Вопрос №29 Объемное регулирование скорости движения гидродвигателя. Принципиальные схемы, достоинства, недостатки и обозначение

Объемное регулирование скорости. Объем камер регу -лируемых насоса или гидромотора может изменяться либо за счет изменения эксцентриситета оси ротора относительно статора (в пластинчатых или радиально-поршневых гидромашинах), либо за счет изменения угла наклона планшайбы (в аксиально- поршневых гидромашинах). Этот способ регулирования может обеспечить плавное (бесступенчатое) и ступенчатое изменение скорости. Рассмотрим объемное бесступенчатое регулирование на примере гидравлического привода вращательного движения замкнутой циркуляции (рис.). В этом приводе используют два насоса: основной 1 с регулируемой подачей и вспомогательный нерегулируемый 2 и регулируемый гидромотор 3, а также три предохранительных и два обратных клапана.

Работает этот привод следующим образом. Насос 1 закачивает жидкость из всасывающего трубопровода, являющегося для гидромотора сливным, и подает ее к гидромотору. Поскольку в приводе используют реверсивные насос 1 и гидромотор, то изменение направления вращения ротора гидромотора может быть осуществлено как реверсированием насоса 1, так и реверсированием гидромотора. При работе такого привода в насосе 1 и гидромоторе возможны наружные утечки, что для замкнутой гидросистемы недопустимо. Поэтому в приводе используют вспомогательный насос подпитки 2, который обеспечивает подкачку жидкости всегда (за счет обратных клапанов) во всасывающую полость основного насоса по мере необходимости. В то же время за счет его работы во всасывающей полости основного насоса создается постоянное давление подпора Рп определяемое настройкой предохранительного клапана б и обеспечивающее хорошее всасывание при малых подачах основного насоса. Предохранительные клапаны 4 и 5 ограничивают максимально допустимое давление в напорной магистрали при работе в любом направлении.

№30 СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ГИДРОПРИВОДОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

Стабилизация скорости движения гидродвигателей. На поток жидкости, проходящей через дроссель, влияет давление, возникающее после дросселя под воздействием нагрузки. Поскольку нагрузка в реальных гидравлических приводах практически непостоянна, то изменение потока жидкости через дроссель приводит к колебаниям скорости гидродвигателя. Следовательно, если сила Р переменна, то при постоянной настройке дросселя скорость движения будет переменной. Такие условия часто бывают неприемлемы, так как колебания скорости движения двигателя могут снизить качество обработки, повлиять на производительность оборудования, быть причиной возникновения автоколебаний.

Одним из путей борьбы с таким явлением может быть создание на дросселе постоянного перепада давления, когда изменение одного давления вело бы к соответствующему изменению другого. Тогда бы их разность была постоянной, а колебания нагрузки не сказывались бы на скорости.

Достижению этой цели способствуют регуляторы расхода — аппараты, состоящие из дросселя и клапана постоянной разности давления (рисунок). По конструктивному исполнению они бывают двух типов: клапан постоянной разности давления включен параллельно или последовательно дросселю. Рассмотрим работу этих аппаратов, их достоинства и недостатки.

В корпусе 1 регулятора расхода с параллельным клапаном давления (рис. а) размещен затвор дросселя 7, управляемый рукояткой б, и плунжер клапана 2 постоянной разности давления. Жидкость поступает в аппарат по каналу А, свободно про ходит клапан 2, а через щель в затворе 7 внутрь его и далее на выход в канал Б. Одновременно жидкость из канала А поступает под грибок клапана 2 и его нижний торец, а из канала Б по вертикальному отверстию через демпфер к верхнему торцу грибка клапана 2. Поскольку на пути жидкости в канале А встречается дроссель, то перед ним создается давление которое, воздействуя на нижние торцы клапана 2 и его грибка, создает силу, которая приподнимает клапан 2, сжимая пружину 5. Если же на выходе Б также создается давление Р2 то оно создает силу, которая вместе с пружиной уравновешивает силу, поднимающую клапан 2. Последний останавливается в положении равновесия сил, при этом часть потока из канала А получает возможность сливаться в бак.

