Закрытая гидросистема
Под закрытой гидросистемой следует понимать гидросистему в которой используется насос 1, а вместо гидроцилиндра — гидродвигатель 2.
Рабочая жидкость в такой гидросистеме поступает из насоса в гидродвигатель, а оттуда снова во всасывающую магистраль насоса.
Как правило, в закрытой гидросистеме применяется гидронасос с регулируемой подачей в обоих направлениях.
Для практического использования закрытой гидросистемы необходимо следующее дополнительное оборудование.
Ограничители давления
Оба регулируемых предохранительных клапана 3 и 4 ограничают давление на стороне высокого давления и защищают гидросистему от перегрузок. Рабочая жидкость стекает на сторону низкого давления. Клапаны ограничения давления одновременно служат для торможения гидродвигателя при нулевой подаче насоса.
Промывочный клапан и подпиточный контур
Промывочный клапан 5 является распределителем с гидравлическим управлением. Когда подача насоса 1 равна нулю, подпиточный насос б через промывочный клапан 5, находящийся в среднем положении, предохранительный клапан 7 и радиатор охлаждения 8 сливает жидкость в бак.
С помощью предохранительного клапана 7 устанавливается подпиточное давление (низкое давление). Оно составляет, как правило, 8 — 15 бар.
Когда насос осуществляет подачу рабочей жидкости, то есть когда в гидродвигатель поступает жидкость, на стороне высокого давления (рабочее давление) включается промывочный клапан, открывающий канал, который соединяет сторону низкого давления с предохранительным клапаном 7.
Например, если слева расположена сторона высокого давления (гидродвигатель 2 вращается вправо), то в этом случае промывочный клапан 5 через левую магистраль управления включается в правом направлении. Благодаря этому сторона низкого давления (справа) соединяется с предохранительным клапаном 7, которым управляет подпиточный насос.
Из стороны низкого давления жидкость через промывочный клапан 5 и предохранительный клапан 7 поступает в бак. Одновременно подпиточный насос б через обратный клапан 9 подает рабочую жидкость на сторону низкого давления. Обратный клапан 10 со стороны высокого давления закрыт.
При смене направления подачи регулируемого насоса давление на промывочный клапан подается с другой стороны. И весь цикл соответственно повторяется.
Благодаря применению промывочного клапана в замкнутой системе осуществляются подача тепла и обмен рабочей жидкости.
Основные типы гидросистем. Статьи компании «ООО Гидро-Максимум»
Преимущества гидравлических систем по сравнению с другими методами передачи мощности являются:
- Простота конструкции. В большинстве случаев, несколько компонентов гидросистем в связке могут заменить более сложные механические связи.
- Гибкость. Гидравлические компоненты могут быть расположены со значительной гибкостью. Трубы и шланги вместо механических элементов практически полностью устраняют проблемы в выборе местоположения.
- Плавность. Гидравлические системы обладают плавностью и тишиной в работе. Вибрации сведены к минимуму.
- Управление. Контроль в широком диапазоне скоростей и сил достаточно просто реализовать.
- Стоимость. Высокая производительность с минимальными потерями на трение обеспечивает стоимость передачи мощности на минимальном уровне.
- Защита от перегрузки. Автоматические клапаны предохраняют систему от поломки от перегрузки.
Основным недостатком гидравлической системы является сохранение прецизионных деталей в нормальном состоянии, когда они подвергаются воздействию плохих климатических условий и загрязнений. Защита от ржавчины, коррозии, грязи, масла, износа и других неблагоприятных условий окружающей среды является очень важным условием. Ниже рассмотрим несколько основных типов гидравлических систем.
Гидравлический домкрат
Эта система (рисунок 1) состоит из резервуара с жидкостью, системы клапанов и штоков, представляет собой гидрорычаг Паскаля. Перемещение маленького штока (насоса) вниз приводит к подёму вверх большого штока(подъёмный цилиндр) с нагрузкой. Так как давление под маленьким и большим штоками одинаковое, а площади штоков (на которые это давление воздействует) разные, то в соответствии с законом Паскаля, при небольшом усилии на шток насоса, достигается значительно большее усилие на подъемном цилиндре.
На рисунке 1 в верхней части показан такт впуска. Выпускной обратный клапан закрывается под давлением при нагрузке, и всасывающий обратный клапан открывается таким образом, что жидкость из резервуара заполняет насосную камеру. В нижней схеме рисунка 1 плунжер насоса перемещается вниз. Впускной обратный клапан закрывается под давлением и открывает выпускной клапан. Масса жидкости закачивается под большим поршнем, чтобы поднять его. Чтобы опустить нагрузку, в системе предусмотрен третий клапан (игольчатый клапан). При его открытии, объем жидкости под большим поршнем сообщяется с резервуаром. Нагрузка опускает большой подъемный шток вниз и выдавливает жидкость обратно в резервуар.
вверху — такт впуска и удержания нагрузки, внизу — такт выпуска и подъема нагрузки.
Рисунок 1 — Гидравлический домкрат
Реверсивный гидромотор
На рисунках 2 и 3 показан гидравлический насос с механическим приводом и гидравлический реверсивный роторный мотор. Клапан направления потока (реверсивный клапан) направляет поток жидкости или к одной или к другой стороне гидромотора и обратно в резервуар. Так достигается возможность работы гидравлического мотора с разным направлением вращения (реверсивность) Предохранительный клапан защищает систему от избыточного давления и может создать обход выхода потока жидкости из насоса обратно в резервуар, если давление поднимается слишком высоко.
