Кошик
59 відгуків

Сейчас компания не может быстро обрабатывать заказы и сообщения, поскольку по ее графику работы сегодня выходной. Ваша заявка будет обработана в ближайший рабочий день.

ТОВ "Гідро-Максимум"
+380971339977
+380503713700Инженер гидравлик Алина
+380675522377Инженер гидравлик Даниил
+380675710037Инженер гидравлик Алина
Додати відгук
Кошик

Допоміжні пристрої гідросистем

Допоміжні пристрої гідросистем

Допоміжні пристрої гідросистем забезпечують надійну роботу насосів, гідродвигунів, гідроапаратури і всього гідроприводу в цілому. До допоміжних пристроїв відносяться: гідробаки і теплообмінники для робочої рідини, фільтри, ущільнювальні пристрої, гідроакумулятори, гідравлічні замки, а також елементи, якими забезпечується подача команд на включення і вимикання виконавчих механізмів.

1. Гідробаки і теплообмінники

Гідробаки призначені для живлення гідроприводу робочою рідиною. Крім того, через гідробак здійснюється теплообмін між робочою рідиною і навколишнім простором; в ньому відбувається виділення з робочої рідини повітря, пеногашение і осідання механічних та інших домішок.

Рис. 1. Гідробак:
1 - покажчик масла; 2 - всмоктувальна труба; 3 - кришка; 4 - сапун; 5 - вічко; 6 - зливна труба; 7 - фільтр; 8 - сітчастий фільтр (осередку 0,1 0,1 мм); 9 - заливний отвір; 10 - магнітна пробка; 11 - кришка для зливу РЖ; 12 - перегородки (успокоители)

Гідробаки виготовляють зварними з листової сталі завтовшки 1-2 мм або литими з чавуну. Форма гидробаков найчастіше прямокутна. Всередині гідробака є перегородки 12, якими усмоктувальна труба відокремлена від зливної 6. Крім того, перегородки подовжують шлях циркуляції робочої рідини, завдяки чому поліпшуються умови для піногасіння і осідання на дно гідробака домішок, що містяться в робочій рідині. Кращому виділенню повітря з робочої рідини сприяє дрібна сітка, поставлена в гидробаке під кутом. Для вирівнювання рівня рідини в гидробаке перегородки мають отвори на выоте 50...100 мм від дна. Заливку робочої рідини проводять через отвір 9 із сітчастим фільтром 8, має вічка розміром не більше 0,1 0,1 мм. Отвір для заливання закривають пробкою. Для контролю рівня робочої рідини в гидробаке служать вказівник 1 або оглядове вічко 5.

 

Для вирівнювання тиску над поверхнею рідини в баку з атмосферним тиском служить сапун 4. Можливі випадки, коли тиск в гидробаке відрізняється від атмосферного (надлишковий тиск або вакуум).

Зливну і всмоктувальну труби встановлюють на висоті h = (2...3) d від дна бака, а кінці труб скошують під кутом 45°. При цьому скіс зливної труби направлений до стінки, а всмоктуючої - від стінки. Таке розташування кінців труб зменшує змішування рідини з повітрям, взмучивание опадів і попадання домішок у усмоктувальну гидролинию. У верхній частині зливної труби може бути встановлений фільтр.

Дно гідробака має отвір з кришкою 11 для спуску робочої рідини, періодичної очистки і промивки гидроемкости. На дні також можуть бути встановлені магнітні пробки 10 для затримання металевих домішок. Кришка 3 буває знімною. З гідробаком вона з'єднується через ущільнювач з маслостійкої гуми.

В процесі експлуатації гідроприводу температура робочої рідини не повинна перевищувати 55...60° С і в окремих випадках 80° С. Якщо підтримання температури в межах установленої не може бути забезпечене природним охолодженням, в гідросистемі встановлюють теплообмінники.

У гідроприводах застосовують два типи теплообмінників: з водяним та повітряним охолодженням.

Теплообмінники з водяним охолодженням мають невеликі розміри. На відміну від повітряних, вони більш ефективні, але вимагають додаткового обладнання для подачі охолоджуючої рідини. Конструктивно теплообмінник являє собою змійовик 2 із сталевої труби (рис.2, а), розміщеної в гидробаке 1.

Теплообмінники з водяним охолодження доцільно застосовувати в гідроприводах стаціонарних машин, що працюють у важких умовах.

Рис.2. Теплообмінники:
а - з водяним охолодженням; 1 - бак; 2 - змійовик;
б - з повітряним охолодженням; 1 - радіатор; 2 - вентилятор; 3 - магнітний пускач; 4 - реле; 5 - терморегулятор; 6 - датчик температури

Теплообмінники з повітряним охолодженням виконують по типі автомобільних радіаторів або у вигляді труб, оребрених для збільшення поверхні теплопередачі. Для збільшення ефективності теплопередачі поверхню теплообмінника обдувається повітрям від вентилятора.

 

Для підтримки постійної температури робочої рідини може бути застосований автоматичний терморегулятор (рис.2, б). При підвищенні температури робочої рідини реле 4 терморегулятора 5 замикає ланцюг магнітного пускача 3 електродвигуна, на валу якого встановлений вентилятор 2. Потік повітря обдуває теплообмінник 1. При зменшенні температури нижче заданого рівня електродвигун вентилятора відключається. Терморегулятор працює від датчика температури 6.

2. Фільтри

Фільтри служать для очищення робочої рідини від містяться в ній домішок. Ці домішки складаються з сторонніх частинок, що потрапляють в гідросистему ззовні (через зазори в ущільненнях, при заливці і доливці робочої рідини в гідробак і т. д.), з продуктів зносу гідроагрегату і продуктів окислення робочої рідини.

Механічні домішки викликають абразивний знос і призводять до заклинювання рухомих пар, погіршують змащування тертьових деталей гідроприводу, знижують хімічну стійкість робочої рідини, засмічують вузькі канали в регулюючій гидроаппаратуре.

