Масло обычно подаётся в насос под действие силы тяжести, А Не всасывается насосом.

ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ

ЧАСТЬ 2

Повторение основ гидравлики

Повторите то, что вы изучили в Части 1.

Данный текст даёт более глубокую

информацию по гидравлике.

 

Масло обычно подаётся в насос под действие силы тяжести, а не всасывается насосом.

Насос создаёт поток, а не давление.

  Бак                                    Система

 

 

Возрастающий поток увеличивает скорость.

Давление создаётся нагрузкой

Масло всегда ищет путь наименьшего сопротивления.

Часть 1

Немного больше о гидравлике

Потери энергии (давления)

Другой важным моментом для понимания основ гидравлики является потеря энергии (давления) в гидравлической системе.

Например, некоторое сопротивление потоку вызывает снижение давления потока, результатом чего является потеря энергии.

Сейчас изучим некоторые детали.

Вязкость масла.

Масло обладает вязкостью. Вязкость масла самостоятельно создаёт сопротивление потоку.

 

 

Сопротивление потоку за счёт трения.

Во время прохождения масла по трубам происходит снижение давления за счёт трения.

Такое снижение давления возрастает в следующих случаях:

1) При использовании длинной трубы

2) Использование трубы малого диаметра

3) При резком возрастании потока

4) При большой вязкости

 

 

Снижение давления по другим причинам

Кроме снижения давления за счёт трения, потери могут происходить за счёт изменения направления потока и изменения каналов протекания масла.

Протекание масла через дроссель

Как мы сказали раньше, снижение давления происходит при ограничении потока масла.

Дроссель является видом ограничения, часто устанавлиаемый в гидравлическую систему для создания разницы давления в системе.

Однако, если мы останавливаем поток за дросселем, действует закон Паскаля и давление выравнивается на обоих сторонах.

 

 

Потеря энергии

Как вы хорошо знаете, имеется множество труб, фитингов (соединений) и клапанов, входящих в гидравлическую систему.

Определённое количество энергии (давления) используется только для перемещения масла из одного места в другое, до выполнения работы.

Потерянная энергия преобразуется в тепло

Потеря энергии за счёт снижения давления преобразуется в тепло. Повышение потока масла, повышение вязкости масла, повышение длинны трубы или шланга, а так же подобные изменения, вызывают повышение сопротивления и вызывает перегрев.

Во избежание данной проблемы, применяйте запасные части, идентичные оригинальным.

 

Секция 2

Эффективность работы насоса

Как мы сказали раньше в предшествующем тексте, гидравлический насос преобразует механическую энергию в гидравлическую энергию. Эффективность работы насоса проверяется его производительностью и является одним из пунктов при проверке работоспособности. Эффективность насоса означает то, как хорошо насос справляется со своей работой.

Эффективность подачи

Эффективность подачи – это отношение фактической подачи насоса к теоретической подаче насоса. В действительности, фактическая подача насоса меньше чем теоретическая подача насоса.

Это обычно выражено в процентах.

Разница обычно выражена внутренней течью в насосе за счёт отверстий в рабочих деталях насоса.

Некоторые отверстия сделаны во всех деталях для смазки.

Внутренняя течь случается при износе деталей насоса, произведённых с малым допуском.

Мы рассматриваем повышенную внутреннюю течь как потерю эффективности.

 

 

Полная эффективность

Полная эффективность – это отношение выходящей гидравлической мощности к входящей механической мощности насоса.

Это величина обеих: эффективности подачи и эффективности крутящего момента. Другими словами, полная эффективность может быть выражена как выходящая мощность разделённая на входящую мощность. Выходящая мощность меньше входящей мощности из за потерь в насосе за счёт трения и внутренней течи.

В общем, эффективность шестерёнчатых и поршневых насосов составляет 75 – 95 %.

Поршневой насос обычно оценивается выше, чем шестерёнчатый насос.

Секция 3

Неисправность насоса

Дренажный канал

Канал, который используется для слива масла в бак, называется дренажным каналом.

Дренажный канал

 

Секция 4

Кавитация насоса

Когда происходит кавитация?

Кавитация случается, когда масло не полностью заполняет предназначенное для заполнения пространство в насосе.

Это способствует появлению воздушных пузырьков, которые вредны для насоса.

Представим, что впускная линия насоса узкая, это вызывает падение входящего давления.

Когда давление низкое, масло не может поступать в насос так же быстро, как и выходить из него.