Рисунок 2 — Реверсивный гидромотор
Рисунок 3 — Реверсивный гидромотор (продолжение)
Система с открытым центром
В этой системе, распределительный клапан управления, должен быть открыт в центре, чтобы поток масла, проходил через клапан и возвращался в резервуар. Рисунок 4 показывает эту систему в нейтральном положении. Для того, чтобы одновременно работать с несколькими гидравлическими функциями, система с открытым центром должна иметь правильные соединения, которые обсуждаются ниже. Система с открытым центром эффективна для выполнения отдельных гидравлический функций и имеет ограничения с выполнением множества функций.
Рисунок 4 — Гидравлическая система с открытым центром.
(1) Последовательное соединение. На рисунке 5 изображена система с открытым центром при последовательном соединении гидравлических потребителей/распределителей. Поток масла от насоса направляется к трём распределительным клапанам последовательно. Центр каждого распределителя в нейтральном положении открыт, что бы поток масла свободно перемещался от насоса к резервуару. Направление движение потока масла указано стрелками. Поток из выхода первого клапана направляется на вход второго, и так далее. Когда распределительный клапан работает, входящее масло поступает в цилиндр, который управляется соответственным клапаном-распределителем. Возвращаемая жидкость из цилиндра направляется через возвратный трубопровод и к следующему клапану.
Рисунок 5 — Гидравлическая система с открытым центром и последовательным соединением.
Эта система эффективна только если работает одновременно один клапан-распределитель. Когда это происходит, полный поток масла и давления на выходе из насоса доступны для этой функции. Однако, если более чем один клапан-распределитель работает, общее количество давления и потока, необходимое для каждой функции не может превышать параметр сброса системы (установки клапана сброса).
2) Последовательно-параллельное соединение. Рисунок 6 показывает изменение по сравнению с последовательным соединении. Масло из насоса направляется через распределительные клапаны последовательно, а также параллельно. Клапаны иногда «нагромождают», чтобы обеспечить дополнительные проход потока. В нейтральном положении, жидкость проходит через клапаны последовательно, как стрелки указывают. Тем не менее, когда какой — либо клапан-распределитель срабатывает, выпуск на работающем клапане закрывается, но поток масла становится доступен для всех других клапанов через параллельное соединение.
Рисунок 6 — Гидравлическая система с открытым центром и последовательно-параллельным соединением.
Когда два или более клапанов работают одновременно, цилиндр, который нуждается в наименьшем давлении будет работать первым, а затем цилиндр со следующим меньшим давлением и так далее. Эта способность работать с двумя или более клапанами одновременно является преимуществом по сравнению с последовательным соединением.
(3) Делитель потока. Рисунок 7 показывает систему с открытым центром и делителем потока. Делитель потока получает объем масла из насоса и делит его между двумя функциями. Например, делитель потока может быть установлен, чтобы открыть левую сторону первой в этом случае, если оба управляющих клапана были одновременно приведены в действие. Или он может разделить поток масла на обе стороны, в равной степени или в разном процентном отношении. Для такой системы с делителем потока, насос должен быть достаточно производительным, чтобы управлять всеми функциями одновременно. Он также должен питать жидкостью при максимальном давлении самую главную из гидравлических функций. А это означает, что большое количество лошадиных растрачиваются при работе только одного управляющего клапана.
Рисунок 7 — Гидравлическая система с открытым центром и делителем потока.
Система с закрытым центром
В этой системе, насос может бездействовать (находиться в режиме ожидания), когда масло не требуется для работы функции. Это означает, что управляющий клапан (распределитель) закрыт в центре, останавливая поток масла из насоса. Рисунок 8 показывает схематично гидравлическую систему с закрытым центром во время работы гидравлической функции. Для того, чтобы работали одновременно несколько функций, гидравлическая система с закрытым центром имеет следующие соединения:
Рисунок 8 — Гидравлическая система с закрытым центром.
(1) Насос с постоянной подачей и аккумулятором. На рисунке 9 показана гидравлическая система с закрытым центром и аккумулятором. В этой системе имеется небольшой насос, но в постоянном объеме заряжает аккумулятор. Когда аккумулятор заряжается до полного давления, разгрузочный клапан отклоняет поток насоса обратно в резервуар. Обратный клапан удерживает масло под давлением в контуре.
Рисунок 9 — Гидравлическая система с закрытым центром и аккумулятором.
Когда управляющий клапан работает, аккумулятор разряжает свою масло под давлением и приводит в движение цилиндр. Поскольку давление начинает падать, разгрузочный клапан открывается и направляет поток насоса в аккумулятор для подзарядки потока. Эта система, используя небольшого объёма насос, эффективна в случаях когда масло требуется только в течение короткого промежутка времени. Тем не менее, когда для работы гидравлической функции нужно много масла в течение более длительных периодов, система с аккумулятором может не справиться с этим , если аккумулятор не очень велик.
(2) Насос с изменяемым расходом. Рисунок 10 показывает гидравлическую систему с закрытым центром и насосом переменного расхода при нейтральном положении управляющего клапана. Когда управляющий клапан в нейтральном положении (центр закрыт), масло закачивается, пока давление не поднимается до заданного уровня. Клапан регулирования давления позволяет насосу отключить самого себя и поддерживать это давление в клапане. Насос находится в режиме ожидания(stand by) Расход масла насосом близок к нулю (восполняются собственные утечки в насосе), давление равно установкам клапана давления ожидания насоса.
Когда распределительный клапан срабатывает (перемещается вверх), масло отводится от насоса к нижней части полости цилиндра. Падение давления, вызванное сообщением линии давления насоса и нижней полости цилиндра, приводит насос из режима ожидания в рабочий режим, чтобы создать поток масла и давление на дно поршня, для подъема груза.
Рисунок 10 — Гидравлическая система с закрытым центром и насосом переменного расхода.
