2. Выбор рабочей жидкости и основного оборудования гидропривода

2.1. Выбор рабочей жидкости

В гидроприводе рабочая жидкость является энергоносителем, с помощью которого устанавливается связь между насосом и гидродвигателем. Кроме того, рабочая жидкость обеспечивает смазку подвижных частей элементов, охлаждение пар трения и отвод от их тепла. Рабочая температура жидкости в гидроприводе принимается 50С.

Выбор рабочей жидкости для гидропривода (Приложение 10) определяется: диапазоном рабочих температур, давлением в гидросистеме, скоростью движения исполнительных механизмов, конструкционными материалами и материалами уплотнений, особенностями эксплуатации гидросистемы (на открытом воздухе или в закрытом помещении), условиями хранения машины во время перерывов в работе, возможностями обводнения, засорения рабочей жидкости и т. д.

Одним из важнейших свойств, которые необходимо учитывать при выборе рабочей жидкости является вязкость. Так при использовании жидкостей с более высокой вязкостью снижается КПД гидропривода и ухудшаются условия работы самовсасывающихся насосов. С другой стороны при использовании жидкости с малой вязкостью возрастают внутренние и внешние утечки (что ведёт к снижению объемного КПД гидропривода) и возрастает опасность нарушения гидродинамического режима смазки в узлах трения и увеличивается интенсивность износа. Так, при прочих равных условиях, при номинальном давлении до 7 МПа рекомендуется принимать для гидропривода рабочую жидкость, вязкость которой при температуре 50С находится в пределах 2010^–6 – 4010^–6 м²/с, а при давлениях от 7 до 20 МПа – 6010^–6 – 11010^–6 м²/с.

Рабочую жидкость выбирают также с учетом типа насосов и рекомендации заводов-изготовителей. ГОСТ 14892-69 рекомендует определенные пределы вязкости масла для нормальной работы различных типов насосов (табл. 1.4).

Таблица 4

Тип насоса	Вязкость, (10-6·м2/с)
	Минимальная	Максимальная
Аксиально-поршневые	6	2000
Пластинчатые	10	4500
Шестеренные	16	5000

Т.к. рабочее давление находится в пределах от 7 до 20 МПа, то выбираем жидкость с вязкостью – 6010^–6 – 11010^–6 м²/с.

Из [1],приложение 10 выбираем масло И-30.

Характеристики рабочей жидкости:

ГОСТ 20799-75

Плотность при t=50 ρ= 890 кг/

Кинематическая вязкость при t=50 ν=30

Температура вспышки t=190

Температура застывания t=-15

Диапазон применения t=(5-85)

2.2. Выбор гидроаппаратуры

Гидравлическая аппаратура применяется в гидроприводе для изменения различных параметров потока рабочей жидкости (давления, расхода, скорости, направления) или для поддержания их в требуемых соотношениях.

В зависимости от того, какую функцию выполняет гидроаппаратура, она подразделяется на распределительную, регулирующую и вспомогательную. Большая часть гидроаппаратуры стандартизирована, что позволяет при расчетах и проектировании выбирать имеющиеся гидроаппараты, а не проектировать их.

К распределительной аппаратуре относятся золотниковые или крановые распределители. С их помощью можно изменять направление движения рабочей жидкости на разных участках гидросистемы, а это значит обеспечивать рабочий и холостой ход поршня гидроцилиндра.

Регулирующая гидроаппаратура предназначена для поддержания в гидроприводе необходимого давления, регулирования скорости движения выходных звеньев гидродвигателей, для пропуска жидкости в определённом направлении и т.д. К ней относятся напорные, редукционные, обратные, предохранительные клапаны, дроссели, регуляторы потока (скорости), делители потока и др.

Напорные гидроклапаны предназначены для обеспечения в гидросистеме необходимого давления. Их можно применять как предохранительные, подпорные (для создания регулируемого противодавления), а также для последовательности включения в работу гидродвигателей.

