределитель размещён на поперечной балке справа от сиденья и состоит из корпуса 3, золотника 2, стакана, пружины 5, угольников 14 отвода масла, крышек 4,12, привода золотника и уплотнений.

На одном конце золотника 2 установлена пружины 5, служащая для возврата золотника в нейтральное положение. В гнезде другого конца золотника 2 установлена головка рычага 11 привода.

Привод золотника распределителя состоит из рычага 11, вала 16, рычага 13 с вилкой 15 и пружинного фиксатора, который предназначен для фиксации рычага 13, в плавающем положении. Рычаг 13 имеет 4 положения: подъём, нейтраль, опускание и плавающее.

В корпусе распределителя ввернут предохранительный клапан, который состоит из штуцера 7, конуса 6, седла 10 конуса, седла 9 пружины, пружины, регулировочного болта 8, крышки и уплотнений.

Клапан отрегулирован на давление 77,2МПа (70-72 кг с/см²) .

Масляный бак установлен с правой стороны трансмиссионного блока под кулисой переключения передач. В баке имеется заправочная горловина и заборный фильтр.

Общие сведения об элементах объемного гидропривода

1. Насосы применяемые в гидроприводе СДМ, подразделяются на шестеренные, лопастные и поршневые и предназначены для преобразования механической работы приводного двигателя в потенциальную энергию жидкости.

Шестеренные насосы в силу простоты конструкции и надежности в работе получили наибольшее распространение в СДМ. Насос типа НШ (рис. 12) состоит из корпуса 1, крышки 2, ведущей 3 и ведомой 4 шестерен, размещенных в опорных втулках 5, которые с торцов шестерен герметизируют камеры всасывания А и нагнетания Б.

При вращении шестерен жидкость, заключенная во впадинах между зубьями, переносится по стенкам корпуса из камеры всасывания А в камеру нагнетания Б и вытесняется зубьями шестерен.

Основным параметром насоса является удельная производительность за один оборот ведущей шестерни q (см³/об.)

Производительность насоса определяется по формуле, л/мин

Q=q∙n∙ŋ∙10^-3

где n – частота вращения вала насоса (об/мин) ; ŋ – объемный КПД насоса, равный 0,9…0,94.

В гидроприводе СДМ применяются насосы НШ – 10,32,46,50, 67,100,250,400,650, где цифрами обозначены величины q(см³/об.)

Корпуса насосов изготавливаются из дюралюминиевых сплавов АЛ9…АЛ25, а шестерни – из сталей 20Х, 40Х, 18ХНЗА.

2. Гидроцилиндром называют объемный гидродвигатель с ограниченным возвратно-поступательным движением выходного звена.

Гидроцилиндр (рис.1) состоит из гильзы 1, поршня 2, установленного на штоке 3, и зафиксированного гайкой 4.

Для герметизации подвижных сопряжений в цилиндре установлены уплотнения 5 на поршне 2 и 7 в крышке 6. К гильзе 1 приварена крышка 8 для подвода жидкости в поршневую полость А и штуцер 9 для подвода жидкости в штоковую полость Б.

Гидроцилиндр закрепляется на базовом тракторе, а шток 3 своей проушиной 11 соединен с рабочим оборудованием.

Рис. 1. Гидроцилиндр СДМ

Принцип работы гидроцилиндра следующий, При соединении поршневой полости А м напорной линией насоса поршень 2 со штоком 3 под действием давления жидкости будет выдвигаться из цилиндра. При подводе жидкости под давлением в полость Б поршень 2 со штоком 3 переместятся внутрь цилиндра.

Усилия выталкивания штока гидроцилиндра, Н

R₁=p∙F₁ ∙ŋ_М=p D²∙ ŋ_М

втягивание штока

R₂=p∙F₂ ∙ŋ_М=p (D² –d² )∙ ŋ_М ,

где p – давление в гидросистеме Н/м²; d, D – диаметры штока и цилиндра; ŋ_М – механический КПД гидроцилиндра, ŋ_М=0,9…0,92; F₁, F₂ – площади поршня, подверженные давлению жидкости со стороны поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра, м.

Скорость выталкивания штока, м/с

V₁=(Q/F₁) ∙10^-3/60.

Скорость втягивания штока, м/с

V₂=(Q/F₂) ∙10^-3/60.