В это время, верхняя полость цилиндра соединяется с возвратной линией, что позволяет маслу выталкиваться из поршня, чтобы возвращаться в резервуар или в насос. Когда управляющий клапан возвращается в нейтральное положение, то масло становится запертым по обе стороны цилиндра, а поступление давления от насоса к гидроцилиндру наглухо перекрыто. После этой последовательности, насос снова переходит в режим ожидания. Перемещение золотника в нижнее положение направляет масло к верхней части полости поршня и приводит к перемещению груза вниз. Масло из нижней части поршня направляется в обратную линию в резервуар.
Рисунок 11 показывает ту же систему с закрытым центром, но с подкачивающим насосом (насос зарядки), который перекачивает масло из резервуара в насос переменного расхода. Во время работы насоса подпитки создаётся необходимое давление для основного насоса и необходимое количество масла для него. Всё это делает работу насоса переменного расхода более эффективным. Возврат масла из работающих гидравлических функций всей гидросистемы, направляется непосредственно к входному отверстию насоса с переменным расходом.
Рисунок 11 — Гидравлическая система с закрытым центром и подкачивающим насосом.
Поскольку современным машинам нужно больше гидравлической мощности, гидравлическая система с закрытым центром является более выгодной. Например, на тракторе, масло может потребоваться для усилителя руля, усилителя тормозов, рабочих цилиндров, трех-точечной навески, погрузчика и другого навесного оборудования. В большинстве случаев, каждая функция требует различное количество масла. В системах с закрытым центром, количество масла для каждой функции можно задавать с помощью линии или размера клапана или путем дросселирования с меньшим количеством внутренней генерации тепла по сравнению с применением делителей потоков в сопоставимой системе с открытым центром. Другими преимуществами системы с закрытым центром является:
- Не требует разгрузочных клапанов, так как насос просто выключается сам по себе при достижении давления в режиме ожидания. Это предотвращает накопление тепла в, по сравнению в системах где часто достигается давления сброса.
- Имеет линии, клапаны и цилиндры , которые могут быть адаптированы к требованиям потока каждой функции.
- Запас потока масла для полной работы и скорости гидравлической системы, доступен при низких оборотах двигателя в минуту (об/мин). Больше функций могут быть задействованы одновременно.
Большая эффективность работы в некоторых случаях. Например, гидравлические функции, такие как тормоза, которые требуют силы, но очень малого движения поршня. Удерживая клапан открытым, в режиме ожидания давление постоянно воздействует на тормозной поршень без потери эффективности , так как насос возвращается в режим ожидания.
Типы гидравлических систем и их принципиальные схемы
На принципиальной схеме изображена конструкция гидравлической системы.
Отдельные гидроприборы обозначены условными знаками согласно ГОСТу-2.782 и соединены друг с другом.
Соединения отдельных магистралей обозначены на принципиальных схемах линиями.
С помощью принципиальной схемы можно разобраться в режиме работы гидросистемы.
К подробным функциональным схемам, как правило, прилагается еще и диаграмма работы гидросистемы, позволяющая точно воспроизвести последовательность включения отдельных установок или машин.
Анализируя принципиальные схемы, можно сказать, что элементы схем повторяются в различных гидросистемах.
Простая (открытая) гидросистема
На рисунке изображена простая гидравлическая система. Насос 1 с нерегулируемой подачей всасывает рабочую жидкость из резервуара и подает ее в гидравлическую систему. Распределитель с ручным управлением 4 находится в нейтральном положении. Рабочая жидкость циркулирует из насоса в бак 2 почти без напора. Распределитель удерживается в нейтральном положении с помощью двух пружин (центрирующие пружины). При включении распределителя 4 (левое положение, обозначенное параллельными стрелками) рабочая жидкость поступает в полость поршня гидроцилиндра 5. Шток поршня выдвигается. Скорость выдвижения зависит от подачи насоса и размера гидроцилиндра (площади поршня). Усилие, возникающее на штоке поршня, зависит от площади поршня и максимального давления в гидросистеме. Максимальное давление в гидросистеме и, следовательно, нагрузка гидросистемы регулируется с помощью клапана ограничения давления 3. Величина давления в гидросистеме определяется преодолеваемым сопротивлением потребителя и измеряется манометром 6. |
Гидросистема с распределителями последовательного включения
Если удлинить магистраль слива первого гидравлического распределителя простой гидросистемы, установив на ней один или несколько распределителей, то мы получим так называемое последовательное включение.
При последовательном включении необходимо, чтобы сила и скорость включаемых одновременно потребителей регулировалась.
Точнее говоря, дело обстоит следующим образом. Чтобы привести в движение гидроцилиндр 2, необходимо давление, соответствующее силе подъема и площади поршня. Это давление действует на кольцевую поверхность поршня цилиндра 1. Действующее на цилиндр 1 давление складывается из внешнего усилия, действующего на шток поршня, и давления, состоящего из давления, действующего на цилиндр 2, и площади кольцовой поверхности поршня цилиндра 1.
Если давление, действующее на цилиндр 1, больше суммы действующих сил, то оба гидроцилиндра выдвигаются. Отношение скоростей движения гидроцилиндров 1 и 2 пропорционально отношению плошади поршня цилиндра 2 к кольцевой поверхности цилиндра 1.
Циркулирующая гидравлическая жидкость через фильтр сливается в бак.
Параллельное включение элементов распределителейКаждый распределитель соединен с каналом Р, все потребители управляются одновременно. Распределение рабочей жидкости производится в соответствии с сопротивлением в гидросистемах потребителей. Параллельное включение элементов распределителейКаждый распределитель соединен с каналом Р, все потребители управляются одновременно. Распределение рабочей жидкости производится в соответствии с сопротивлением в гидросистемах потребителей.