Домішки затримуються фільтрами (рис.3), принцип роботи яких заснований на пропуск рідини через фільтруючі елементи (щілинні, сітчасті, пористі) або через силові поля (сепаратори). У першому випадку домішки затримуються на поверхні або в глибині фільтруючих елементів, у другому робоча рідина проходить через штучно створюється магнітне, електричне, відцентрове або гравітаційне поле, де відбувається осідання домішок.

Рис.3. Схема фільтрації робочої рідини

За тонкості очищення, тобто за розміром затриманих частинок фільтри діляться на фільтри грубої, нормальної і тонкого очищення.

Фільтри грубого очищення затримують частинки розміром до 0,1 мм (сітчасті, пластинчасті) і встановлюються в отворах для заливки робочої рідини в гідробаки, у всмоктувальних і напірних гідролініях і служать для попереднього очищення.

 

Фільтри очищення нормальної затримують частки від 0,1 до 0,05 мм (сітчасті, пластинчасті, магнітно-сітчасті) і встановлюються на напірних і зливальних гідролініях.

Фільтри тонкого очищення затримують частинки розміром менше 0,05 мм (картонні, повстяні, керамічні), розраховані на невеликий витрата і встановлюються у відгалуженнях від гідромагістралей.

В залежності від місць установки фільтрів у гідросистемі розрізняють фільтри високого і фільтри низького тиску. Останні можна встановлювати тільки на всмоктувальних або зливних гідролініях.

Конструкції фільтрів.

Сітчасті фільтри встановлюють на всмоктувальних і зливальних гідролініях, а також в заливальних отворах гидробаков. Фільтруючим елементом є латунна сітка, розмір якої визначає тонкість очищення робочої рідини. Сітка встановлюється в один і більше шарів. Для зменшення опору фільтруючу поверхню роблять як можна більшою.

Рис. 4. Сітчастий фільтр
1 - корпус; 2 - сітка; 3 - диски; 4 - перфорована трубка; 5 - гайка; 6 - прокладки.

На рис. 4. зображена конструкція сітчастого фільтра. Фільтр складається з корпусу 1 з отворами для пропуску робочої рідини і обтягнутого двома шарами сітки 2. Торцеві поверхні фільтра закриті двома дисками 3. Через центральні отвори дисків проходить перфорована сталева труба 4, соединяемая з всмоктуючої трубою насосної установки.

Дротові фільтри мають аналогічну конструкцію. Вони складаються з труби з великою кількістю радіальних отворів або пазів, на зовнішній поверхні якої навивається калібрувальна дріт круглого або трапецієподібного перерізу. Зазор між рядами дротів визначає тонкість фільтрації робочої рідини (до 0,05 мм). Недолік сітчастих і дротяних фільтрів - труднощі очищення фільтруючих елементів від накопичених на їх поверхні забруднень.

Пластинчасті (щілинні) фільтри встановлюють на напірних і зливальних гідролініях гідросистем. Пластинчастий фільтр типу Г41 (рис. 5) складається з корпусу 1, кришки 2 і осі 3, на якій закріплений пакет фільтруючих елементів. Кришка, що має отвори для підведення і відведення рідини, що кріпиться до корпусу болтами, а стик між ними ущільнюється гумовим кільцем 4. Пакет фільтруючих елементів складається з набору 5 основних і проміжних пластин 6. Рідина надходить у корпус фільтра і через щілини між основними та проміжними пластинами потрапляє у внутрішню порожнину фільтра, утворену вирізами в основних пластинах. При протіканні рідини через щілини в ній містяться механічні домішки затримуються. Тонкість очищення залежить від товщини проміжних пластин. В процесі експлуатації фільтра щілини засмічуються. Для очищення служать скребки 7, укріплені на шпильці 8. При повороті рукояткою осі 3 скребки, поміщені між основними та проміжними пластинами, очищають шар забруднень на вході в щілини. При скупченні забруднень на дні корпусу проводиться їх видалення через отвір в нижній частині корпусу 9. Такий порівняно простий спосіб очищення є перевагою пластинчастих фільтрів.

Рис. 5. Пластинчастий фільтр типу Г41:
1 - корпус; 2 - кришка; 3 - вісь; 4 - гумове кільце; 5 - основні пластини; 6 - проміжні пластини; 7 - скребки; 8 - шпилька; 9 - пробка.

Пластинчаті фільтри Г41 випускають на витрату до 70 л/хв при перепаді тисків 0,1 і 0,2 МПа. В залежності від типорозміру фільтрів найменший розмір затриманих частинок становить 0,08, 0,12 і 0,2 мм.

 

Сітчасті, дротяні та щілинні фільтри мають невеликий опір при протіканні через них робочої рідини, але тонкість їх очищення невелика.

Для поліпшення очищення робочої рідини застосовують фільтри тонкого очищення, які мають великий опір і розраховані на невеликі витрати. Їх встановлюють на відгалуженнях від гідромагістралей. Щоб уникнути швидкого засмічення перед фільтрами тонкого очищення встановлюють фільтри грубого очищення.

У фільтрах тонкого очищення використовують тканинні, картонні, повстяні і керамічні фільтруючі елементи.

Фільтри з картонними і тканинними елементами затримують за один прохід значну (до 75%) частина твердих включень розміром більше 4-5 мкм. Схема такого фільтра з комбінованим елементом, що складається з елементів тонкої 2 і грубої 1 очищення, представлена на рис. 6. До відкриття перепускного клапана 3 рідину послідовно проходить через обидва елемента (рис. 6, а). При засміченні елемента тонкого очищення відкривається перепускний клапан 3, і рідина через елемент грубого очищення надходить до вихідного штуцера, минаючи елемент тонкого очищення (рис. 6, б).

Рис. 6. Комбінований фільтр з елементів грубої і тонкої очистки

Паперовий елемент зазвичай виконується у вигляді циліндра, стінки якого для збільшення фільтруючої поверхні збирають в складки тієї чи іншої форми (рис. 7).