Разность давлений до и после дросселя зависит только от силы пружины и не зависит ни от каких других факторов. Нагрузка на гидродвигателе, которая влияет на давление -на саму разность давлений не влияет. Например, если нагрузка за регулятором потока возрастет, то увеличится и давление и уменьшится перепад давлений на дросселе. Но вместе с этим возрастет сила, действующая вместе с пружиной на верхний торец грибка клапана 2. Нарушится равновесие сил, и он начнет двигаться вниз, уменьшая возможность слива жидкости из канала А в бак. Вследствие этого давление перед дросселем также начнет повышать увеличивая силу противодействия опусканию клапана. Движение клапана 2 и повышение давления будут происходить до тех пор, пока снова не восстановится равновесие, что будет означать восстановление прежнего значения разности давлений. Поскольку ход клапана невелик, то с некоторым допущением можно считать, что колебания перепада давления незначительны, а сам перепад можно считать постоянным, зависящим лишь от предварительного натяга пружины 5. Аналогично аппарат срабатывает и при понижении нагрузки и давления.

В этом же аппарате установлен и предохранительный шариковый клапан З, ограничивающий максимальное давление , в гидросистеме за регулятором потока. Это давление устанавливают винтом 4, сжимающим пружину шарикового клапана. Последний перекрывает канал В, по которому подводится жидкость из верхней полости клапана 2. Жесткость пружины 5, влияющей на перепад давления на дросселе 7, подбирают такой, чтобы разность давлений поддерживалась в пределах 0,3—0,35 МПа.

Регулятор потока с последовательным клапаном постоянной разности давлений (рис.6) устроен аналогично предыдущему аппарату. В его корпусе 1 установлены дроссель 5, клапан 2, пружина З и рукоятка 4 управления дросселем. Его отличие от первого регулятора потока состоит в конструкции проходных сечений клапана 2. Они таковы, что жидкость проходит через них с некоторым дросселированием, вследствие чего на нем теряется часть входного давления р.

При отсутствии подачи жидкости клапан 2 под действием пружины З находится в самом нижнем положении, при котором он оказывает наименьшее сопротивление прохождению жидкости из канала А. Однако надо сказать, что при работе с этим аппаратом давление велико, поскольку на пути жидкости встречаются два последовательно соединенных сопротивления. Давление поддерживается предохранительным клапаном насоса постоянным.

При включении жидкость подается по каналу А, проходит цилиндрический зазор высотой h между кромками клапана 2 и корпуса 1, дроссель 5 и выходит в канал Б. При этом перед дросселем создается давление которое создает силу, действующую на клапан 2 снизу и поднимающую его вверх. Сверху на него действуют силы от пружины З и давления, на выходе аппарата. Поэтому подъем клапана прекратится, как только наступит равновесие сил на нем:

Если давление уменьшится , то тогда из-за нарушения равновесия сил клапан 2 поднимется вверх, уменьшая размер h и увеличивая тем самым сопротивление прохождению жидкости из канала А. Потери давления на этом зазоре увеличатся, давление уменьшится. Это приведет к восстановлению равновесия сил и прежней разности давлений .

Анализ работы этих аппаратов вскрывает их достоинства и недостатки. Применение аппарата с параллельным клапаном давления экономически более выгодно, поскольку потребляемая мощность будет зависеть от нагрузки, а в регуляторах расхода с последовательным клапаном давления потребляется наибольшая мощность, независимо от того, мала или велика нагрузка, но область применения его значительно шире. Если регулятор расхода с последовательным клапаном можно применять в схемах дроссельного регулирования «на входе», «на выходе», «на ответвлении», то регулятор расхода с параллельным клапаном давления применяют лишь при дроссельном регулировании «на входе».

Оба рассмотренных регулятора расхода имеют ручное управление, что не позволяет их применять в автоматизированном оборудовании в различных системах автоматизированного управления.

№31 Назначение, конструкция и принцип действия дросселей, регуляторов расхода и синхронизаторов расхода.

К гидроаппаратам управления расходом относятся регулируемые дроссели, регуляторы расхода и синхронизаторы расходов.

Дросселем называется гидроаппарат управления расходом, предназначенный для создания сопротивления потоку рабочей жидкости. Регулируемые дроссели применяют в гидроприводах для управления скоростью движения выходных звеньев гидродвигателей. Различают дроссели с золотниковыми и крановыми запорными элементами.

В дросселе с золотником рабочее проходное сечение (дросселирующая щель) создается между кромками расточки корпуса 1 и золотника 2. Для изменения площади рабочего проходного сечения дросселя необходимо переместить золотник в осевом направлении.

В дросселе с крановым запорно-регулирующим элементом проходное сечение создается между расточкой корпуса 1 и узкой щелью, выполненной в полом кране 3. Для изменения площади рабочего проходного сечения дросселя необходимо повернуть кран в ту или иную сторону.