Сдвоенная схемаПодача рабочей жидкости производится только через циркуляционный канал. Потребители включаются не одновременно. Эта схема применяется в качестве предохранительной схемы.
Последовательное включениеИспользуется слив рабочей жидкости. Рабочая жидкость от потребителя 1 сливается в распределитель 2. Таким образом, потребитель 2 имеет принудительное управление, т.е. скорости потребителей зависят от подачи рабочей жидкости, а рабочие давления суммируются.
Гидравлическая система с параллельным включением нескольких распределителей
Насос 1, подача которого регулируется с помощью регулирующего двигателя 2, всасывает отфильтрованную жидкость и подает ее в соседнюю гидросистему. Через магистральные ответвления и гидравлические распределители 5, 6 и 7 рабочая жидкость поступает в гидроцилиндры 8, 9 и 10. Распределители и, следовательно, потребители, расположены параллельно. На схеме распределители 5 и 6 в нейтральном положении перекрывают точки подключения Р, А, В и Т. Когда распределитель 7 находится в правом положении, точка подключения Р закрыта. Клапан ограничения давления 3 регулирует давление в гидросистеме перед распределителями, которого величина снимается нажатием клавиши 3/2-распределителя 4 на манометру. В качестве потребителей на схеме изображены телескопический гидроцилиндр двустороннего действия 8, дифференциальный гидроцилиндр 9 с постоянным демпфированием поршня и гидроцилиндр одностороннего действия и возвратной пружиной 10. При параллельном включении нескольких цилиндров могут двигаться одновременно лишь в том случае, если имеется достаточное количество рабочей жидкости, с помощью которой можно поддержать необходимое рабочее давление. В противном случае давление устанавливается по минимальному сопротивлению, то есть вначале выдвигается цилиндр с минимальным давлением. Когда первый цилиндр достиг конечного положения, давление нарастает, достигая величины, требуемой для выдвижения следующего цилиндра. Выдвижение цилиндров происходит поочередно в зависимости от давления, требуемого для преодоления нагрузки.
|
Гидравлическая система с трехкаскадным дистанционным ограничителем давления
Если в гидравлической установке возникает необходимость применить трехкаскадное управление давлением, то это делается путем подключения двух дополнительных клапанов ограничения давления или двух клапанов предварительного управления.
На принципиальной схеме изображен клапан ограничения давления 1 с предварительным управлением, который с помощью распределителя 2 соединяется с одним из двух клапанов предварительного управления 3 или 4.
Когда гидравлический распределитель 2 находится в нейтральном положении, клапаны 3 и 4 соединяются с баком. Давление в гидросистеме устанавливается на клапане ограничения давления 1. Когда к распределителю 2 подключается напорный клапан 3 или 4 (в данном случае клапаны предварительного управления), то давление подается одновременно на клапан 1 и 3 или 4. Это означает, что на клапане 1 устанавливается максимальное рабочее давление. а в подключенном напорном клапане 3 или 4 более низкое давление. Эта схема может применяться и в качестве дистанционного управления гидроцилиндрами.
Гидравлическая система с дифференциальным включением цилиндра
Широко распространена так называемая дифференциальная схема. Особенность этой схемы является то, что в полости штока 1 гидроцилиндра постоянно находится сжатая рабочая жидкость, а полость поршня 2 через трехходовой распределитель 3 нагружается или разгружается в направлении бака. Отношение действующих на шток поршня сил соответствует отношению площадей сторон поршня и штока. Отсюда и название «дифференциальная схема». Эта схема применяется в гидравлических зажимах с малогабаритными насосами. При выдвижении штока поршня рабочая жидкость 4 вытесняется из полости штока и вместе с рабочей жидкостью насоса 5 подается на противоположную сторону в полость поршня. Разумеется, при применении подобной схемы следует помнить, что усилие штока поршня соответствует разности площадей поверхности поршня и кольцевой поверхности поршня, иными словами, это усилие соответствует площади штока поршня. Если выбранное нами отношение площадей кольцевой поверхности поршня и поверхности поршня составляет 1:2, то скорость выдвижения и скорость возврата штока поршня дифференциального цилиндра одинаковы. В этом состоит преимущество данной схемы.
|
Гидравлическая система с двойной блокировкой гидроцилиндра
В этой гидросистеме, если необходимо зажать гидроцилиндр в обоих направлениях движения, зафиксировав его в нужном положении, применяется сдвоенный обратный клапан 1 с деблокировкой в обоих направлениях. Когда распределитель находится в положении, изображенном на схеме, цилиндр невозможно сдвинуть с места усилием извне. В зависимости от направления приложения силы левый или правых обратный клапан герметически перекрывает отток рабочей жидкости. Для выдвижения или возврата гидроцилиндра из подводящей стороны включается расположенный в магистрали слива обратный клапан. Когда гидравлический распределитель занял нейтральное положение, следует обратить внимание на то, чтобы обе точки подключения деблокируемых обратных клапанов были разгружены в направлении магистрали бака. Только тогда можно обеспечить быстрое и точное закрытие конуса клапанов и герметичность перекрытий. |
Гидравлическая система c клапаном наполнения и обратным клапаном с гидравлическим управлением
Когда на рабочий гидроцилиндр в гидравлической системе постоянно действует нагрузка (например, суппорт протяжного станка), то гидроцилиндр необходимо предохранить от опускания из-за утечки в гидравлическом распределителе. Это достигается с помощью установленного в сливной магистрали обратного клапана 1 с деблокировкой. Кроме того, необходимо установить клапан противодавления (клапан подключения давления 2). Давление открытия этого клапана примерно на 10% выше веса удерживаемого груза.
При этом возникает эффект гидравлической противодействующей силы.
И только после подачи давления на сторону поршня (А) это «предварительное напряжение» удается преодолеть. В результате поршень опускается.