Результатом является то, что пузырьки воздуха образуются в поступающем масле.

Воздух в масле

Такое снижение давления приводит к появлению некоторого количества растворённого воздуха в масле и воздух заполняет полости.

Воздух в масле в виде пузырьков, так же заполняет полости.

Когда заполненные воздухом полости, которые образованы при низком давлении, поступают в область высокого давления насоса, они разрушаются.

Это создаёт действие, равносильное взрыву, которое разбивает или выносит мелкие частицы насоса и вызывает чрезмерный шум и вибрацию насоса.

Последствия взрыва

Разрушения, происходящее постоянно, вызывают взрыв.

Сила этого взрыва достигает 1000 кг/см² и мелкие металлические частицы выносятся из насоса. Если насос работает при кавитации длительное время, он может быть серьёзно повреждён.

 

 

Секция 5

 Гидравлический мотор

Мотор работает в обратной последовательности, если сравнивать с насосом.

Насос подаёт масло, тогда как мотор работает от этого масла.

Мотор преобразует гидравлическую энергию в механическую энергию для выполнения работы.

                Насос       Мотор

Эффективность работы мотора

Подобно гидравлическому насосу, эффективность мотора определяется его производительностью.

Эффективность потока является одним из показателей при определении производительности мотора.

Внутренняя течь происходит из за отверстий в рабочих деталях мотора. Некоторые отверстия имеются во всех деталях для смазки. Увеличение течи связано с износом деталей с малым допуском.

Мы рассматриваем повышенную внутреннюю течь как потеря эффективности.

 

 

Проверка работы мотора

 

Как мы сказали раньше, канал, через который масло поступает в бак, называется дренажный канал.

Это даёт нам один метод для проверки работы мотора, сравнив фактическое количество слитого из мотора в бак масла с установленной величиной. Чем больше количество слитого масла в бак, тем больше потери энергии и соответственно снижение производительности мотора.

Дренажный канал

 

Секция 6

Гидравлический цилиндр

Течь цилиндра – наружная течь

Во время вытягивания штока цилиндра возможно попадание грязи и другого материала. Затем, когда шток втягивается, происходит попадание грязи в цилиндр и повреждение уплотнений.

На штоке цилиндра имеется защитное уплотнение, которое препятствует попаданию грязи внутрь цилиндра во время втягивания штока. Если течь происходит из штока цилиндра необходимо заменить все уплотнения штока.

Замедление движения

Наличие воздуха в цилиндре является основной причиной замедленного действия, особенно при установке нового цилиндра. Весь попавший в цилиндр воздух должен быть стравлен.

Спускание цилиндра

Если цилиндр спускает при остановке, проверьте на внутреннюю течь. Другими причинами неисправности могут быть неисправный распределительный клапан или поломка предохранительного клапана.

 

 

Секция 7

Клапаны

Предшествующий текст раскрыл основные знания о клапанах и их различия при работе.

Необходимо изучить несколько технических терминов связанных с распределительными клапанами.

 

Регулировка давления

Как мы сказали раньше, давление полного потока немного выше, чем крэкинг давление.

Это потому, что натяжение пружины отрегулировано на открытие клапанов. Это состояние называется как регулировка давления и это один из недостатков простого предохранительного клапана.

Давление полного потока

Крэкинг давление

 

 

Что лучше?

Предохранительный клапан, управляемый пилотной линией лучше для системы с высоким давлением и с большой производительностью.

Потому, что эти клапаны не открываются до достижения давления полного потока, происходит эффективная защита системы – масло сохраняется в системе.

Хотя более медленная работа, чем предохранительный клапан прямого действия, предохранительный клапан, управляемый пилотной линией поддерживает в системе более постоянное давление.

Предохранительный клапан, управляемый пилотной линией

Предохранительный клапан прямого действия

 

 

Секция 8

Редукционный клапан

Что это такое?

Редукционный клапан используется в цепи гидравлического мотора для создания обратного давления для управления во время работы и для остановки мотора, когда цепь в нейтральном состоянии.

Редукционный клапан

Для кранов

Редукционный клапан обычно закрывается вместе с клапаном управления давления с внутренним обратным клапаном.

Когда насос подаёт масло на мотор лебёдки на опускание, мотор работает по инерции под действием силы тяжести груза, другими словами, когда мотор превышает допустимую скорость, редукционный клапан подаёт обратное давление, таким образом, предотвращая свободное падение груза.

