Общие сведения о гидроприводе.

Гидропривод предназначен для передачи энергии от двигателя к рабочим органам погрузчика, путем преобразования механической энергии в гидравлическую, передачи энергии в нужную точку машины, и обратного преобразования гидравлической энергии в механическую. В технике используются два вида гидроприводов: гидродинамический и гидрообъёмный привод.

В гидродинамическом приводе энергия передается при помощи кинетической энергии потока жидкости. В этом типе привода решающее значение имеет скорость потока жидкости. Давление жидкости имеет второстепенное значение. Пример применения гидротрансформатор.

В гидрообъемной передаче решающее значение имеет статический напор жидкости (давление), а скорость потока жидкости имеет второстепенное значение. Статический напор в этом типе приводов создается насосами объемного типа, и преобразуется в механическую энергию двигателями такого же типа. По характеру передачи движения различают гидроприводы вращательного и возратно-поступательного действия. Вращательное движение обеспечивается насосами и гидромоторами. Возвратно-поступательное движение – гидроцилиндрами. При использовании объемного гидропривода энергию от двигателя можно передать в любую точку машины. Это свойство гидропривода называется дистанционностью. Гидродинамический привод данным свойством не обладает.

Объёмный гидропривод строится на использовании двух основных свойств жидкости:

1 жидкость является упругим телом, и она несжимаема. Сколько угодно большое увеличение давления не приводит к уменьшению объёма жидкости.

2 в замкнутом объеме увеличение давления в одной точке замкнутой гидросистемы мгновенно передается на весь объем жидкости.

Простейшим примером объёмного гидропривода является гидравлический домкрат.

Гидропривод включает в себя:

Гиробак необходим для хранения запаса рабочей жидкости; служит для компенсации разности рабочих объемов полостей гидроцилиндров; охлаждения рабочей жидкости.

Насос служит для создания статического напора рабочей жидкости.

Насос и гидробак связываются между собой всасывающей гидролинией. В качестве всасывающей гидролинии чаще всего используются рукава низкого давления.

Гидромотор служит для преобразования гидравлической энергии в механическую. В качестве гидромоторов могут использоваться гидроцилиндры поршневые и плунжерные, и гидродвигатели.

Прераспределение потока рабочей жидкости, между гиромоторами, осуществляется при помощи гидрораспределителя рабочих операций.

Насос и гидрораспределитель соединяются между собой напорной гидролинией.

Для защиты гидросистемы от превышения давления в напорную гидролинию врезается предохранительный клапан. Для контроля за величиной давления в напорную гидролинию врезается манометр.

Гидрораспределитель соединяется с гидробаком сливной гидролинией. Для очистки масла от смолы и механических примесей в сливной гидролинии устанавливается фильтр. Нередко в сливной гидролинии устанавливается манометр, по показаниям которого можно судить о степени загрязненности фильтра.

Гидромоторы соединяются с гидрораспределителем напорно-сливными гидролиниями. Зачастую, для нармального функционирования гидромоторов, в напорно-сливные гидролинии врезается обратный клапан.

Рабочая жидкость служит рабочим телом гидропередачи. Через рабочую жидкость передается гидравлическая энергия. Также рабочая жидкость осуществляет смазывание и охлаждение элементов гидросистемы. В качестве рабочих жидкостей для гидросистемы применяются минеральные масла.

Фильтры.

Фильтры применяются для очистки рабочей жидкости в гидроприводах любого назначения. Загрязнение рабочей жидкости увеличивает износ трущихся поверхностей насосов и гидродвигателей, ухудшает работу гидрораспределителей, может вызвать заклинивание золотников.

Для очистки масла при его заливке в гидробак, в заливной горловине устанавливают сетчатый фильтр. Он представляет собой плетеную сетку припаянную к крышке. Пробка заливной горловины снабжается сапуном, с фильтром для очистки поступающего в бак воздуха.

На погрузчиках рабочие фильтры, пропускающие поток масла в гидробак, устанавливают на сливной гидролинии. В качестве фильтрующего элемента, в таких фильтрах используют пластинчато-щелевые и сетчатые фильтры. Пластинчато-щелевые фильтрующие элементы набирают из картонных пластин толщиной 0,5 мм. Пластины разделяются между собой прокладками проставками. Зазоры между пластинами делаются величиной 0,08 0,12 0,2 мм. Такие фильтры удерживают частицы механических примесей величиной 0,04-0,05 мм. Рабочие фильтры оборудуются перепускным клапаном, который при давлении 0,2-0,25 МПа открывается и пропускает масло в бак без очистки.