Скорость опускания регулируется с помощью регулятора потока 3.
Подключенный параллельно к регулятору потока обратный клапан позволяет осуществлять быстрый подъем груза.
Гидравлическая система с регулированием давления в первом гидроцилиндре и подключением второго цилиндра для выдвижения и возврата
Перед нами упрощенная гидросистема зажимного устройства с подачей сверла. На ней представлен принцип гидравлического последовательного включения в зависимости от давления.
На практике необходимо следить за тем, чтобы проводился контроль положения гидроцилиндра и давления с целью, получения очередного сигнала, в зависимости от выше указанных контролируемых величин. Это на схеме не показано.
4/2-распределитель 1, приводимый в движение педалью, удерживается в исходном положении с помощью пружины. Оба цилиндра (подача сверла и гидравлический зажим) втянуты.
При включении распределителя 1 точка подключения Р соединяется с точкой подключения 8, а точка подключения А с точкой подключения Т.
Рабочая жидкость через открытый в исходном положении клапан регулирования давления 2 поступает в цилиндр гидравлического зажима. Цилиндр выдвигается. Канал, соединяющий цилиндр подачи сверла, перекрыт клапаном подключения давления 3.
После того, как цилиндр зажимного устройства занял заданное положение, давление нарастает. В цилиндре зажимного устройства устанавливается регулируемое клапаном 2 давление. В линии насос-клапан регулирования давления давление возрастает до тех пор, пока не достигнет величины, установленной на клапане подключения давления 3.
Когда заданное давление достигнуто, клапан 3 открывается и цилиндр подачи сверла выдвигается со скоростью, установленной на регуляторе потока 5. Возврат цилиндров производится в обратном порядке. Цилиндр зажимного устройства отпускает заготовку только после того, как цилиндр механизма подачи сверла вернулся в исходное положение.
Такая последовательность возврата определяется клапаном подключения давления 4. После того, как пружина вернула распределитель 1 в исходное положение, начинается возврат цилиндров. Рабочая жидкость вначале поступает в цилиндр механизма подачи сверла.
В этот момент канал, ведущий к цилиндру зажимного механизма, перекрыт клапаном подключения давления 4.
Когда цилиндр подачи сверла достиг конечного положения, давление продолжает нарастать. Как только достигается давление, установленное на клапане 4, этот клапан открывает канал цилиндра зажимного механизма и цилиндр начинает возвратное движение.
В гидросистеме применяется саморегулирующий насос с компенсацией давления и регулируемой подачей (например, лопастной насос тип V3). Таким образом, максимальное рабочее давление устанавливается непосредственно на насосе.
Гидравлическая система пресса с клапаном наполнения и цилиндром ускоренного хода
Как правило, гидравлические прессы обладают большой мощностью. Поэтому в гидравлических системах для прессов применяются гидравлические цилиндры большого объема.
Для обеспечения ускоренного хода поршня вместо дорогостоящих насосов больших объемов применяют так называемые наполнительные клапаны, которые по существу являются крупногабаритными обратными клапанами с гидроуправлением.
Эти клапаны имеют следующий принцип действия:
Предположим, что ползун пресса находится в верхнем (исходном) положении, а движение вниз управляется 4/3-распределителем 6 (положением скрещенных стрелок ), который подает давление на оба цилиндра ускоренного хода 1.
Рабочая жидкость, необходимая для привода ползуна пресса 2, поступает из бака над ползуном 3 через открываемый обратный клапан 4.
После того, как плита пресса прижата к заготовке, сопротивление повышается и давление в гидросистеме нарастает. Открывается регулируемый клапан подключения давления 5 и рабочая жидкость подается в полость цилиндра ползуна пресса. На все три поверхности поршня подается максимальное давление.
Наполнительный клапан перекрывает магистраль бака над ползуном 3. При возврате полости поршня (А) цилиндров ускоренного хода разгружаются, а в полости штоков (В) под давлением подается рабочая жидкость.
Одновременно через магистраль управления давление подается в точку подключения X наполнительного клапана. С помощью цилиндра управления открывается основной конус и рабочая жидкость стекает в бак над ползуном.
Гидравлическая система синхронного хода нескольких гидроцилиндров
Одним из распространенных способов синхронизации хода гидравлических цилиндров является так называемый «гидравлический боуденовский трос». Правда, применение боуденовского троса в гидравлических системах связано с определенными затратами.
Два гидроцилиндра одинаковых размеров со сплошными поршневыми штоками последовательно подключаются друг к другу. Благодаря этому второй цилиндр повторяет движение первого цилиндра, на который подается давление насоса. Поскольку обе последовательно включенные полости цилиндров столб жидкости только перемещают, ход цилиндров вследствие внутренних, а возможно и внешних утечек, без подпитки может измениться.
Во избежание нежелательных последствий такого изменения хода поршней полость «боуденовского троса» с помощью расположенного справа 4/3-распределителя 2 через каждый ход соединяется кратковременно с магистралью подачи насоса или бака.
Неравномерный ход поршня имеет следующие причины:
а) левый цилиндр первым возвращается в верхнее конечное положение и включает концевой выключатель 3.
Причина: недостаток жидкости между цилиндрами.
Способ устранения: с помощью левого концевика 3 включить магнит «а» гидравлического распределителя 2. Рабочая жидкость будет поступать в магистраль управления до тех пор, пока правый цилиндр также не включит концевой выключатель. Магнит «а» снова отключается.
б) Правый цилиндр первым возвращается в верхнее конечное положение и включает концевой выключатель 4.
Причина: избыток жидкости между цилиндрами.
Способ устранения: с помощью правого концевика 4 включить магнит «b» распределителя 2.