Редукционный клапан

Внутренний обратный клапан даёт разрешение на подачу обратного потока для вращения мотора в обратном направлении, для поднятия груза.

 

 

Редукционный клапан

Для экскаваторов.

Редукционный клапан эквскаватора обеспечивает мягкий старт и повышение скорости хода/поворота, а также предотвращает кавитацию мотора.

Давление в напорной линии насоса всегда выше давления линии мотора.

Попытка превышения установленной скорости мотора по инерции вызывает снижение давления в напорной линии и клапан немедленно перекрывает линию мотора до тех пор, пока не восстановится давление напорной линии.

мотор

 

Точки проверки

Во время поиска неисправностей или ремонта, проверьте следующие детали.

 

Часть 2

 

Графические символы

Секция 1

Секция 2

Символы насоса

Основной символ насоса – это круг с чёрным треугольником, направленным от центра наружу

Напорная линия выходит из вершины треугольника, линия всасывания расположена напротив.

Таким образом, треугольник показывает направление потока.

 

Этот символ показывает насос постоянной производительности.

Насос переменной производительности обозначается на рисунке со стрелкой, проходящей через круг под углом 15°

 

 

Секция 3

Символы привода

Символ мотора

Символом мотора является круг с чёрными треугольниками, но вершина треугольника направлена к центру круга, чтобы показать, что мотор получает энергию давления.

Два треугольника используются для обозначения мотора с изменяемым потоком.

Мотор переменной производительности с изменением направления потока обозначается со стрелкой, проходящей через круг под углом 45°

 

 

Символы цилиндра

Символ цилиндра представляет прямоугольник, обозначающий корпус цилиндра (цилиндр) с линейным обозначением поршня и штока.

Символ обозначает положение штока цилиндра в определённом положении.

 

    Цилиндр

                                      Шток и поршень

 

 

 

Цилиндр двойного действия

Этот символ имеет закрытый цилиндр и имеет две подходящие линии, обозначенные на рисунке линиями.

             Отверстия

Цилиндр двойного действия

Направление потока

Направление потока к и от привода (мотор с изменением направления потока или цилиндр двойного действия) изображается в зависимости от того, к какой линии подходит привод.

Для обозначения потока используется стрелка.

 

 

Секция 4

Символы клапана – 1

Распределительный клапан

Основной символ распределительного клапана – это квадрат с выходными отверстиями и стрелкой внутри для обозначения направления потока.

Обычно, распределительный клапан управляется за счёт баланса давления и пружины, поэтому на схеме мы указываем пружину с одной стороны и пилотную линию с другой стороны.

 

Обычно закрытый клапан

Обычно закрытый клапан, такой как предохранительный, обозначен стрелкой противовеса от отверстий напрямую к линии пилотного давления.

Это показывает, что пружина удерживает клапан в закрытом состоянии до того, как давление не преодолеет сопротивление пружины.

Мы мысленно проводим стрелку, соединяя поток от впускного к выпускному отверстию, когда давление возрастает до величины преодоления натяжения пружины.

 

Пилотное     Впускное

Пружина

давление      отверстие

               Выпускное

                отверстие

 

Обычно закрыт

 

 

 

Предохранительный клапан

На рисунке представлен предохранительный клапан с символом обычно закрытый, соединённый между напорной линией и баком.

Когда давление в системе превышает натяжение пружины, масло уходит в бак.

 

        Напорная линия

Предохранительный клапан

Примечание:

Символ не указывает или это простой или это сложный предохранительный клапан.

Это важно для указания их функций в цепи.

 

Рабочий процесс:

(а) Клапан всегда остаётся закрыт.

(b) Когда давление появляется в главном контуре, тоже самое давление действует на клапан через пилотную линию и когда это давление преодолевает сопротивление пружины, клапан открывается и масло уходит в бак, тем самым снижая давление в главном контуре.

Обычно открытый клапан

Когда стрелка соединяет впускной и выпускной порты, значит клапан обычно открыт.

Клапан закрывается, когда давление преодолевает сопротивление пружины.

Обычно открыт

 

 

Клапан уменьшения давления обычно открыт и обозначается, как показано на рисунке ниже.

Выпускное давление показано напротив пружины, чтобы устанавливать или прерывать поток, когда будет достигнута величина для сжатия пружины.