Для улавливания частиц металла из рабочей жидкости гидросистемы в гидробак врезается стержневой магнитный уловитель.

Гидробак.

Бак гидросистемы служит для размещения рабочей жидкости, компенсации разности объёмов рабочих полостей гидроцилиндров, компенсации потерь рабочей жидкости, отстоя рабочей жидкости, выпуска паров и воздуха и охлаждения рабочей жидкости. Гидробак представляет собой емкость собранную из штампованных стальных листов. Вместимость гидробака должна равняться трехминутной подаче насоса, но может быть и меньше, в зависимости от режима работы машины и условий охлаждения гидросистемы. Бак оборудуется заливной горловиной, фильтром, устройством для сообщения с атмосферой, смотровым окном для контроля уровня жидкости, и пробкой для слива жидкости.

Техническое обслуживание.

ЕТО осмотреть гидробак. Не должно быть подтекания рабочей жидкости. Проверить уровень жидкости в гидробаке, при необходимости дозаправить.

ТО-1 проверить крепление гидробака к остову.

При замене рабочей жидкости промыть гидробак.

Трубопроводы.

Для трубопроводов напорных, исполнительных и сливных гидролиний, применяют стальные трубы и гибкие рукава высокого и низкого давления.

Гидравлические машины вращательного действия.

Шестеренный насос.

Шестеренный насос (рис. 60) состоит из пары сцепляющихся между собой шестерен, помещенных в плотно охватывающий их корпус, имеющий каналы со стороны входа в зацеплении и выхода из него. Насосы с цилиндрическими шестернями внешнего зацепления наиболее просты и отличаются надежностью в эксплуатации, малыми габаритными размерами и массой, компактностью и другими положительными качествами. Максимальное давление шестеренных насосов 16—20 МПа, подача до 1000 л/мин, частота вращения до 4000 об/мин, срок службы в среднем 5000 ч.

 

Рис. 60. Схема действия шестеренного насоса

При вращении шестеренжидкость, заключенная во впадине зубьев, переносится из камеры всасывания по периферии корпуса в камеру нагнетания и далее, внапорную гидролинию. Это происходит за счет того, что при вращении шестерен зубья загоняют больше жидкости, чем может поместиться в пространстве, освобождаемом находящимися в зацеплении зубьями. Разность объемов, описываемых этими двумя парами зубьев, составляет количество жидкости, которая вытесняетется в нагнетательную полость. По мере приближения к нагнетательной камере давление жидкости повышается, как показано стрелками. В гидросистемах применяют насосы НШ-32, НШ-46, НШ-67К их модификации — НШ-32У и НШ-46У.

Насос НШ (рис. 61) содержит размещенные в корпусе 12 ведущую и ведомую 11 шестерни и втулки 6. Корпус закрыт крышкой 5, привернутой винтами 1. Между корпусом 12 и крышкой 5 проложен уплотнительное кольцо 8. Ведущая шестерня выполнена заодно ц шлицевым валом, который уплотняется манжетой 4, установление в расточке крышки 5 с помощью опорного 3 и пружинного 2 колец Передние втулки 6 размещаются в расточках крышки 5 и уплотнен) резиновыми кольцами. Они могут перемещаться вдоль своих осей. Нагнетательная полость насоса соединена каналом с пространство между торцами указанных втулок и крышкой. Под давлением жидкости передние втулки вместе с шестернями поджимаются к задней которые, в свою очередь, прижимаются к корпусу 12, обеспечивая автоматическое уплотнение торцов втулок и шестерен.

В нагнетательной полости насоса около угольника 13 давление на торцы втулок во много раз больше, чем с противоположной стороны. Одновременно давление на торцы крышек со стороны корпуса стремится прижать втулки к крышке 5. В совокупности это может вызвать перекос втулок в сторону всасывающей полости, односторон­ний износ втулок и повышенные утечки масла. Для того чтобы умень­шить неравномерность нагружения втулок, часть площади торцов втулок закрывают разгрузочной пластиной 7, уплотняемой по контуру резиновым кольцом. Это кольцо плотно зажимается между тор­цами корпуса и крышки и в результате создается относительное равен­ство действующих на втулки сил.

Втулки по мере работы насоса изнашиваются, и расстояние между торцами и крышкой увеличивается. При этом кольцо разгрузочной пластины 7 расширяется, поддерживая необходимое уплотнение между крышкой и втулками. От натяга этого кольца зависит надежная и длительная работа насоса.