Повстяні і металокерамічні фільтри ставляться до фільтрів тонкого очищення. Їх також називають глибинними, оскільки рідина проходить через товщу пористого матеріалу (наповнювача). Вони мають більш високу брудоємність і порівняно великий термін служби.

Рис. 7. Паперовий фільтроелемент

Рис. 8. Структура фильтроматериала з спечених кульок

Широко поширені фільтри глибинного типу з наповнювачами з пористих металів і кераміки, одержувані шляхом спікання металевих і неметалевих порошків. Схема пористої структури металокерамічного фильтроматериала представлена на рис. 8. Рідина очищається, протікаючи по довгих і звивистих каналів між кульками.

Повстяні фільтри (рис. 9) складаються з корпусу 1, кришки 2 з отворами для підведення і відведення робочої рідини, перфорованої труби 3 із закріпленими на ній фільтруючими елементами у вигляді повстяних кілець 4.

Сепаратори мають необмежену пропускну здатність при малому опорі. Принцип їх роботи заснований на пропуск робочої рідини через силові поля, які затримують домішки. В якості прикладу на рис. 10 приведена конструкція магнітного фільтра С43-3, призначеного для уловлювання феромагнітних домішок. Фільтр складається з корпусу 3, кришки 8 з ввернутой в неї латунної трубою 7 і магнітного уловлювача. Уловлювач включає круглу шайбу 4 з шістьма отворами, в які запресовано постійні магніти 9. Від кришки фільтра магніти ізольовані фібрової прокладкою 5. У нижній частині труби посилена латунна шайба 2, призначена для екранування магнітного поля, що створюється постійними магнітами, та виключення його замикання на корпус фільтра.

 

Містяться в рідині феромагнітні домішки затримуються на поверхні магнітів, а по мірі необхідності видаляються з корпусу через отвір, що закривається пробкою 1.

Рис. 9. Повстяний фільтр типу Г43:
1 - корпус; 2 - кришка;
3 - перфорована труба;
4 - фільтруючі елементи

Рис. 10. Магнітний фільтр типу С43-3:
1 - пробка; 2 - латунна шайба;
3 - корпус; 4 - шайба; 5 - прокладка;
6 - ущільнення; 7 - латунна труба;
8 - кришка; 9 - магніти

Установка фільтрів в гідросистему.

При виборі схеми установки необхідно врахувати багато факторів:
- джерело забруднень;
- чутливість елементів гідроприводу до забруднень;
- режим роботи машини;
- робочий тиск;
- регулярність і нерегулярність обслуговування;
- тип робочої рідини;
- умови експлуатації.

Установка можлива на всмоктувальній, напірній та зливній гідролініях (рис. 11), а також у відгалуженнях.

Рис. 11. Схеми включення фільтрів:
а - на всмоктувальній гідролінії; б - у напірній гідролінії;
в - у зливній гідролінії

Установка фільтрів на всмоктувальній гідролінії забезпечує захист всіх елементів гідросистеми. Недоліки: погіршаться всмоктувальна здатність насосів і можливо поява кавітації. Додатково встановлюють індикатор, що вимикає привід насоса спільно з зворотним клапаном, включающимся в роботу при неприпустимому засміченні (рис. 11, а).

Установка фільтрів в напірній гідролінії забезпечує захист всіх елементів, крім насоса. Засмічення може викликати руйнування фільтруючих елементів. Для цього встановлюють запобіжні клапани (рис. 11, б).

Установка фільтрів на зливній гідролінії найбільш поширена, так як фільтри не зазнають високого тиску, не створюють додаткового опору на всмоктувальної та напірної гідролінії і затримують всі механічні домішки, що містяться в робочій рідині, що повертається в гідробак. Недолік такої схеми полягає у створенні підпору в зливній гідролінії, що не завжди є бажаним.

Установка на відгалужень не забезпечує повного захисту, але зменшує загальну забрудненість робочої рідини. Монтується як додаткове очищення до основної очищення. Найбільш вигідна схема установки фільтра тонкої очистки в відгалуженнях від зливальної гідролінії.

При встановленні фільтрів гидролинию з реверсивними потоками робочої рідини зворотні клапани забезпечують пропуск рідини через фільтр тільки в одному напрямку (рис. 12).
Контроль за роботою фільтрів здійснюється за манометрів. Збільшення перепаду тисків свідчить про засміченості фільтра і, отже, про необхідність заміни або промивання фільтруючих елементів.

Рис. 12. Схема включення
фільтра на ділянці з
реверсивним рухом

3. Ущільнювальні пристрої

Призначення ущільнювальних пристроїв - усунення витоків і перетоків робочої рідини через зазори між деталями, що сполучаються елементів гідроприводу, викликаних перепадом тисків.

До ущільнювальних пристроїв пред'являються наступні вимоги: зносостійкість; сумісність з конструкційними матеріалами та робочою рідиною; стійкість до температурних коливань; зручність монтажу-демонтажу; невисока вартість.

Ущільнювальні пристрої діляться на дві групи:
ущільнення нерухомих з'єднань, які повинні забезпечувати абсолютну герметичність при всіх режимах роботи гідроприводу;
ущільнення рухомих сполук, що допускають можливість регламентованих витоків і перетоків робочої рідини.

Ущільнення вважається герметичним, якщо після тривалої витримки під тиском (для нерухомих з'єднань) або після встановленого числа переміщень (для рухомих з'єднань) витоку робочої рідини не перевищують гранично допустимі.

Ущільнення нерухомих з'єднань.

У нероз'ємних з'єднаннях герметичність досягається пайкою і зварюванням деталей.

В роз'ємних з'єднаннях витоку усуваються декількома способами: шляхом деформації ущільнюються поверхонь зовнішньою силою; взаємної приработкой ущільнюються поверхонь; заповненням мікронерівностей на ущільнюються поверхнях різними заповнювачами (прокладки з картону, шкіри, гуми тощо). При цьому при всіх способах між сполучаються деталями має бути створено контактний тиск (шляхом затягування кріпильними елементами), що перевищує максимальний робочий тиск. Деякі способи ущільнення нерухомих з'єднань м'якими прокладками і кільцями представлені на рис. 13.