3. Гидрораспределитель предназначен для распределения потоков жидкости к рабочим полостям исполнительных гидродвигателей (гидроцилиндров, гидромоторов) и отвода этой жидкости на лив в бак. В гидроприводах СДМ наибольшее распространение получили золотниковые распределители. Золотники представляют собой обработанные с высокой точностью цилиндрические стержни с системой точно размещенных относительно друг друга кольцевых выточек.

На рис. 4 представлена конструктивная схема распределителя Р75-В3, устанавливаемого на ковшовых погрузчиках, бульдозерах ДЗ-42, автогрейдерах ДЗ-98, скреперах и других СДМ.

В Герметичном чугунном корпусе 1 размещены предохранительный 2 и переливной 3 клапаны. В корпусе распределителя выполнены два отверстия А и Б к каждому золотнику 4, соединенные с помощью трубопроводах с полостями гидроцилиндров А и Б. Распределитель Р75-В3 выполнен с тремя золотниками, обеспечивающими поперечное управление тремя различными гидродвигателями (гидроцилиндрами или гидромоторами). Золотник 4 может устанавливаться в любом из четырех положений «нейтральное», «Подъем рабочего оборудования», «опускание», «плавающее».

Рассмотрим работу распределителя при различных положениях золотника.

В положении «нейтральное» золотник 4 удерживается пружиной 5 на определенной высоте. При этом его пояски перекрывают сообщение каналов А и Б напорной магистралью насоса 6. В результате поршень четко фиксируется в определенном положении вследствие несжимаемости рабочей жидкости (минерального масла ВМГЗ или МГ-30). Одновременно верхние кольцевые канавки золотника 4 соединяют канал 7 с каналом управления «Х», соединенным, в свою очередь, со сливной магистралью «Т» В этот период жидкость из насоса через отверстие 8 в переливном клапане 3 проходит в канал 7, затем в канал управления «Х» и сливную магистраль «Т». Так как давление в напорной магистрали выше, чем в сливной магистрали, пружина 9 сжимается и переливной клапан 3 поднимается вверх, обеспечивая перепуск жидкости от насоса 6 мимо седла 10 в сливную магистраль «Т» при давлении в напорной и сливной магистралях 0,3…0,5 МПа.

РИС. 4.Распределитель Р75-В3

При перемещении золотника 4 вверх (положение «подъем рабочего оборудования») каналы 7 и «Х» перекрываются, давление за переливным клапаном 3 и перед ним уравнивается и под действием пружины 9 переливной клапан 3 опускается на седло 10, перекрывая движение жидкости на слив. В этот период, жидкость поступает в канал Б и нижнюю полость гидроцилиндра. Шток гидроцилиндра поднимается вверх. Из верхней полости гидроцилиндра жидкость вытесняется поршнем в канал А, канавку С и сливную магистраль «Т».

В положении «опускание» золотник 4 перемещается вниз, жидкость поступает в канал А и верхнюю поршневую полость гидроцилиндра. Из нижней штоковой полости гидроцилиндра жидкость вытесняется в канал Б и затем в сливную магистраль «Т».

При выполнении грубых планировочных работ используется «плавающее положение». Для этого золотник 4 максимально поднят вверх. Полости гидроцилиндра через каналы А и Б соединены сливом «Т» и нет жесткой фиксации рабочего оборудования в определенном положении. Если рабочее оборудование опускается, то жидкость по каналу Б переливается в сливную магистраль «Т».

4. Рукава высокого давления (РВД) предназначены для подвода рабочей жидкости к подвижным гидроцилиндрам и состоят из двух присоединительных (по концам рукава) устройств с гайками, при затяжке которых обеспечивается герметичность соединения, и резино-металлического рукава. Число металлических оплеток зависит от давления в гидросистеме. Металлическая оплетка заключена во внутренние слои резины и является основным несущим элементом РВД. Одна металлическая оплетка применяется под давлением 10МПа, две – до 16…25 МПа, три – до 35 МПа. При правильной эксплуатации срок службы РВД не менее двух лет.

Правила чтения гидросхем

На гидросхемах агрегаты гидросистем СДМ показывают условными графическими обозначениями, которые не отражают их конструкции, а дают представление о принципе действия и взаимодействии друг с другом.