Этим открывается гидравлически деблокируемый обратный клапан 5 и жидкость стекает до тех пор, пока левый цилиндр также не займет конечное положение.
С помощью левого концевого выключателя 3 магнит «b» отключается. В этом случае синхронность хода поршня зависит не только от количества жидкости между цилиндрами, но и от точности исполнения обоих цилиндров.
Общеизвестен тот факт, что в технике невозможно изготовить две абсолютно одинаковые детали.
Поскольку подпиточный распределитель 2, как правило, имеет золотниковую конструкцию, возникает определенная утечка.
Поэтому необходимым условием надежной работы всей системы является установка седельного обратного клапана 5.
Закрытая гидравлическая система
Под закрытой гидросистемой следует понимать гидросистему в которой используется насос 1, а вместо гидроцилиндра — гидродвигатель 2.
Рабочая жидкость в такой гидросистеме поступает из насоса в гидродвигатель, а оттуда снова во всасывающую магистраль насоса.
Как правило, в закрытой гидросистеме применяется гидронасос с регулируемой подачей в обоих направлениях.
Для практического использования закрытой гидросистемы необходимо следующее дополнительное оборудование.
Ограничители давления
Оба регулируемых предохранительных клапана 3 и 4 ограничают давление на стороне высокого давления и защищают гидросистему от перегрузок. Рабочая жидкость стекает на сторону низкого давления. Клапаны ограничения давления одновременно служат для торможения гидродвигателя при нулевой подаче насоса.
Промывочный клапан и подпиточный контур
Промывочный клапан 5 является распределителем с гидравлическим управлением. Когда подача насоса 1 равна нулю, подпиточный насос б через промывочный клапан 5, находящийся в среднем положении, предохранительный клапан 7 и радиатор охлаждения 8 сливает жидкость в бак.
С помощью предохранительного клапана 7 устанавливается подпиточное давление (низкое давление). Оно составляет, как правило, 8 — 15 бар.
Когда насос осуществляет подачу рабочей жидкости, то есть когда в гидродвигатель поступает жидкость, на стороне высокого давления (рабочее давление) включается промывочный клапан, открывающий канал, который соединяет сторону низкого давления с предохранительным клапаном 7.
Например, если слева расположена сторона высокого давления (гидродвигатель 2 вращается вправо), то в этом случае промывочный клапан 5 через левую магистраль управления включается в правом направлении. Благодаря этому сторона низкого давления (справа) соединяется с предохранительным клапаном 7, которым управляет подпиточный насос.
Из стороны низкого давления жидкость через промывочный клапан 5 и предохранительный клапан 7 поступает в бак. Одновременно подпиточный насос б через обратный клапан 9 подает рабочую жидкость на сторону низкого давления. Обратный клапан 10 со стороны высокого давления закрыт.
При смене направления подачи регулируемого насоса давление на промывочный клапан подается с другой стороны. И весь цикл соответственно повторяется.
Благодаря применению промывочного клапана в замкнутой системе осуществляются подача тепла и обмен рабочей жидкости.
Кроме того, расмотрим в качестве примера:
Гидравлическая система вилочного погрузчика
Гидросистема вильчатого погрузчика выполнена в виде блока управления.
Блок состоит из трех управляемых золотниками распределителей, включенных параллельно:
- Распределитель 1 цилиндра хода;
- Распределитель 2 цилиндра наклона;
- Распределитель 3 дополнительного гидрооборудования.
Когда элементы управления (шестиходовые распределители) находятся в исходном положении, рабочая жидкость в гидросистеме циркулирует из точки подключения насоса Р в точку подключения бака Т без напора.
Включая отдельные элементы управления (1, 2 и 3), мы управляем потребителями.
В канале Р дополнительно устанавливается разделитель потока. Независимо от нагрузки он осуществляет дозировку потока в направлении клапанов 2 (наклонных цилиндров) и 3 (дополнительное гидравлическое оборудование) по заданной величине.
Гидравлическая система для установок с меняющейся нагрузкой
Нагрузки в приводах опрокидывающих устройств, шанторных ворот шлюзов, подъемных мостов, шлагбаумов и т.д. часто меняются.
То есть в процессе движения меняется направление действия груза. Для того, чтобы заданная скорость потребителя под действием нагрузки не увеличивалась, применяются тормозные клапаны (8 и 9), изображенные на рисунке.
Два нерегулируемых насоса 1 и 2 осуществляют подачу рабочей жидкости через обратные клапаны 5 и 6 и магистраль насоса в распределитель 7.
С помощью предохранительных клапанов с предварительным управлением 3 и 4, посредством на них установленных сверху распределителей для разгрузки давления, насосы могут переключаться на безнапорную циркуляцию.
При выдвижении цилиндра 12 подача жидкости осуществляется через тормозной клапан 8. Тозмозной клапан 9 включается со стороны подачи жидкости. Если после изменения нагрузки скорость движения гидроцилиндра выше заданной, давление управления понижается, то есть тормозной клапан закрывается. Таким образом, скорость движения цилиндра регулируется независимо от нагрузки.
Предохранительные клапаны 10 и 11 служат для вторичного предохранения.
Компания Гидро-Максимум занимается проектированием и сборкой маслостанций и других гидравлических систем мобильной техники и стационарного оборудования. У нас вы можете заказать построение и сборку любых конфигураций гидравлических систем.
Типы насосных систем и их влияние на эффективность и надежность насосного оборудования. Часть 1 — Статьи по теме гидравлических систем. Принципы работы инженерных сетей.
Часть 1: Тип гидравлической системы.
Насосная система — достаточно условное, обобщающие понятие, принятое для обозначения совокупности систем и групп оборудования используемых в искусственных напорных гидравлических системах.