Рис. 13. Герметизація нерухомих з'єднань

Для виготовлення прокладок застосовують різні неметалічні і металеві еластичні матеріали, здатні компенсувати при затягуванні з'єднання нерівності і інші дефекти поверхонь ущільнюваного пари.

Ущільнення рухомих з'єднань.

Ущільнення може бути безконтактним (щілинним) або контактним (виконаним за допомогою різноманітних ущільнювачів).

Щілинне ущільнення (рис. 14, а) поширене в багатьох гідроагрегатах (насоси, розподільники тощо). Зниження витоків досягається за рахунок зменшення зазору s між рухомими деталями. Витоку неминучі і заздалегідь визначаються для циліндричних деталей за формулою:

де d - діаметр ущільнюваного з'єднання; s - зазор між деталями з'єднання; l - довжина ущільнення; υ - відносна швидкість переміщення деталей; μ - динамічний коефіцієнт в'язкості рідини.

Рис. 14. Схеми ущільнень:
а - щілинного; б, в - лабіринтового

Для підвищення опору щілини при високих Re, відповідних турбулентного режиму течії на одній (рис. 14, б) або обох (рис. 14, в) поверхнях, які утворюють щілину, виконують лабіринтові канавки, які внаслідок поперемінного зміни перерізу щілини підвищують її опір.

Недолік щілинного ущільнення - висока вартість виготовлення деталей, що сполучаються і можливість облітерації щілини.

Контактні ущільнення виконуються за допомогою металевих і гумових кілець, набивальних ущільнень і манжет.

Ущільнення металевими кільцями - одне з найпростіших і довговічних ущільнень. Матеріал кілець - сірий чавун, бронза, текстоліт, графіт і металлографитовая маса. Стики кілець (рис. 15) можуть бути прямими (при Р5 МПа), косими (при Р20 МПа) і фронтонами (при Р>20 МПа). У ступінчастому замку (див. рис. 15, г) часто одну з спряжених поверхонь виконують плоскою, а другу - трохи опуклою, завдяки чому підвищується питомий тиск у стику кілець, що сприяє підвищенню герметичності. Форма поперечного перерізу прямокутна. Число кілець в ущільненні коливається від 2 до 9, в залежності від перепаду тисків. Відстань між кільцями на якість ущільнення не впливає.

Рис. 15. Типи стикових замків металевих кілець:
а - прямий; б - косою; в, г - ступінчастий

До недоліків ущільнення металевими кільцями відноситься необхідність точного виготовлення деталей з'єднання, т. к. кільця не компенсують мікронерівності, овальність, конусність і т. п. Ущільнення з кілець створює додаткову силу тертя. Ущільнення не є абсолютно герметичним і визначається як і при щелевому ущільненні.

Ущільнення гумовими кільцями є простим, компактним і досить надійним. Ущільнення застосовується при нерухомих (при Р30 МПа) і рухомих з'єднаннях (при Р20 МПа). Діапазон температур -50...+100 С. Герметичність досягається за рахунок монтажного стиснення гуми та її щільного прилягання до поверхні деталей (рис. 16). Матеріал - маслостійке гума. Форма поперечного перерізу кругла (переважно) або прямокутна (може скручуватися і вдавливаться в зазор). При ущільненні гумовими кільцями витоку практично відсутні. На рис. 16 показана схема гумових ущільнень кільцем круглого перерізу. Розміри кілець і канавок підбирають таким чином, щоб при монтажі кільця в канавці (при нульовому обтисканні) був збережений боковий зазор (а - d) = 0,2...0,25 мм (рис. 16, а). При монтажному стисненні кільце підтискається на величину k = d - b (рис. 16, б). Таким попередніми стисненням кільця створюється герметичність з'єднань при нульовому і малому тиску рідини. При наявності ж тиску кільце під його дією деформуючись біля зовнішньої сторони канавки, створює щільний контакт з які ущільнюються поверхнями (рис. 16, в).

Рис. 16. Схеми ущільнень гумовим кільцем
круглого перетину

Набивкові ущільнення (рис. 17) застосовують в гідравлічних пресах, гідроциліндрах, насосах і деякою гидроаппаратуре. Матеріал - м'які (бавовняно-паперові, прядивні, азбестові) набивання просочені колоїдним графітом, церезином, суспензією фторопласта або жиром, і тверді (металеві, пластмасові) набивання. При здавлюванні набивання 1 натискний буксой 2 набивальної матеріал тече в радіальному напрямку, утворюючи щільний контакт між камерою сальника і набиванням з одного боку і рухомою деталлю (штоком або валом) - з іншого. Для компенсації зносу набивкові сальники вимагають періодичної підтяжки. Здавлювання набивання відбувається за допомогою болтів (рис. 17, а) або пружини (рис. 17, б).

Рис. 17. Герметизація набивками і здавлювання набивання:
а болтами; б - пружиною

Набивкові ущільнення використовують при невеликих тисках (при Р5 МПа). Термін служби м'яких вибійок до 800 годин.

Манжетні ущільнення застосовують при Р до 50 МПа, швидкості переміщення з'єднуємих деталей до 20 м/с. Діапазон температур -50...+100 С. Манжети мають шевронну і V-образну форму. Герметичність забезпечується за рахунок деформації при монтажі і від тиску робочої рідини (рис. 18). Кількість манжет залежить від діаметра і тиску.

Рис. 18. Схема дії радіального ущільнення:
а - манжета до монтажу; б - манжета у змонтованому вигляді без
тиску рідини; в - манжета під тиском

Найбільш поширені U-подібні (рис. 19, а, в) та V-подібні (шевронні) манжети (рис. 19, г). Для ущільнення при тиску робочого середовища до 35 МПа застосовують U образні манжети і при тиску до 50 МПа і вище - шевронні. Для збереження форми манжету поміщають при монтажі ущільнювального пакета між фасонними опорними 1 і розпірними 2 кільцями (манжетодержателями) з металу або текстоліту (рис. 19, б).