Рис. 61. Шестеренный насос НШ:

/ — винт, 2, 3, 8 — кольца. 4 — манжета, 5 — крышка, 6 — втулка шестер­ни, 7 — пластина, 9 — шплинт, 10, II — шестерни, 12 — корпус, 13 — угольник

Между сопряженными втулками при сборке оставляют зазор 0,1— 0,15 мм. После сборки этот зазор принудительно выбирают. Для этого втулки разворачивают и фиксируют пружинными штифтами, которые устанавливают в отверстия втулок.

Насосы НШ выпускают правого и левого вращения. На корпусе насоса направление вращения ведущего вала указывается стрелкой. У насоса левого вращения (если смотреть со стороны крышки) веду­щая вал-шестерня вращается против часовой стрелки, а сторона вса­сывания находится справа. Насос правого, вращения отличается от насоса левого вращения направлением вращения ведущей шестерни и ее расположением.

При замене насоса, если новый и заменяемый насосы отличаются направлением вращения, нельзя изменять направление входа и выхода жидкости в насос. Всасы­вающий патрубок насоса (большого диаметра) всегда должен быть соединен с баком. В противном случае уплотнение ведущей шестерни окажется под высоким давлением и будет выведено из строя.

При необходимости насос левого вращения можно переоборудовать в насос Правого вращения. Для того чтобы собрать насос правого вращения (рис. 62, а, б), необходимо снять крышку, вынуть из корпуса передние втулки /, 2 в сборе с пружин­ными шплинтами 4, повернуть на 180° и установить на место. При этом линия стыка втулок будет повернута, как показано на рис. 62. Затем ведущую и ведомую шестерни меняют местами и вставляют их цапфы в прежние втулки. Передние втулки перестав­ляют точно так же, как и задние. После этого устанавливают на то же место разгрузочную пластину 7 (см. рис. 61) с уплотнительным кольцом 8, а затем крыш предварительно повернутую на 180°.

Насосы НШ-32 и НШ-46 унифицированы по конструкции, их стержни отличаются только длиной зуба, что определяет рабочий объем насосов.

Насосы НШУ (индекс У означает «унифицированные») отличаются от НШ следующими особенностями. Вместо разгрузочной пластины и кольца 8 устанавливается сплошная резиновая пластина 12 (рис. (Зажатая между крышкой 3 и корпусом 1. В месте прохода цапф втулок в пластине 12 выполнены отверстия, в которые устанавливаются уплотнительные кольца 13 с прилегающими к крышке тонкими стальными шайбами. На приле­гающих к шестерням торцах втулок выполнены дугообраз­ные каналы 14. Направляющие пружинные шплинты 9 (см. рис. 61) изъяты, а на стороне всасывания в расточку корпуса вставлено сегментообразное ре­зиновое уплотнение 15 (см. рис. 63) и алюминиевый вкладыш 16.

Рис. 62. Сборка втулок насосов НШ:

а — левого вращения, б — правого вра­щения; I, 2 — втулки, 3 — колодец, 4 — шплинт, 5 — корпус

 

Рис. 63. Шестеренный насос НШУ:

/ — корпус, 3, 4 — шестерни, 9 — крышка 5, 6 — втулки, 7, 9, 13 — кольца, 8 — манжета, 10 — болт, // — шайба, 12 — пластин 14 — каналы втулок, 15 — уплотнение. 16 - вкладыши; А — пространство под крышкой насоса

 

При работе насоса НШУ масло из камеры нагнетания поступает в пространство над передними втулками и стремится прижать эти втулки к торцам шестерен. Одновременно со стороны зубьев на втулка действует давление масла, попадающего в дугообразные каналы 14 в результате действия давления на втулки шестерни находятся и время работы насоса под некоторым усилием, направленным от крышки в глубь корпуса насоса. Такая конструкция обеспечивает автоматический поджим, а следовательно, торцовый износ шестерен и втулок и влияет на уплотняющие свойства пластины 12. Резиновое уплотнение 15 необходимо для того, чтобы масло из пространства над втулками не проникало в полость всасывания.

На ряде моделей погрузчиков применяются насосы НШ-67К и HUJ-100K (рис. 64). Эти насосы состоят из корпуса /, крышки 2, поджимной 7 и подшипниковой 5 обойм, ведомой 3 и ведущей 4 шестерен, центрирующей втулки, уплотне­ний и крепежных изделий.