На рисунке приведена конструкция дросселя типа ПГ77-1 состоящего из корпуса 1, втулки 2, втулки-дросселя 3, винта 4, валика б, лимба 8, контргайки 7, пробки 11, пружины 10, указателя оборотов 5 и штифта 9.

Принцип работы дросселя следующий. Жидкость подводится в полость Р (подвод), проходит через дросселирующую щель, образованную острыми кромками фасонного отверстия треугольной формы во втулке 2 и торца втулки-дросселя 3 (вид Б), и отводится из полости А (отвод). Расход регулируется путем осевого перемещения втулки-дросселя 8 с помощью винта 4 в одну сторону и пружины 10 — в противоположную. Винт поворачивается от лимба 8 через 6. Полному осевому перёмещению втулки-дросселя соответствуют четыре оборота лимба. После каждого полного оборота лимб с помощью штифта 9 поворачивает на 1/4 оборота указатель 5, в торце которого имеются цифры 1...4; Самопроизвольный поворот указателя предотвращает шариковый пружинный фиксатор.

Расход жидкости через дроссель при прочих равных условиях зависит не только от площади рабочего проходного сечения, но и от перепада давлений. Чем меньше перепад давлений тем меньше расход и наоборот. Так как перепад давлений зависит от нагрузки, приложенной к выходному звену гидродвигателя, при переменной нагрузке нельзя получить с помощью одного только дросселя постоянный расход и, следоватёльно, стабильную скорость выходного звена гидродвитателя. Поэтому в гидроприводах с дроссельным управлением применяют регуляторы расхода.

Регулятором расхода называется гидроаппарат управления расходом предназначенный для поддержания заданного значения расхода независимо от перепада давлений в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости.

Конструктивно регуляторы расхода представляют собой блоки, состоящие из регулируемого дросселя и клапана. При помощи дросселя, как правило, управляют расходом рабочей жидкости, а при помощи клапана автоматически обеспечивают постоянный перепад давления на дросселе. Клапаны, входящие в состав регуляторов расхода, могут быть включены с дросселем как последовательно, так и параллельно.

Регулятор расхода типа МПГ55 состоит из корпуса 1, деталей регулируемого дросселя типа ПГ77-1 (втулки 2, втулки-дросселя 3, винта 4, валика б, лимба 8, контргайки 7, пробки 11, пружины 10, указателя оборотов 5 и штифта 9) и деталей редукционного клапана (втулки 14, золотника 15, пружины 13 и пробок 12).

Принцип работы регулятора расхода следующий. Рабочая жидкость поступает в отверстие Р (подвод) и далее через отверстие К во втулке 14, частично перекрытые рабочей кромкой золотника 15, и отверстие Ж в этой же втулке — к дросселирующей щели втулки 2, а затем к отверстию А (отводу). Золотник 15 находится в равновесии под действием усилия пружины 3 и сил давления жидкости в его торцовых полостях Е и Л, соединенных с полостью И входа в дросселирующую щель, а также от давления в полости Д, соединенной с выходом из дросселирующей щели с помощью канала в корпусе (на рисунке показан штриховой линией.

При осевых перемёщениях золотника изменяется гидравлическое сопротивление отверстий К, благодаря чему давление Р на входе в дросселирующую щель понижается по сравнению с давлением в напорной линии.

При увёличении давления золотник смещается вправо, при уменьшении — влево, автоматически стабилизируя перепад и поддерживая постоянство установленного расхода в широком диапазоне изменений давления в отверстиях Р и А при условии, что разность между этими давлениями не ниже 0,5 МПа. Изменение расхода осуществляется так же, как в дросселях типа ПГ77-1 поворотом лимба 8.

К основным параметрам дросселей и регуляторов расхода (ГОСТ 1б517 относятся условный проход; номинальное давление на входе; максимальное давление на выходе; номинальный и максимальный расход жидкости; масса (без рабочей жидкости), зависимость перепада давлений от расхода .

Синхронизатором расходов называется гидроаппарат управния расходом, предназначенный для поддержания заданного соотношения расходов рабочей жидкости в двух или нескольких па -раллельных каналах. Синхронизаторы расходов в зависимости от места их установки в гидросистемах разделяют на делители и сумматоры потоков.