Рис. 19. Типові форми манжет:
а, в - U-образні; б - монтаж манжет; р - шевронні

Ущільнення (герметизацію) обертових валів здійснюється за допомогою армованих манжет (рис. 20), які складаються з металевого каркаса 1, манжети 2 і спіральної пружини 3, що забезпечує додаткове притиснення манжети до валу.

Рис. 20. Манжети для ущільнення обертових валів:
а - із зовнішнім каркасом; б - з внутрішнім каркасом;
1 - металевий каркас; 2 - прокладка; 3 - пружина

При виборі типу і матеріалу ущільнень враховують: тиск в гідросистемі; діапазон робочих температур; характер руху з'єднуваних деталей; швидкість руху; тип робочої рідини.

4. Гідравлічні акумулятори

Гідравлічним акумулятором називається гідроємність, призначена для акумулювання енергії робочої рідини, що знаходиться під тиском, з метою подальшого використання цієї енергії в гідроприводі. Залежно від носія потенційної енергії гідроакумулятори поділяють на вантажні, пружинні і пневматичні.

Рис. 21. Гідроакумулятори:
а - вантажний; б - пружинний; в - пневмогідравлічний з пружним роздільником

Вантажний акумулятор (рис. 21, а) складається з циліндра 1, плунжера 2 і вантажу вагою 3 2G. При зарядці плунжер піднімається (відбувається збільшення потенційної енергії), при розрядці - опускається. Тиск розрядки постійно, але громіздкість обмежує їх застосування.

Пружинний акумулятор (рис. 21, б) складається з циліндра 2, поршня 1, пружини 3, розміщеного в корпусі 4. Зарядження та розрядження відбувається через отвір 5. Вони компактні, але є недолік - нерівномірність тиску на початку і в кінці циклу розрядки, малий об'єм.

Пневмогідравлічний акумулятор (рис. 21, в) з пружним роздільником складається з балона 1 і еластичною діафрагми 2, закріпленою у верхній частині акумулятора. Зарядку газом проводять через отвір 4, а робочою рідиною через отвір 3. Верхня частина заповнюється газом до початкового тиску PН, відповідного мінімального робочого Pmin в гідросистемі. Робоча рідина заповнює нижню частину до тиску Pmax, рівного максимальному тиску в гідросистемі. Газ стискається до тиску Pmax. Коли тиск в гідросистемі стане менше Pmax робоча рідина витісняється з гідроакумулятора. Кільце 5 оберігає діафрагму від продавлювання та пошкодження. Переваги: не вимагає частої підзарядки газом; безынерционен; придатний до експлуатації після тривалої перерви в роботі і встановлюється в будь-якому положенні.

Гідроакумулятори підтримують на певному рівні тиск, компенсують витоку, згладжують пульсацію тиску, що створюється насосами, виконують функцію демпфера, захищають систему від закидів тиску викликаних наїздом машин на дорожні перешкоди. Так само використовуються для досягнення більшої швидкості холостого ходу при спільній роботі з насосами.

У схемі на рис. 22 гідроакумулятор 5 виконує функцію компенсатора витоків і підтримує постійний тиск у гідроприводі машини для утримання вантажу. При накладенні вантажозахватного органу на вантаж насос клапаном 2 розвантажений, а необхідний тиск у робочій порожнині гідроциліндра 6 підтримується гідроакумулятором. Зворотний клапан 8 в цій схемі блокує акумулятор від лінії зливу при розвантаженому насосі. Розподільник 1 управління клапаном 2 включається від реле тиску 7, яке налаштовують на робочий тиск. Дросель 3 служить для регулювання витрати при розрядці акумулятора. Зарядка акумулятора відбувається через зворотний клапан 4 в кінці стиснення вантажу.

Рис. 22. Схема включення гідроакумулятора для компенсації витоків:
1 - розподільник; 2 - запобіжний клапан непрямої дії; 3 - дросель; 4, 8 - зворотний клапан; 5 - гідроакумулятор; 6 - гідроциліндр; 7 - реле тиску

Порівняно з безаккумуляторным розглянутий гідропривід має менші габарити, масу і може бути більш економічним, оскільки споживана насосом потужність буде менше за рахунок зменшення часу роботи насоса під навантаженням.

5. Гідрозамки

Гідрозамки називається направляючий гідроапарат, призначений для пропускання потоку робочої рідини в одному напрямку при відсутності керуючого впливу, а за наявності керуючого впливу - в обох напрямках.

За кількістю запірно-регулюючих елементів гідрозамки можуть бути одно - і двобічними.

Рис. 23. Гідрозамок односторонній
а - подача робочої рідини до порожнини А; б - протягом рідини з порожнини А в порожнину Б;
в - подача робочої рідини в порожнину Б; р - протягом рідини з порожнини Б у порожнину А
при наявності керуючого впливу; д - умовне позначення гідрозамка однобічного

Гідрозамок односторонній (рис. 23) має штовхач 3, запірно-регулюючий елемент 1 і нерегульовану пружину 2, які утворюють подобу зворотного клапана. У гідрозамка однобічного виконано три підвода, сполучені з трьома порожнинами гідрозамка А, Б і У. При подачі робочої рідини під тиском в порожнину А(рис. 23, а), відкривається запірно-регулюючий елемент 1, і рідина починає вільно проходити в порожнину Б(рис. 23, б). Керуючий вплив відсутній, тобто в порожнині В тиск рідини не подається. При підведенні робочої рідини до порожнини Б клапан закритий (рис. 23, в). Однак, якщо одночасно з цим підвести рідину до порожнини У (подати керуючий вплив), то штовхач 3 переміщаючись вгору відкриє запірно-регулюючий елемент. У цьому випадку рідина буде вільно проходити з порожнини Б у порожнину А (рис. 23, г), поки буде присутній керуючий вплив у порожнині У.

Односторонні гідрозамки застосовуються для блокування руху вихідної ланки гідродвигуна в одному напрямку. Для блокування вихідного ланки в двох напрямках застосовуються двосторонні гідрозамки.