 

Рабочий процесс

(а) Масло течёт от насоса в главный контур и А

(b) Когда выпускное давление клапана становится выше установленного давления, поток масла от насоса остановлен и давление в контуре А сохраняется. На него не действует давление главного контура.

(с) Когда давления в контуре А падает, клапан возвращается в состояние (а). Поэтому, давление в контуре А сохраняется, потому что сохраняются условия (а) и (b)

Главный контур

Символы клапана – 2

Обратный клапан

Обратный клапан открывается, чтобы дать двигаться маслу в одном направлении и закрывается, чтобы препятствовать движению масла в обратном направлении.

 

Золотниковый клапан

Символ распределительного золотникового клапана использует сложную закрытую систему, которая имеет отдельный прямоугольник для каждой позиции.

Символы управления рычагов

Символы управления рычагов отображают рычаг, педаль, механические органы управления или пилотной линии, расположены на краю отделения.

Педаль

Рычаг

Ручной

 

Пилотное давление

Соленоид

 

Секция 6

Символы клапана – 3

РЕДУКЦИОННЫЙ КЛАПАН

Символ редукционного клапана показан на рисунке и включает обычно закрытый клапан с встроенным обратным клапаном.

Рабочий процесс:

Редукционный клапан установлен на моторе лебёдки гидравлического крана.

(а) При опускании груза создаётся обратное давление т.к. имеется обратный клапан.

(b) Давление в напорной линии возрастает, пилотная линия открывает клапан, чтобы направить поток масла от мотора через клапан в сливную линию.

Таким образом происходит защита от свободного падения груза.

СИМВОЛЫ ДРОССЕЛЯ

Основной символ дросселя означает ограничение.

Настраиваемый

Не настраиваемый

КЛАПАН МЕДЛЕННОГО ВОЗВРАТА

Настраиваемый дроссель с встроенным обратным клапаном.

Обратный клапан

Регулируемый дроссель

Рабочий процесс:

Поток нормальный

Поток ограничен

 

 

Секция 7

Символы линий (потоков)

Секция 8

Разное

Бак

Прямоугольник с длинной стороной по горизонтали – это символ бака.

Символ с открытым верхом обозначает вентилируемы бак.

Символ с закрытым верхом обозначает герметичный бак.

 

Аккумулятор

Аккумулятор имеет овальную форму и может иметь дополнительные детали для показа давления пружины или величины заряда газа.

 

Пружинного типа         Газового типа

 

 

Охладитель масла

Охладитель масла изображён как квадрат, повёрнутый на 45° и имеет соединения по углам.

 

Фильтр/Стрэйнер

Пунктирная линия внутри повёрнутого квадрата.

Охладитель

Сплошная линия со стрелками на концах.

 

Два положения – два соединения

Предохранительный клапан

Мотор постоянной производительности, с изменением направления

Направление потока

Места соединения

Линии и их функции

Мотор переменной производительности, с изменением направления

Три положения – четыре соединения

Два положения – четыре соединения

Два положения – три соединения

Один, переменной производительности

Один, постоянной производительности

Распределительный клапан потока (клапан медленного возврата)

Дроссель регулируем.

Редукционный клапан

Дроссель фиксирован.

Заглушка

Линия в бак Выше уровня топлива   Ниже уровня топлива

Клапан ручного упровления вкл.-выкл.

Обратный клапан

Цилиндр двойного действия

Точки соединения

Цилиндр однократного действия

Сливная линия

Пилотная линия

Рабочая линия

Приводы

Насосы

Клапаны

Приводы

Разное

Пилотное давление   Прямое управление     Не прямое управление

Фильтр, стрэйнер

Охладитель

Соленоид, с одинарной обмоткой

Фиксатор

Газовый аккумулятор

Пружинный аккумулятор

Механический

Педаль

Пружина

Ручное управление

Рычаг управления

Электрический мотор

Манометр

Бак     Вентилируемый   Герметичный

Корпус детали

Часть 3

Секция 1

Гидравлическое масло

Другие важные свойства

Гидравлическое масло также должно сохранять вязкость при различном температурном режиме.

 

Вязкость

Вязкость – это степень текучести (сопротивление частиц потоку)

Всё масло из нефти имеет свойство разжижаться при высокой температуре и густеть при низкой температуре.

Если вязкость слишком низкая (масло слишком жидкое) возможна течь сквозь уплотнения и места соединения.