Делители потока предназначены для разделения одного по тока рабочей жидкости на два. Их устанавливают последовательно в напорной линии. Сумматоры потоков устанавливают в гидро- системах для соединения двух потоков рабочей жидкости в один.

По принципу действия синхронизаторы расходов разделяют на объемные (дозирование потоков) и дросселирующие. Наибольшее распространение в гидроприводах получили дросселирующие синхронизаторы, в которых синхронизация расходов происходит вследствие дросселирования потоков рабочей жидкости.

Дросселирующий делитель потока типа Кд (рисунок) состоит из корпуса 4, делительного золотника 2 со специальными диафрагмами 1, уравнительного золотника З и пробок 5 и б Принцип работы делителя потока следующий. При равном давлении рабочей жидкости в отводящих линиях А и В золотники 2 и З находятся в средних положениях, перепады давлений

на диафрагмах одииаковы, и поток рабочей жидкости из подводящего отверстия Р, разделяясь на две равные части, поступает в отводящие линий А и В. Если давление в одной из отводящих линий (например, в линии В) увеличивается, то возрастает давление и в правой торцовой полости золотника З. Под действием перепада давлений золотник З смещается влево, увеличивая со -противлёние дросселирующей щели Щ1 и уменьшая сопротивление щели Щ2 до тех пор, пока давлении на выходе из диафрагмы 1 не станут опять равными. При этом возможные погрешности деления компенсируют за счёт дополнительного осевого смещения золотника 2, имеющего дросселирование потока жидкости в щеля Щ3 и Щ4. Во время работы делителя потока золотник 2 вращается под действием потока жидкости; проходящей через тангенциальные отверстия 7.

На рисунке показана схема подключения делителя потока к двум гидроцилиндрам Ц1 и Ц2.

Основными параметрами дросселирующих делителей потока (ГОСТ 16517__82*) являются условный проход; номинальное давление на входе; максимальное давление на выходе; номинальный и максимальный расходы жидкости; погрешность деления расхода; масса (без рабочей жидкости).

№32 Назначение, классификация и конструкции фильтров. Место установки фильтров в гидроаппаратуре.

Для обеспечения надежного функционирования гидравлического привода его оснащают еще дополнительными устройствами, обеспечивающими очистку рабочей жидкости, очистку воздуха, контактирующего с жидкостью, улучшающими смазывающие свойства рабочей среды. Важным элементом гидравлических приводов являются также соединения трубопроводов, снижающие время монтажа и ремонта гидравлических систем, а также гидравлические баки.

Очистка жидкости. К устройствам очистки рабочей жидкости относят фильтры. Они предназначены для очистки минеральных насел от механических загрязнений. Степень очистки (тонкость фильтрации) зависит от типа выбранного фильтра. Под тонкостью фильтрации понимают минимальный размер частиц загрязнения жидкости, задерживаемых фильтром. Фильтры, которые задерживают частицы загрязнения размером 0,1 мм и более, называют фильтрами грубой очистки. Если фильтр обеспечивает задержание частиц размером 0,01—0,1 мм то его относит к фильтрам нормальной очистки. Фильтры тонкой очистки обеспечивают задержание частиц размером 5—10 мкм, а особо тонкой очистки 1—5 мкм.

Поскольку современные методы очистки рабочей жидкости не обеспечивают абсолютного задержания всех частиц загрязнений, то для оценки степени очистки рабочих жидкостей установлено 19 классов чистоты, имеющих индексацию 00, 0, 1, 2, ... 17.

В этом ряду класс чистоты 00 предъявляет самые жесткие требования к очистке. По требованиям ГОСТ 17016—71 для второго класса чистоты допускается наличие в 100 см³ рабочей жидкости 800 частиц размером 0,5—1 мкм, 400частиц размером 1—2 мкм, 32 частицы размером 2—5 мкм, 4 частицы размером 10-25 мкм и одну частицу размером до 50 мкм. Класс чистоты 17 допускает грубую очистку жидкости, при которой число частиц размером до 50 мкм в указанном объеме жидкости оо6ще не нормируется и допускается наличие 12500 частиц с размером 50—100 мим, 3150 частиц с размером де 0,2 мм. Для гидроприводов, используемых в автоматизированном оборудовании, обычно назначают чистоту очистки жидкости в пределах 8-—14го классов.