Редукционные клапаны предназначены для поддержания постоянного давления жидкости в потоке, который от него отводится. Их чаще всего ставят в гидросистемах, где от одной помпы работает несколько гидродвигателей, причём часть из них требует меньшего давления, чем другие.

Обратные клапаны предназначены для пропускания жидкости только в одном направлении. При изменении направления жидкости обратный клапан закрывается и не пропускает жидкость в определённую линию.

Делители потока предназначены для разделения одного потока жидкости на два или больше, независимо от противодавления в каждом из них. Делители потока используют в гидросистемах машин, в которых необходимо обеспечить синхронное движение параллельно работающих гидродвигателей, которые преодолевают разные усилия.

Для регулирования скорости движения выходного звена гидродвигателя предназначены дроссели и регуляторы потока (скорости).

Вспомогательное оборудование гидропривода обеспечивает надёжную работу помп, гидродвигателей, гидроаппаратуры и целиком всего гидропривода. К нему относятся: гидробаки и теплообменники для рабочей жидкости, фильтры, уплотняющее оборудование, гидроаккумуляторы, аппаратура для измерения давления, расхода, температуры.

Гидробаки предназначены для сохранения, отстоя, охлаждения рабочей жидкости и питания ею гидропривода. Когда они не обеспечивают необходимую температуру жидкости, то дополнительно в них размещают теплообменник.

Фильтры предназначены в гидроприводе для очистки рабочей жидкости от механических примесей, которые попадают в систему или в момент заливки в бак, или появляются в ней во время эксплуатации в виде продуктов износа, коррозии и разложения жидкости и материалов, из которых изготовлены элементы гидропривода.

Выбор гидроаппаратуры (в соответствии со схемой гидропривода) осуществляется по давлению в гидроцилиндре р_д и максимальному значению расхода жидкости в нем, который определяется по максимальной скорости рабочего хода _р [1], с. 25:

(2.1)

где S – рабочая (эффективная) площадь поршня при стандартных диаметрах; ₀ – объемный КПД, принимаемый в зависимости от принятого типа уплотнения поршня (для металлических колец ₀ = 0,98 – 0,99; для резиновых колец ₀ = 0,99 – 1,00; для манжетных уплотнений ₀ = 0,95 – 0,98). Параметры принимаемых гидроаппаратов должны быть большими, чем расчетные.

Если максимальная скорость рабочего хода не задана, тогда она определяется через число ходов рабочего органа насоса n [1], с. 26:

(2.2)

υ_р= м/с

Q_ц=

Что касается сливной линии, то расход в ней определяется расходом гидроцилиндра в сливной полости, который необходимо рассчитать по скорости рабочего хода и площади поршня со стороны сливной линии. Давление там обусловлено ее гидравлическим сопротивлением. Как показывает практика проектирования, ее величину можно принимать в пределах p_сл = (0,05–0,10)р_д, p_сл =600000 Па

Дроссель Г 77-32.

Техническая характеристика:

Расход - 18л/мин (0,3 л/с)

Давление - 12,5 МПа

Масса - 2,5 кг

Условное обозначение дросселя:

Гидрораспределители. Распределительные устройства предназначены для создания определенного направления движения рабочей жидкости в системе гидропривода, т. е. для изменения направления движения объемного гидродвигателя или изменения последовательности работы гидродвигателей, установленных в различных контурах. По принципу действия все распределительные устройства делятся на три основных типа: золотниковые, крановые и клапанные. Чаще всего в системах гидропривода используются двух- и трехпозиционные гидрораспределители золотникового типа.

Марка: Г74-22

Номинальный расход: 0,3 л/c

Номинальное давление: 20 МПа

Потери давления: 0,15 МПа

Суммарная утечка: 1,67 см³/c

Масса: 7 кг

Гидроклапаны. Для предохранения гидравлической системы от чрезмерно высоких давлений устанавливают предохранительные клапаны:

Марка: Г52-12

Номинальный расход: 0,3 л/c

Номинальное давление: 2 МПа

Потери давления: 0,2 МПа

Масса: 2,4 кг