Рис. 64. Гидронасос НШ-67К(НШ-100К):

/ — корпус, 2 — крышка, 3, 4— шестерни, 5, 7, — обоймы, 6. 11, 14, 15 — манжеты, 8 — болт, 9 — шайба, 10 — кольцо, 12 - пластина, I3 — платики

 

Подшипниковая обойма 5 выполнена в виде полуцилинд­ра с четырьмя подшипниковыми гнездами, в которой размещают­ся ведомая 3 и ведущая 4 шес­терни. Поджимная обойма 7 обе­спечивает радиальное уплотне­ние, она опирается на цапфы шестерен опорными поверхно­стями. Для радиального уплот­нения служит также манжета 13, в которой создается усилие поджима обоймы к зубьям ше­стерни. Опорная пластина 12 предназначена для перекрытия зазора между корпусом и поджимной обоймой. Поджимная обойма 7 компенсирует ради­альный зазор между собствен­ной уплотняющей поверхностью и зубьями шестерен по мере износа опорных поверхностей.

По торцам шестерни уплот­няются с помощью двух платиков 13, которые поднимаются усилием от давления в полости, уплотненной манжетами 14. Уси­лие, создаваемое в камерах поджимной обоймы, уплотненных манжетами 15, уравновешивает обойму 7 от усилия, которое передается из камер через ман­жеты 14. Приводной вал уплотняется с помощью манжет, которые удерживаются в корпусе опорным и стопорным кольцами. Качающий элемент (шестерни в сборе с обоймами и платиками) фиксируется от поворота в корпусе центрирующей втулкой.

Кольцо 10 уплотняет разъем между корпусом и крышкой, соеди­ненных между собой болтами.

Исправная работа и долговечность насосов обеспечиваются соблюдением правил технической эксплуатации.

В гидросистему необходимо заливать чистое масло надлежащего качества и соот­ветствующей марки, рекомендуемое для данного насоса при работе в заданном температурном интервале; следить за исправностью фильтров и требуемым уровнем масленом в баке. В холодное время года нельзя сразу включать насос на рабочую нагрузку.

Необходимо дать насосу поработать на холостом ходу в течение 10—15 мин на средних оборотах двигателя. За это время рабочая жидкость прогреется и гидросистема будет готова к работе. Не допускается при прогреве давать насосу максимальные обороты.

Для насоса опасна кавитация — местное выделение из жидкости газов и парс

(вскипание жидкости) с последующим разрушением выделившихся парогазовых пузырьков, сопровождающееся местными гидравлическими микроударами высокой частоты и «забросами» давления. Кавитация вызывает механические повреждения в насосе и может вывести насос из строя. Чтобы предотвратить кавитацию, необхо­димо устранять причины, которые могут ее вызвать: вспенивание масла в баке, которое вызывает разрежение в полости всасывания насоса, подсос воздуха во всасывающую полость насоса через уплотнение вала, засорение фильтра во всасывающей магистрали насоса, что ухудшает условия заполнения его камер, отделение воздуха от жидкости в приемных фильтрах (в результате жидкость в баке насыщается пузырьками воздуха и эта смесь всасывается насосом), высокую степень разрежения во всасывающей магистрали по следующим причинам: высокая скорость жидкости, большая вязкость и увеличенная высота подъема жидкости,

Работа насоса во многом зависит от вязкости применяемой рабочей жидкости. Выделяют три режима работы, зависящие от вязкости Режим скольжения характеризуется значительными объемными потерями за счет внутренних перетечек и наружных утечек, которые с увеличением вязкости уменьшаются. В этом режиме резко умень­шается объемный КПД насоса, например, у насоса НШ-32 при вяз­кости 10 сСт он составляет 0,74—0,8, у НПА — 0,64—0,95. Режим устойчивой работы характеризуется стабильностью объемного КПД в определенном диапазоне вязкости, ограничиваемом верхним преде­лом вязкости, при котором рабочие камеры насоса заполняются полностью. Режим срыва подачи — нарушение работы из-за недостаточного заполнения рабочих камер.

Шестеренные насосы характеризуются наиболее широким диапазоном устойчивой работы в зависимости от вязкости. Это свойство насосов сделало эффективным их применение на машинах, работаю­щих на открытом воздухе, где в зависимости от времени года и дня температура окружающего воздуха меняется в значительных преде­лах.

Вследствие износа шестеренных насосов ухудшаются их характеристики. Насос не развивает требуемого рабочего давления и уменьшает подачу. В насосах НШ из-за износа торцовых сопрягающихся поверхностей втулок уменьшается натяг уплотнительного кольца, охватывающего разгрузочную пластину. Это приводит к циркуляции масла внутри насоса и уменьшению его подачи. Такие же последствия имеет перекос шестерен и втулок в комплексе в вертикальной плоскости вследствие неравномерного износа втулок со стороны всасывающей полости насоса.