Загрязнение жидкости может вывести гидропривод, а вместе с ним и все оборудование из строя. Оно вызывает увеличение сил трения и износ деталей, заклинивание точных плунжерных пар и скачкообразное движение. Поэтому основным критерием назначения степени очистки жидкости считается минимальный зазор между сопрягаемыми деталями гидравлических устройств и аппаратов. Например, в насосах пластинчатого типа зазоры между подвижными деталями составляют 10—70 мкм, поэтому при использовании таких гидравлических машин рекомендуется назначать очистку жидкости с тонкостью фильтрации 10—25 мкм, что соответствует 12—14-му классу чистоты. В дросселирующих гидрораспределителях зазор между плунжером и втулкой может быть 1—8 мкм, поэтому при их использовании надо очищать жидкость лучше, рекомендуемая тонкость фильтрации 5—10 мкм, что соответствует 10—11-му классу чистоты жидкости. Таким образом, если гидравлический привод, например, прецизионных станков с программным управлением использует дросселирующие распределители, а его мощность невелика (5—10 кВт), то рекомендуется назначать 10-й класс чистоты жидкости. для более мощных приводов можно назначать 11-й класс чистоты. Для гидроприводов общемашиностроительного назначения можно рекомендовать 12—14-й класс чистоты.

Степень очистки жидкости зависит от типа выбранного фильтра. В зависимости от типа используемого фильтрующего элемента фильтры разделяют на сетчатые, пористые, щелевые (пластинчатые) и силовые магнитные, центробежные, гравитационные, электростатические).

С е т ч а т ы е фильтры (рис. 3.112, а) представляют собой стакан 2 с крышкой 5, на которой смонтирован стержень 4 с фильтрующим элементом З в виде металлической сетки. Жидкость попадает в фильтр по каналу А, проходит сетку, на которой осаждаются частицы загрязнения, и далее через отверстия в стержне в канал Б на выход. Отвернув пробку 1, можно слить отстой жидкости.

Сетчатый фильтр, показанный на рис. 3 1 12, 6, отличается тем, что у него нет корпуса, поэтому его устанавливают непосредственно под уровень масла, подсоединив крышку 4 к всасывающему трубопроводу. Сетку 2 наматывают на каркас З. При полном загрязнении сетки за счет возникающего перепада давления открывается клапан 1, и тогда жидкость проходит в систему, минуя сетку.

Сетчатые фильтры обеспечивают тонкость фильтрации 40- 160 мкм, поэтому их относят к фильтрам грубой очистки.

П о р и с т ы е фильтры (рис. 3.113, а) обеспечивают более тонкую фильтрацию жидкости, задерживая частицы размером 5—40 мим. Это возможно благодаря применению фильтрующего элемента в виде фильтровальной бумаги или фильтровальной ткани (капрона). Отличительной особенностью таких фильтров является также наличие сигнализатора степени загрязнения фильтра (рис. 3.113, 6).

Работает фильтр следующим образом. По каналу А жидкость подходит к фильтрующем элементу 2. просачивается через него и уходит на выход Б. Если фильтрующий элемент засорится, то вследствие роста сопротивления потоку жидкости вырастет давление в канале А, под действием которого перемещается поршень 9, установленный в корпусе З, сжимающий пружину 7. Стержень 8 переместит магнит б, вследствие чего срабатывает электроконтактное устройство 10 и выдает сигнал о загрязнении фильтра. Если фильтрующий элемент не будет заменен, то рост давления будет продолжаться, вследствие чего поршень 9 еще больше поднимется вверх и соединит каналы А и Б напрямую, минуя фильтр. В систему будет поступать неочищенное масло, а указатель 5 войдет в зону красного цвета и через прозрачную втулку можно визуально получить информацию о загрязнении фильтра.

Фильтрующим элементом п л а с т и н ч а т ы х фильтров (рис. 3.114) являются пластины З с отверстиями. Жидкость очищается за счет малого зазора между пластинами, который зависит от толщины прокладок 4 в виде крестообразных пластин. В крышке 5 имеется рукоятка б, с помощью которой можно периодически, проворачивая ее, прочищать фильтрующий элемент. Отвернув пробку 1 в корпусе 2, можно сливать отстой рабочей жидкости. Пластинчатые фильтры, как и сетчатые, относятся к фильтрам грубой очистки, обеспечивая тонкость фильтрации 80—160 мкм.

В основе принципа действия силовых фильтров заложены различные физические явления. Так, м а г -н и т н ы е ф и л ь т р ы, имеющие в конструкции постоянный магнит, задерживают намагничивающиеся частицы загрязнения с минимальными размерами 5—10 мкм. Особенно эффективны такие фильтры в комбинации с сетчатыми или пористыми.