Двосторонній гідрозамок (рис. 24) має в своєму корпусі два запірно-регулюючих елемента 1, дві нерегульовані пружини 2, а між ними плаваючий штовхач 3 (рис. 24, а). При підведенні робочої рідини під тиском до каналу А відкривається запірно-регулюючий елемент 1, і рідина вільно надходить у канал і далі до гидродвигателю (наприклад в поршневу порожнину гідроциліндра). Одночасно з цим штовхач 3 гідрозамка переміщується вправо і відкриває другий запірно-регулюючий елемент, забезпечуючи пропуск рідини (наприклад, від штокової порожнини гідроциліндра) з каналу Р в канал Б і далі в зливну магістраль. Аналогічно гідрозамок працює при реверсі руху вихідної ланки гідродвигуна. Якщо рідина під тиском не підходить до жодного з каналів (А або В), то робочі елементи 1 знову займають положення, зазначене на рис. 24, а. Порожнини гідродвигуна блокуються від зливу, тим самим блокуючи вихідна ланка гідродвигуна від переміщень.

Рис. 24. Двосторонній гідрозамок:
а - нейтральне положення; б - положення штовхача при підводі тиску в канал А; в - положення штовхача при підводі тиску в канал В; р - умовні позначення

При установці гідрозамків необхідно враховувати їх конструктивне виконання (тип), спосіб навантаження вихідної ланки гідродвигуна, а також місце розміщення при цьому дроселів із зворотними клапанами - до або після гідрозамка. Дроселі з зворотними клапанами вільно пропускають потік робочої рідини на підйом робочого органу і обмежують витрату робочої рідини і відповідно швидкість робочого органу при його опусканні (рис. 25).

Рис. 25. Схема установки гідрозамка однобічного:
а - без дроселя з зворотним клапаном; б - дроселем і зворотним клапаном

Якщо в схемі привода гідроциліндра вантажопідйомного механізму з гідрозамки не буде встановлений дросель із зворотним клапаном (рис. 25, а), то при переміщенні золотника гідророзподільника в позицію "опускання" в гідролінії насоса і управління гідрозамки створюється тиск, достатній для відкриття гідрозамка. Після його відкриття робоча рідина з штокової порожнини гідроциліндра надходить на злив, і шток опускається під дією зовнішнього навантаження F. При цьому швидкість переміщення штока гідроциліндра може перевищити швидкість, обумовлену подачею насоса. Тоді тиск у протилежному (поршневий) порожнини гідроциліндра і в гідролінії управління зменшується, запірний елемент гідрозамка під дією пружини закривається і рух припиняється. Потім тиск у напірній гідролінії і в гідролінії управління знову зростає, і гідрозамок відкривається. Таким чином, відбуваються переривчасте рух робочого органу і пульсація тиску. Для виключення цього явища між гідрозамки і гідроциліндром рекомендується встановлювати дросель із зворотним клапаном (див. рис. 25, б), опір якого при опусканні штока створює тиск, необхідний для відкриття зворотного клапана гідрозамка та підтримання його в тому положенні.

Тиск керування для гідрозамків становить від 0,02 (мінімальний тиск спрацьовування ненавантаженого клапана) до 32 МПа.

В гідросистемах мобільних машин найбільше застосування отримали односторонні гідрозамки з конічним запірним елементом, мають умовний прохід 16, 20, 25 і 32 мм

6. Гідравлічні реле тиску та часу

Реле тиску застосовується для послідовного включення або виключення окремих виконавчих органів машини і для здійснення дистанційного керування. Реле тиску може забезпечити контроль за тиском в гідросистемі з подачею электросигнала, свідчить, наприклад, про перевантаження системи.

Реле тиску Г62-21 (рис. 26) складається з корпусу 1, діафрагми 2, пружини 3, важеля 4 з віссю 5, гвинта 6, мікроперемикача 7. Рідина на контрольованій гілки гідросистеми підводиться до отвору 9. Якщо підведене тиск виявиться вище встановленого налаштуванням пружини 3, діафрагма 2 деформується і передає тиск на важіль 4, який при повороті навколо осі 5 гвинтом 6 впливає на мікроперемикач 7. Регулювання реле тиску здійснюється за допомогою зміни стиснення пружини 3 гвинтом 8.

З моменту початку деформації діафрагми 2 до моменту спрацьовування реле, тобто до моменту включення мікроперемикача 7, відбудеться збільшення тиску, яке характеризує нечутливість апарату,

де ΔL - шлях переміщення важеля 4, необхідний для включення мікроперемикача; c - жорсткість пружини; Ω - активна площа діафрагми.

Нечутливість реле тиску різних типорозмірів коливається від 0,3 до 1,0 МПа. Контрольоване тиск знаходиться в діапазоні від 0,5 до 32 МПа.

Рис. 26. Реле тиску Г62-2:
а - конструкція; б - умовне позначення реле тиску;
1 - корпус; 2 - діафрагма; 3 - пружина; 4 - важіль; 5-вісь важеля;
6, 8 -гвинти; 9 - отвір

Гідравлічне реле часу (або гідроклапан витримки часу) це направляючий гідроапарат призначений для пуску або зупинки потоку робочої рідини через заданий проміжок часу після подачі керуючого сигналу. Гідравлічні реле часу застосовуються для забезпечення певної витримки в часі між різними циклами спрацювання виконавчих механізмів машини.

Час спрацьовування реле часу визначається часом необхідним для витіснення рідини з гидроемкости 1. Поршень 3, приводить у рух пружина 4, а важелем 5 здійснюється натискання на штифт мікроперемикача 6. Заряджання ємності реле часу відбувається через зворотний клапан 7 (рис. 27, а).