Насосная система включает в себя трубопроводную систему, группу насосов, систему управления, диспетчеризации, запорной и регулирующей трубопроводной арматуры.
Соответственно, говоря о типах насосных систем, мы говорим и различных сочетаниях различных типов подсистем, выполняемых насосной системой задач.
Рассмотрим влияние отдельных подсистем и их видов на эффективность и надежность насосной системы в целом…
Первое, что нужно учитывать при анализе существующей насосной системы или проектировании новой, это тип гидравлической системы, который коррелирует с характером выполняемой задачи.
Обычно выделяют два вида гидравлических систем:
1. Закрытые (с закрытым контуром)
2. Открытые (с открытом контуром)
Закрытая гидравлическая система — это система циркуляции по закрытому для связи с атмосферой контуру.
Примером закрытой гидравлической системы является циркуляция в контре системы отопления/кондиционирования (рис. 1):
Основная особенность закрытой гидравлической системы — это отсутствие статической составляющей напора.
Открытая гидравлическая система — это система имеющая связь с атмосферой, выполняющая задачу перекачивания жидкости между двумя, имеющими геодезический перепад точками
Основная особенность открытой гидравлической системы — это наличие геодезического перепада высот между исходной и целевой точками перекачивания, т. е. наличие статической составляющей общего напора.
Примером открытой гидравлической системы являются системы водоснабжения, напорной канализации, дренажа.
Каким же образом, влияет тип гидравлической системы на эффективность и надежность насосной системы в целом?
Для того, чтобы это понять, необходимо вспомнить такое понятие как КПД насоса.
На рис. 2. представлена рабочая характеристика насоса с указанием номинальной рабочей точки.
Номинальная рабочая точка, характеризует производительность насоса в точке максимального КПД насоса (графически — проекция из очки максимального КПД на кривую характеристики насоса).
Максимальная эффективность насоса достигается при работе именно в точке максимального КПД (что в целом должно быть очевидно)
Об этом необходимо помнить при анализе эффективности системы и при подборе насосного оборудования для вновь проектируемой системы.
(На представленной диаграмме мы видим номинальную точку: расход: 323 м2/ч, напор — 46,35 м, КПД насоса — 82,6% )
При проектировании новой системы определяется расчетная рабочая точка. Она не всегда ложиться непосредственно на кривую характеристики насоса, но она должна быть обеспечена при работе насоса (быть ниже кривой характеристики).
Фактическая же рабочая точка, будет на пересечении кривой характеристики насоса и кривой гидравлического сопротивления системы, проходящей через расчетную рабочую точку. А вот вид кривой характеристики системы, как раз и зависит от типа применяемой гидравлической системы (закрытой или открытой).
Гидравлическая характеристика системы — это кривая гидравлического сопротивления трубопроводов (динамическая составляющая напора), скорректированная с учетом напора, необходимого для преодоления геодезического перепада высот в систем (статическая составляющая напора).
Гидравлическое сопротивление растет с ростом расхода по квадратичной зависимости.
Какие же будут различия закрытой и открытой гидравлических систем?
Как мы уже говорили, основное отличие закрытой и открытой системы заключается в статической составляющей напора. В закрытой системе её нет… Т.е. высота между различными точками трубопроводов в закрытой системе значения не имеет.
Проиллюстрируем на конкретном примере:
Допустим расчетная рабочая точка насоса — расход: 280 м2/ч, напор — 35 м.
Вот как будет выглядеть кривая характеристики насоса, кривая характеристики системы и результирующая фактическая рабочая точка в закрытой системе(рис. 3):
На рис. 3., мы видим:
-нашу расчетную точку (расход: 280 м2/ч, напор — 35 м).
—характеристику насоса (синяя линия)
—характеристика системы (Красная линия) — это кривая гидравлического сопротивления трубопроводов
—кривая КПД насоса (черная линия)
Как мы помним, максимальная эффективность насоса достигается в номинальной рабочей точке, соответствующей точке максимального КПД (нашем примере: расход: 323 м2/ч, напор — 46,35 м, КПД насоса — 82,6%)
Фактическая же точка в закрытой гидравлической системе в данном примере имеет параметры: расход: 322 м2/ч, напор — 46,45 м, КПД насоса — 82,6%.
Т.е. мы фактически попали в точку максимального КПД (расход и напор отличаются от номинальных незначительно, КПД полностью соответствует). С точки зрения надежности насоса это достаточно хороший подбор. Этот насос в этой конкретной системе будет работать долго и безотказно.
Однако, для достижения максимальной эффективности, при подборе нужно стремится, чтобы фактическая рабочая точка было максимально близко к расчетной
Такой подбор насоса, как в нашем примере оправдан только в том случае, если кривая характеристики ближайшего меньшего типоразмера насоса оказывается ниже расчетной точки. Для целей данной статьи, мы принимаем, что мы имеем именно такой случай.
В открытой системе картина будет отличаться на столько, на сколько велика статическая составляющая напора.
Статическая составляющая напора — это давление, необходимое для преодоления геодезического перепада в системе. Этот перепад, в отличие от гидравлического сопротивления системы, есть независимо от расхода в системе и нам всегда надо преодолевать этот перепад.
Статическая составляющая не зависит от расхода, как динамическая.
Соответственно, для нахождения фактической рабочей точки насоса, нам необходимо скорректировать кривую характеристики системы с учетом статической составляющей.
В этом случае, кривая характеристики системы строиться уже не из ноля координат, а из точки на оси напора, соответствующей его (напора) статической составляющей.
На рис. 4. представлена кривая характеристики открытой системы со статическим напором 5 м (геодезический перепад высот) с той же расчетной рабочей точкой (расход: 280 м2/ч, напор — 35 м).