На рис. 3.115 показана конструкция магнитно-пористого фильтра, а котором жидкость, поступая из канала А, попадает на магниты З, а затем, пройдя пористый фильтрующий элемент 4, выходит в канал Б. В этом фильтре предусмотрены также визуальная индикация через окно 1 загрязненности фильтрующего элемента и клапан 2, обеспечивающий пропуск жидкости напрямую из канала А в канал Б при полном загрязнении фильтра.

В центробежных фильтрах используют для отделения твердых частиц загрязнения центробежные силы. Тонкость фильтрации такими устройствами 15—20 мкм.

Гравитационные фильтры используют действие сил тяжести частиц загрязнения. Таким образом, обычные отстойники МОЖНО отнести к этому типу фильтров. Сами масляные баки тоже есть гравитационный фильтр. Это самая простая форма ОЧИСТКИ рабочей жидкости, но и самая малоэффективная, поскольку лучше всего осаждаются крупные частицы или мелкие размерами 25 мкм, но с большой плотностью. В то же время осевшие на дно бака частицы могут снова попасть в ПОТОК из-за перемешивания ЖИДКОСТИ.

В электростатических очистителях (рис.) жидкости используют эффект поляризации частиц загрязнения и их последующего осаждения на полюсах электро- дов 1. Расстояние между электродами 0,1—0,3 мм, напряжение постоянного тока, подаваемого на них, достигает 300—500 В и выше (до 150) В).

Фильтры могут быть расположены в различных местах гидравлической системы. Поэтому в зависимости ОТ ЭТОГО их часто называют всасывающими (установленные во всасывающем трубопроводе) (рис. 3.117, в), напорными (в напорных гидролиниях) (рис. 117, а, д) и сливными (в СЛИВНОМ трубопроводе) (рис. 3.117, 6, г).

Во всасывающем трубопроводе обычно устанавливают фильтры грубой очистки (сетчатые, магнитосетчатые), поскольку они создают наименьшее сопротивлению потоку жидкости, что немало- важно для нормальной работы насосов. Пористые фильтры, создающие достаточно большое сопротивление потоку жидкости, устанавливаются в напорных гидролиниях или сразу после насоса (рис. 3.117, а), или непосредственно перед устройством (рис. 3.117, д), требующим ТОНКОЙ ОЧИСТКИ жидкости. Однако в этих случаях необходимо учитывать, что корпус фильтра будет находиться под рабочим давлением, достигающим 30—50 МПа. Это повышает затраты на изготовление фильтра. В напорных гидролиниях могут быть установлены и другие типы фильтров (сетчатые, пластинчатые, магнитные и др.). Их выбор зависит от требований, предъявляемых как самому гидроприводу, так и к рабочей жидкости. В сливных трубопроводах гидросистем также устанавливают любые типы фильтров. Давление в сливном трубопроводе невелико, поэтому их корпуса могут быть выполнены облегченными, недорогими. Однако следует учитывать тот фактор, что в этом случае фильтр не защищает от загрязнений непосредственно гидравлические устройства. В то же время нахождение фильтра насливе создает дополнительное сопротивление и увеличивает давление на выходе из гидравлического устройства. Это также необходимо учитывать при выборе схемы фильтрации жидкости.

Очистка воздуха, контактирующего с жидкостью. Одним из источников загрязнения рабочей жидкости является воздух, с которым контактирует жидкость, находящаяся в баке. Ее уровень в баке в процессе работы все время меняется. Причем при уменьшении уровня в бак для поддержания атмосферного давления засасывается наружный воздух, который может быть сильно загрязнен. Для предотвращения загрязнения жидкости атмосферным воздухом масляные баки оснащаются воздушными фильтрами, называемыми сапунами (рис. 3.118). Эти фильтры должны обеспечивать тонкость фильтрации, не меньшую, чем фильтры рабочей жидкости.

При понижении давления воздуха в масляном баке относительно атмосферного он проходит фильтрующий элемент З, окно А в корпусе 2 и по каналу Б поступает в бак. Фильтрующий элемент З закреплен на корпусе 2 двумя резиновыми кольцами 4.

Предохраняется фильтрующий элемент от механических повреждений крышкой 1.

Выбирают воздушные фильтры по пропускной способности, которая должна соответствовать максимальному изменению объема в баке при колебаниях уровня жидкости. Тонкость фильтрации сапунов не хуже 25 мкм.