Если вязкость слишком высокая (масло слишком густое) возникает замедление работы и необходимо приложить повышенное усилие для продвижения масла по системе.

 

Секция 2

Загрязнение

Воздух

Воздух является первым источником загрязнения.

Загрязнение может содержать влажность и частицы из атмосферы, так же как грязь полей и дорог.

Это загрязнение может попасть в гидравлическую систему, когда система открыта для ремонта или технического обслуживания.

В это время, при использовании грязного контейнера или заливочной воронки, а так же грязной одежды может произойти загрязнение масла.

 

Загрязнение от масла

Масло является другим источником загрязнения. Когда масло попадает в систему, осадок и кислота образуются как химическая реакция соединения с водой, воздухом, теплом и давлением. Осадок сам по себе не сильный абразив, но источник вязкой субстанции, которая покрывает подвижные части, забивает небольшие отверстия и захватывает абразивные частички, которые попадают в масло.

Осадок

 

Последствия загрязнения

Загрязнение имеет серьёзные последствия на эффективность работы гидравлической системы.

 

Воздух

Каждому хорошо известен эффект воздействия воздуха на железо, особенно при соприкосновении с водой.

Образование ржавчины происходит при наличии кислорода в воздухе. Это называется окислением.

Подобно железу, масло имеет контакт с воздухом. Окисление образует органическую кислоту и осадок, которые вредны для металлических деталей.

В дополнение, теплота также является важным фактором при окислении.

Ржавчина

Железо

 

Вода

Смесь масла и воды называется эмульсификацией (образование эмульсии).

Невозможно полное отсутствие воды в гидравлической системе.

Вода в виде испарения попадает в бак, где конденсируется в капли.

Значительное количество воды в масле губительно.

Эмульсия способствует появлению ржавчины, повышая окисление, которое создаёт кислоту и осадок и уменьшает способность масла смазывать подвижные части.

                                            Эмульсия

 

 

Частицы

Металлические и не металлические частицы собираются в масле, вызывая повреждение, которое визуально заметно.

Большие частицы попадают на края движущихся частиц и ускоряют образование осадка или увеличивают износ острых краёв в клапанах.

Меньшие частицы застревают между закрытых частей, вызывая их заедание.

Секция 3

Полнопоточный фильтр

Система полнопоточных фильтров снабжает систему маслом при каждом цикле.

Байпасный фильтр

Система байпасного фильтра имеет свой собственный фильтр, подсоединённый к тройнику линии таким образом, что только малая часть масла во время цикла проходит через этот фильтр.

 

 

Степень фильтрации

Степень фильтрации также важна для гидравлической системы.

Степень фильтрации говорит, насколько малые частицы может улавливать фильтр.

Общепринятая мера измерения, используемая для определения степени фильтрации – это микрон.

Для визуального представления, насколько это мало, представьте гранулу соли, которая по размеру будет 70 микрон.

Меньшие частицы, которые можно увидеть невооружённым глазом 40 микрон, поэтому большое количество загрязнения, отфильтрованное гидравлической системой невидимо.

Полнопоточный фильтр Hitachi отфильтровывает частицы 10 микрон в диаметре, байпасный фильтр Hitachi отфильтровывает частицы 5 микрон.

 

Расположение

Фильтры в основных гидравлических линиях расположены в сливной линии в бак.

Там происходит улавливание продуктов износа и других загрязнений, перед тем, как масло вернётся в бак.

Такое расположение разрешено, используя фильтр низкого давления.

Стрэйнер (сетчатый фильтр) может использоваться во всасывающей линии.

Мелкий фильтр не может быть использован, так как может вызвать голодание насоса.

 

 

Секция 4

Слив и доливка

Периодически сливайте воду и отстой из бака а также сливайте воду из всей гидравлической системы. Это единственный способ по окончательной очистке масла от загрязнения, окисленного масла и других вредных субстанций из гидравлической системы. Затем необходимо долить необходимое оригинальное масло, рекомендованное Hitachi.

 

Промывка

Рекомендовано производить промывку масла в баке, в случае, если масло загрязнено сильно, частично -  в случае поломки насоса.

Пропустите масло через очистное устройство, до взятия проб масла.

 

ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ

ЧАСТЬ 2

Повторение основ гидравлики

Повторите то, что вы изучили в Части 1.

Данный текст даёт более глубокую

информацию по гидравлике.

 

Масло обычно подаётся в насос под действие силы тяжести, а не всасывается насосом.