Рис. 27. Реле часу:
а - принципова схема; б - варіант схеми включення

Розглянемо приклад установки реле часу. В даній схемі шток гідроциліндра автоматично здійснює холостий та робочий хід, зупиняючись у кінці кожного ходу на встановлений час (рис. 27, б). У положенні розподільника 1 поршень гідроциліндра рухається вправо, здійснюючи робочий хід. Одночасно через гідророзподільник 2 відбувається заряджання ємності реле часу. До моменту натискання упором на шляховий перемикач 3 ємність буде вже заповнена, а робочий хід завершений. Шляховий перемикач 3 перемкне гідророзподільник 2, і почнеться витікання рідини через дросель. Після встановленого часу (часу витікання робочої рідини з ємності реле часу) за рахунок вимикача 4 переключаться гідророзподільники 1 і 2. Розпочнеться холостий хід штока, і одночасно буде заряджатися ємність реле часу. В кінці холостого ходу шляховий перемикач 5 перемкне розподільник 2 і ємність реле часу знову почне розряджатися. Після її розрядки вимикач 4 перемкне розподільники в початкове положення, забезпечивши робочий хід.

Рис. 28. Реле часу дросельного типу
1, 11 - пружини; 2 - золотник; 3, 4 - подводящее і відводить отвору; 5, 8 - порожнини; 6 - канал; 7 - дросель; 9 - зливний отвір; 10 - кулька; 12 - кришка; 13 - контрогайкой

Рис. 29. Реле часу об'ємного типу
1, 4 - отвори; 2, 6, 7 - порожнини; 3, 5 - канали; 8 - поршень; 9, 13 - пружини; 10 - шток; 11 - упор; 12 - золотник; 14 - зливний отвір; 15 - гвинт; 16 - рукоятка

За принципом роботи реле часу поділяються на дросельні та об'ємні.

На рис. 28 дана схема реле часу дросельного типу, призначеного для відсікання тиску від магістралі і включення зливу з налаштованої витримкою часу.

Пружина 1 відводить золотник 2 в крайнє праве положення, внаслідок чого масло з отвору нагнітання 3 відводиться в отвір 4. Якщо реле включено, то масло через штуцер подається в порожнину 5, потім канал 6 і щілина між дроселем 7 і корпусом і, нарешті, в порожнину 8 під торець золотника 2. Під тиском масла золотник 2 повільно переміщується вліво, стискаючи пружину 1. Як тільки золотник 2 займе крайнє ліве положення, отвір 4 з'єднується зі зливним отвором 9. При виключенні реле часу масло з порожнини 8 йде під кулька 10, стискаючи пружину 11. Золотник повертається в крайнє праве положення, направляючи масло в отвір 4. Час витримки реле часу регулюється за рахунок обертання дроселя 7. Для цього потрібно попередньо відвернути ковпачок 12 і послабити контргайку 13.

При малих швидкостях руху гідродвигуна, а також при значній зміні температури робочої рідини реле часу дросельного типу не може дати точної витримки часу. Тому в таких випадках застосовують реле часу об'ємного типу.

На рис. 29 дана конструктивна схема реле часу об'ємного типу.

Витримка реле часу об'ємного типу залежить від тривалості ходу поршня 8 і регулюється гвинтом 15 за допомогою рукоятки 16. Рідина з гідросистеми підводиться через отвір 1 в порожнину 2 і до каналу 3, потім йде через отвір 4, поздовжній канал 5 і в порожнину 6 і далі в порожнину 7. При цьому опускається поршень 8, стискаючи пружину 9, шток 10 повертає упор 11. Якщо навіть тиск в порожнині 2 зростає, то золотник 12, стискаючи пружину 13, піднімається вгору, внаслідок чого відбудеться з'єднання порожнини 7 із зливним отвором 14. У свою чергу поршень 8 пружиною 9 підніметься вверх, так як тиск в порожнині 2 впаде, а золотник 12 опуститься вниз, і вся система займе вихідне початкове положення.

7. Засоби вимірювання

В процесі експлуатації гідроприводів застосовують засоби вимірювання, що мають нормовані метрологічні властивості і призначені для знаходження значень фізичних величин, що характеризують роботу цих гідроприводів.

Застосовувані засоби вимірювання характеризуються ціною поділки, абсолютною похибкою і класом точності.

Ціна поділки шкали - різниця значень величин, відповідних двом сусіднім відміткам шкали приладу.

Абсолютна похибка - різниця між показанням приладу та дійсним значенням вимірюваної величини.

Клас точності - узагальнена характеристика засобів вимірювання, що визначається відношенням максимально допустимої похибки ? до кінцевого значення n шкали приладу, вираженим у процентах, тобто

При експлуатації і випробуваннях гідроприводів і окремих гідроагрегатів вимірюють тиск, витрату і температуру робочої рідини, швидкість руху, зусилля, крутні моменти, що розвиваються на вихідних ланках гідродвигунів.

Вимірювання тиску. Для вимірювання надлишкового тиску застосовують манометри. Манометри за своїм призначенням поділяються на прилади загального призначення (типу М, МТ, ОБМ) і зразкові (типу МО). Робочі манометри і загального призначення мають клас точності 1; 1,5; 2,5 і 4. Зразкові манометри мають більш високі клас точності (0,15; 0,25; 0,4), їх застосовують для перевірки манометрів загального призначення і випробувальних стендах.

За принципом дії манометри поділяються на рідинні, грузопоршневые, деформаційні і електричні.

Рідинні манометри застосовують для вимірювань невеликих тисків і найчастіше являють собою скляну трубку, приєднану до резервуара (рис. 30).

Рис. 30. Повстяний фільтр типу Г43:
1 - корпус; 2 - кришка;
3 - перфорована труба;
4 - фільтруючі елементи

Рис. 31. Магнітний фільтр типу С43-3:
1 - пробка; 2 - латунна шайба;
3 - корпус; 4 - шайба; 5 - прокладка;
6 - ущільнення; 7 - латунна труба;
8 - кришка; 9 - магніти

Грузопоршневые манометри (рис. 31), що складаються з циліндра 1 і поршня 2, перетворюють тиск робочої рідини в зусилля, що розвивається поршнем.

Деформаційні манометри отримали в гідроприводі найбільше поширення. Принцип їх роботи заснований на залежності деформації чутливого елемента (мембрани, трубчастої пружини, сильфона) від вимірюваного тиску.