В условном обозначении распределителя (рис. 5) указывают позиции запорного элемента (золотника), внешние линии связи подводимые к распределителю: Р – напорная магистраль; Т – сливная магистраль; А,Б – выходные гидролинии, соединяемые с гидродвигателем, а так же линия управления Х с переливным клапаном КПЛ1 и предохранительным КПР1 клапанами.

Число позиций распределителя Р1 изображают соответствующим числом прямоугольников (квадратов). Проходные каналы в распределителе Р1 изображают прямыми линиями со стрелками, показывающими направление потоков рабочей жидкости в каждой позиции, а места соединений проходов выделяют точками. Закрытый проход изображают тупиковой линией с поперечной чертой.

Что бы представить принцип работы распределителя в рабочей позиции, необходимо мысленно в условном обозначении на нейтральное положение передвинуть соответствующий прямоугольник обозначения, оставляя внешние связи в прежнем положении. Тогда направление потока жидкости укажут проходы рабочей позиции.

Клапаны обозначены квадратами со стрелками и линией управления, которая подходит к стороне квадрата со стрелкой. При увеличении давления в гидросистеме мысленно перемещают стрелку до соединения с подводящими линиями, при этом жидкость поступает на слив.

На рис. 5 представлена гидравлическая схема СДМ.

Рис.5. Гидравлическая схема СДМ

Жидкость из бака Б1 насосом Н1 подается к переливному клапану КПЛ1, предохранительному клапану КПР1 через дроссель ДР1 и одновременно к распределитель Р1.

Нейтральное положение. Проходы распределителя закрыты и жидкость через дроссель ДР1 поступает в линию управления Х по стрелке в нейтральной позиции распределителя и в сливную магистраль Т. Давление перед дросселем ДР1 становится больше и стрелка переливного клапана КПЛ1 мысленно передвигается к середине квадрата, соединяя таким образом напорную магистраль насоса Н1 со сливом Т, из него в фильтровальный блок Ф1, предназначенный для очистки жидкости от загрязнений и далее в бак Б1.

Опускание рабочего оборудования. Мысленно на нейтральную позицию золотника перенесем верхний прямоугольник. При этом линия управления Х становится закрытой, давление в ней становится равным давлению напорной магистрали насоса Н1. Стрелку в переливном клапане КПЛ1 под воздействием пружины переместим от середины квадрата клапана. Таким образом перекрывается движение жидкости на слив Т , и по стрелке в позиции распределителя жидкость направляется в поршневую полость А гидроцилиндра ГЦ1. Поршень движется вниз. Из штоковой полости Б по стрелке жидкость направляется в сливную магистраль Е, фильтр Ф1 и бак Б1. Положения «подъем рабочего оборудования» и «плавающее» обеспечиваются переносом соответствующих прямоугольников схемы на нейтральную позицию золотника.

Порядок выполнения работы

1. Изучить конструкцию элементов гидропривода.

2. Составить гидравлическую схему.

3. По скорости движения поршня гидроцилиндра определить параметры насоса гидросистемы.

4. Определить максимальные усилия, развиваемые гидроцилиндром.

Состав отчета

1. Цель работы.

2. Назначение и область применения гидропривода СДМ.

3. Гидравлическая схема

4. Достоинства и недостатки гидропривода.

Контрольные вопросы

1. Классификация насосов, применяемых в СДМ.

2. Удельная производительность насосов.

3. Назначение шестеренного насоса.

4. Назначение гидрораспределителя.

5. Основные позиции гидрораспределителя.

6. Назначение бронзовых втулок насоса.

7. Принцип действия насосов.

8. Производительность насосов.

9. Назначение переливного клапана.

10. Назначение предохранительного клапана.

11. Усилия, развиваемые гидроцилиндром.

12. Скорость перемещения штока гидроцилиндра

13. Влияние числа металлических оплеток рукава на величину выдерживаемого давления.

14. Срок службы рукава высокого давления при правильной эксплуатации.

15. Устройство гидроцилиндра СДМ

16. Назначение уплотнений в гидроцилиндре

17. На каких работах используют «плавающее» положение гидрораспределителя

18. Назначение канала управления «Х» в гидрораспределителе.

19. Как условно изображается и обозначается на гидравлических схемах гидроагрегаты СДМ: насосы, гидрорасппределители, клапаны, фильтры, баки, гидроцилиндры, рукава высокого давления?

20. Назовите применяемые рабочие жидкости.

21. Назначение фильтровального блока.