Улучшение свойств жидкости. Часто для продления сроков службы минеральных масел и гидравлических устройств, работающих на этих маслах, в гидравлических системах устанавливают диспергирующие устройства (рис. 3.119). Их назначение — улучшать смазывающие способности масел. Работает оно следующим образом. Жидкость, войди в устройство по каналу А в корпусе 1, поступает в сопло 2. За счет уменьшения диаметра отверстия сопла скорость движения возрастает. В результате удара жидкости о преграду В в ней происходят физико-химические изменения структуры, влияющие на улучшение смазывающей способности. Затем жидкость проходит через окно К на выход Б штуцера 4. Если поток жидкости, подводимый к устройству, больше расчетного, то давление перед соплом возрастает, и увеличивается сила, действующая на пружину З. Сопло сместится вправо, откроется проход жидкости на выход через коническую его кромку. Тогда часть жидкости будет идти через сопло, а другая часть — минуя его.

Как правило, диспергатор следует устанавливать во вспомогательных линиях гидросистем, поскольку его работа может сопровождаться выделением нерастворенного воздуха и колебаниями давления и потока.

Для устранения из жидкости нерастворенного воздуха в гидросистемах приводов применяют вакуу ммирующие устройства. Жидкость, поступая в сопло, разгоняется и вытекает в эжекторное устройство, в камере которого давление р становится меньше атмосферного. При открытом клапане жидкость из резервуара деаэрации начинает течь в эжектор и увлекаться потоком из сопла в бак. Давление в камере начинает тоже понижаться, а из жидкости выделяется растворенный воздух, заполняющий освобождающийся из-за уменьшения уровня жидкости объем камеры. Когда уровень жидкости спустится до расчетного значения, клапан по команде датчика закрывается, а часть потока жидкости с выхода начнет заполнять камеру. При этом поднимающийся уровень жидкости вытеснит находящийся в ней воздух через обратный клапан в атмосферу. Когда камера наполнится, датчик снова откроет клапан и процесс деаэрации жидкости начнется снова.

№33 Баки, теплообменники, трубопроводы гидроприводов.

Теплообменные аппараты —устройства, предназначенные для обеспечения заданной температуры рабочей жидкости гидропривода. По назначению их разделяют на охладители и нагреватели жидкости. В гидроприводах, как правило, рабочую жидкость необходимо охлаждать, так как при нагреве ухудшаются ее характеристики, что приводит к снижению рабочих и эксплуатационных характеристик гидроприводов. В зависимости от вида хладагента охладители гидроприводов разделяют на воздушные и водяные. Условные графические изображения теплообменных аппаратов в схемах устанавливает ГОСТ 2.793—79.

Водяной охладитель (рис.а) состоит из корпуса 2, тепло- обменной трубы З, выполненной в виде эмеевика, перегородок 4, приваренных к корпусу для лучшей теплоотдачи. Отверстие 1 предназначено для подвода рабочей жидкости к теплообменной трубе, отверстие 6 — для подвода воды в межтрубное пространство А в корпусе охладителя, отверстия 5 и 7 — для отвода рабочей жидкости и воды соответственно. Водяные охладители применяют в стационарных гидроприводах и испытательных стендах.

В воздушном охладителе рабочая жидкость, проходящая через радиатор, охлаждается потоком воздуха, который создается вентилятором.Нагреватели применяют в гидроприводах для обеспечения их пуска в условиях низких температур рабочей жидкости.

Гидробаком называется гидроемкость, предназначенная для питания объемного гидропривода рабочей жидкостью. Гидробаки должны также обеспечивать охлаждение рабочей жидкости, удаление из нее пузырьков воздуха, осаждение загрянений и температурную компенсацию изменения объема рабочей жидкости.

Различают гидробаки, предназначенные для работы под атмосферным и под избыточным давлением. Общие технические требования устанавливает ГОСТ16770-86 ,условные графические обозначения в схемах приведены в ГОСТ 2.78068.

Гидробак, предназначенный для работы под атмосферным давлением (рис.), состоит из корпуса 1, крышки З и уплотнительной прокладки 2. Между ними в крышке установлен сапун 5 — устройство для сообщения внутренней полости бака с атмосферой. В состав сапуна входят пневмоклапан и воздушный фильтр. Заливная горловина 6 с фильтром 7 предназначена для заполнения бака рабочей жидкостью. для слива рабочей жидкости из бака с полным опорожнением и удобства его промывки в самом низком месте корпуса расположена сливная пробка 11. Пробка выполнена в виде магнитного уловителя.