Рис. 32. Деформаційні манометри:
а - мембранний; б - мембранний з подвійною мембраною; в - з консольної балкою; р - сильфонний;
1 - мембрана; 2, 4 - активний і компенсуючий тензорезистор; 3 - консольна балочка

В мембранний манометрах тиск з боку робочої рідини передається на мембрану (рис. 32, а, б, в). На мембрані встановлені тензорезистори, які згинаючись разом з мембраною змінюють своє електричний опір. Зміна опору реєструється електричними приладами і перетворюється на показники значення відповідного тиску.

У сильфонних манометрах (рис. 32, р) тиск робочої рідини призводить до розтягування гофрованої пружною трубки пропорційно тиску.

Мембранний і сильфонні манометри призначені для вимірювання невеликих тисків.

Пружинний манометр (рис. 33) має пружину у вигляді зігнутої латунної трубки (трубка Бурдона) 1 еліптичного поперечного перерізу. Верхній кінець трубки запаяний, а нижній припаяний до штуцера 2, через який манометр приєднується в гідросистему. При заповненні трубки робочої середовищем під тиском вона прагне випрямитися. Через важільний механізм 3, підсилює деформацію трубки, переміщення її вільного кінця передається на стрілку 4, розташовану по центру шкали приладу. Пружинні манометри прості по конструкції, ними можна вимірювати тиск в широкому діапазоні.

Рис. 32. Деформаційні манометри:
а - мембранний; б - мембранний з подвійною мембраною; в - з консольної балкою; р - сильфонний;
1 - мембрана; 2, 4 - активний і компенсуючий тензорезистор; 3 - консольна балочка

Шкала всіх манометрів градуюється в паскалях або мегапаскалях. На старих зразках тиск вказується в кгс/см2. На шкалі наноситься заводське позначення; клас точності; номер ГОСТ; рік випуску; номер манометра і назву робочої середовища (рідина, пара, газ), в якій вимірюється тиск.

Електричні манометри застосовують для безперервного вимірювання миттєвого значення тиску в комплекті з осциллографами. Чутливим елементом цих приладів може служити трубка Бурдона (рис. 34, а) або тонкостінний порожній стакан (рис. 34, б) з наклеєними на їх стінки тензодатчиками.

Датчики з манганиновой дротом (рис. 34, в), електричний опір якого змінюється при об'ємному стисненні, застосовуються для виміру тиску.

Для виміру пульсацій тиску застосовують п'єзоелектричні датчики (рис. 34, м), реєструють тільки динамічну складову тиску.

Рис. 34. Електричні манометри:
а - з трубкою Бурдона; б - тонкостінний циліндричний датчик з наклеєними тензодатчиками; в - з манганиновой дротом; р - п'єзоелектричний;

1 - трубка Бурдона; 2 - тензодатчики; 3 - тонкостінний стакан; 4 - манганиновый датчик; 5 - вузька щілина; 6 - корпус; 7 - заливка епоксидною смолою; 8 - п'єзоелектричний датчик; 9 - перегородка

Вимірювання витрати. Для визначення подачі робочої рідини використовують витратоміри. За принципом дії розрізняють витратоміри: счетчиковые, струменеві, електромагнітні, ультразвукові, тахометричні, а також засновані на перепаді тиску та ін.

Рис. 35. Схеми витратомірів:
а - струменевий; б - ультразвуковий; в - турбінний; р - тепловий;
1 - мембрана; 2 - нерухомий електрод; 3 - трубопровід; 4 - напрямна; 5 - корпус; 6 - підшипник; 7 - турбіна; 8 - заспокоювач; 9 - перетворювач сигналу; 10 - випромінювач сигналу; 11 - додатковий випромінювач; 12 - приймач; 13 - додатковий приймач; 14 - пластина; 15 - термопара; 16 - теплоізоляція; 17 - нагрівач

В струменевих витратомірах (рис. 35, а) на шляху робочої рідини в трубопроводі 3 розташовується деякий перешкоду типу плоскої мембрани 1, відхилення якої є функцією швидкості струменя, а реєструючий ток - функцією взаємного положення мембрани 3 і нерухомого електрода 2.

Тахометричні турбінні витратоміри (рис. 35, в) працюють з малогабаритними електронними перетворювачами. У такому витратомірі потік робочої рідини приводить в рух турбіну, кожен прохід лопаті якої наводить імпульс ЕРС в обмотці індукційного перетворювача. Швидкість потоку визначається через частоту електричних імпульсів на виході перетворювача шляхом як безпосереднього вимірювання, так і виведенням на цифрові прилади або перетворення в аналоговий сигнал. Такими витратомірами можна вимірювати витрати до 360 л/хв.

Ультразвукові витратоміри (рис. 35, б) працюють на основі ультразвукових коливань. Завдяки ефекту Доплера частота і фаза ультразвукового сигналу, що проходить від випромінювача 11 до приймача 13, буде змінюватися в функції швидкості протікання робочої рідини. Введення додаткової пари випромінювач 10 - приймач 12 забезпечує компенсацію температурної нестабільності.

Тепловий неконтактний витратомір застосовується для визначення подачі насосом робочої рідини без розбирання гідросистеми (рис. 35, р). Він має стабілізований джерело живлення (СІП), датчик і вимірювальний прилад (ВП). СІП забезпечує живлення нагрівача та ВП, що включає в себе диференціальну термопару, дозволяє визначити швидкість потоку робочої рідини по різниці температур вхідного потоку робочої рідини і нагрівача.

Вимір температури. Температуру робочої рідини в гідроприводах вимірюють термометрами, які за принципом дії поділяються на термометри розширення, опору і теплоэлектрические. При діагностуванні гідроприводів найбільше поширення отримали термометри розширення, мають межі вимірювань від -60 до +250 С.

Вимірювання крутного моменту на валах гідромашин визначають балансирні динамометр або торсионометрами, перші з яких одержали найбільше поширення. Балансирні динамометри бувають електричні, гальмівні, гідравлічні і механічні.