Общие сведения об элементах объемного гидропривода
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.
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
∙ŋМ=p
D2∙
ŋМ
втягивание штока
R2=p∙F2 ∙ŋМ=p (D2 –d2 )∙ ŋМ ,
где p – давление в гидросистеме Н/м2; d, D – диаметры штока и цилиндра; ŋМ – механический КПД гидроцилиндра, ŋМ=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.
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».
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.