Для улучшения отстоя жидкости корпус 1 разделен на отсеки перегородками 12. Всасывающий 4 и сливной 9 патрубки расположены в крышке на максимальном расстоянии друг от друга в разных отсеках корпуса, что также улучшает условия отстоя жидкости в баке. В начале всасывающего патрубка 4 установлен сетчатый фильтр 13 грубой очистки. Сливной патрубок оканчивается закрытым диффузором. Радиус диффузора и высоту щели выбирают из условия обеспечения минимальной скорости жидкости ( V= 0,03 м/с) на входе в бак, при которой визуально не наблюдается выделение мелких пузырьков газа. Для контроля уровня жидкости в корпусе имеется смотровое окно 10, выполненное из прозрачного стекла. С этой же целью внутри бака установлено поплавковое реле 8 уровня жидкости, предназначенное для подачи сигнала при достижении заданного наименьшего уровня Б жидкости, В корпусе бака размещен водяной охладитель 11,теплообменная труба которого выполнена в виде эмеевика (см. рис.).

Преимуществами бака, предназначенного для работы под атмосферным давлением, являются хорошие условия для естественного охлаждения и отстоя жидкости. Однако рабочая жидкость при соприкосновении с воздухом быстрее окисляется и засоряется. Основным параметром бака, предназначенного для работы , под атмосферным давлением, является номинальная вместимость] V (дм3).

Номинальная вместимость бака, показанного на рис., равна наибольшему эксплуатационному объему рабочей жидкости заключенному между максимальным А и минимальным Б уровнями жидкости, зависит от вида гидропривода, условий эксплуатации и определяется расчетным путем исходя из теплового баланса гидропривода. При приближенных расчетах стационарных гидроприводов с разомкнутым потоком номинальную вместимость (л) гидробака вычисляют по эмпирической формуле

V = (2 .. 3) Q,

гдеQ — подача насоса, л/мин.

Гидравлические баки являются резервуарами для накопления и хранения рабочей жидкости. Гидробак одновременно отдает ее в гидросистему по всасывающему трубопроводу и принимает по сливному трубопроводу. Вследствие такого характера работы в баке может происходить интенсивное перемешивание жидкости, что приведет к подъему со дна бака отстоя и увеличению загрязненности рабочей жидкости, к вспениванию масла и ухудшению всасывания. Поэтому Конструкция бака должна быть такова, чтобы уменьшить указанные недостатки, предотвратить попадание в него наружных загрязнений, обеспечить нормальное питание всех потребителей достаточным объемом жидкости.

Масляный бак 1 (рис.) разделен двумя перегородками на три отсека, В левом отсеке находится всасывающий трубопровод З. Его нижний конец должен быть расположен на расстоянии в несколько диаметров от дна бака, что предотвратит всасывание Крупных загрязнений, осевших на дно, В то же время он должен быть погружен в жидкость при ее минимальном уровне в баке, чтобы ИСКЛЮЧИТЬ всасывание воздуха. В среднем отсеке, отделенном от крайних двумя перегородками, Происходит отстаивание рабочей среды. Высота перегородок не должна превышать 2(3 минимального уровня жидкости в баке. В правом отсеке размещен сливной трубопровод 5 с сетчатым устройством 6, предназначенным для дробления струи слива. Это необходимо для уменьшения вспенивания масла. В Крышке 2 бака установлен сапун 4 для фильтрации воздуха, проходящего в бак при понижении уровня жидкости. Вместимость масляных баков обычно равна трехминутной подаче насосов, всасывающих из него рабочую жидкость.

Соединение трубопроводов. Трубопроводы в гидросистемах приводов могут быть жесткими (металлические трубы) и гибкими (шланги). Жесткими трубопроводами обычно соединяют гидравлические стационарные устройства. Шланги (иногда называют рукавами) применяют для соединения подвижных узлов. Сами шланги представляют собой трубопровод, внутренний слой которого состоит из резиновой трубки, средний из одного или нескольких слоев металлической оплетки из проволоки, а наружный защитный слой из резины. Такая конструкция шланга обеспечивает гибкость и необходимую прочность, обеспечит подвод жидкости под давлением до 20—ЗО МПа. Поскольку резиновые шланги могут работать при температурах до 135⁰С, то для более высоких температур можно использовать фторопластовые шланги (рукава) с металлической наружной оплеткой.