При той же расчетной точке, фактическая рабочая точка уже сдвигается… расход: 327 м2/ч, напор — 45,98 м. КПД уже падает на 0,1% (82,5%)…
Если геодезический перепад будет значительным — параметры фактической рабочей точки могут измениться критически!
На следующей диаграмме (рис. 5) представлена система с все той же расчетной точкой 280 м2/ч, 35 м, но со статической составляющей напора в 27 м.
Как видно, фактическая точка отличается значительно (расход: 372 м2/ч, напор — 41,2 м. КПД упал уже на 2%) и опасно приблизилась к краю рабочей характеристики насоса.
Если статическую составляющую принять — 29 м, то фактически этот насос в такой системе работать уже не будет…
Как видно из рис. 6, программа подбора характеристику системы уже не строит…. Фактической рабочей точки на кривой характеристики насоса просто нет…
Неработоспособность насоса в системе, это хоть и самая серьезная, но только одна из опасностей невнимательного отношения к типу гидравлической системы и игнорирования статической составляющей напора.
В данном примере насос работать просто не будет, и неправильный подбор будет налицо… Есть с кого спросить…
Есть и другие случаи, которые не столько очевидны, но имеют не менее серьезные последствия… И неочевидность их лишь усугубляет решение проблем, которые, порой, длятся годами…
Еще два момента необходимо учитывать:
1. Если фактическая рабочая точка насоса далеко от номинальной, а, соответственно, от точке максимального КПД насос, то имеет место очевидное снижение эффективности насосной системы. В нашем примере снижение КПД не велико, однако не все электродвигатели имеют такую пологую кривую КПД, и отклонения от точки максимального КПД насоса может повлечь значительное снижение КПД насоса (на 10 и даже 20%).
2. Отклонение от номинальной рабочей точки влечет также снижение надежности насоса. Выход рабочей точки за пределы рабочего диапазона насоса резко снижает надежность его работы. Подробнее об этом читайте в статье «КПД насоса и его надежность».
Грамотный подбор насосов и анализ системы требует квалификации, времени, но уделять внимание этому вопросу необходимо, так как любая из описанных ситуаций в конечном итоге ведет к потере денег, ресурсов, а, зачастую, и репутации.
Поэтому всегда лучше обратиться за помощью к узким специалистам для решения подобных специфических задач.
Желаем Вам Успехов в вашей работе!
Все статьиПо конструктивному исполнению различают гидравлические системы с открытым и закрытым потоком циркулирующего масла (открытого и закрытого типа).
Гидропривод состоит из двух основных частей — насоса, подающего жидкость в гидросистему и обеспечивающего необходимое давление этой жидкости, и двигателя, с помощью которого осуществляются необходимые перемещения рабочих органов станка. Жидкость в системе циркулирует по трубопроводам, соединяющим различные элементы гидропривода.
Входящие в систему гидравлического привода элементы должны обеспечивать заданное давление в системе, контролировать количество масла, распределять жидкость внутри системы в соответствии с заданным технологическим циклом. В системе должно быть предусмотрено специальное устройство для хранения жидкости и ее отстаивания с целью осаждения попав-щих в систему твердых частиц, а также фильтрации — очистки жидкости от твердых включений, которые не удается удалить осаждением. Для обеспечения герметизации и предупреждения утечки масла все элементы гидропривода в процессе сборки должны уплотняться.
Рабочей жидкостью для гидравлической системы служат минеральные масла, из которых наиболее часто используют Индустриальные— 12, 20 и 30.
По конструктивному исполнению различают гидравлические системы с открытым и закрытым потоком циркулирующего масла (открытого и закрытого типа). При открытой циркуляции масло проходит через гидросистему и, выполнив необходимую работу, поступает в резервуар; оттуда оно вновь засасывается насосом в гидросистему, повторяет цикл работы, опять сливается в резервуар и т. д. Такая конструкция значительно проще, чем конструкция закрытого типа*, и, кроме того, обеспечивает лучшее охлаждение рабочей жидкости — масла.
Для монтажа гидравлическую систему изображают в виде гидравлических схем, на которых условными графическими обозначениями показаны ее элементы (рис. 128, а…л). В конструкторской документации могут встречаться два вида гидравлических схем — принципиальные и функциональные. Условные графические обозначения элементов гидравлических систем на этих схемах различны.
Функциональная гидравлическая схема показывает функциональное назначение элементов гидравлической системы, не расшифровывая их устройства.
Принципиальная гидравлическая схема характеризуется более подробным обозначением устройства элементов гидравлической системы. Помимо условных обозначений на принципиальных схемах часто указывают технические данные элементов гидросистемы. Например, для насосов на принципиальных схемах может быть указана модель, значения подачи, частоты вращения, мощности привода.
Гидравлические механизмы — Википедия
Гидравлические механизмы — аппараты и инструменты, использующие в своей работе кинетическую или потенциальную энергию жидкости. К гидравлическим механизмам относят гидравлические машины.
В таких механизмах сила высокого давления гидравлической жидкости преобразуется механизмами различных гидравлических моторов и цилиндров. Потоком жидкости можно управлять напрямую или автоматически — посредством управляющих клапанов. Распределение потока происходит по специальным гидравлическим шлангам и трубкам.
Гидравлические механизмы имеют большую популярность в машиностроении благодаря тому, что возможно передавать огромную энергию через тонкие трубки и гибкие шланги.
Примеры гидравлической силы и умножения вращающего момента.Фундаментальной основой гидравлических систем является способность приумножать усилие или крутящий момент простым способом, без применения системы шестерён и рычагов. Это достигается изменением эффективной рабочей поверхности соединённых цилиндров или перемещением энергии от насоса к мотору.
Примеры[править | править код]
- два соединённых цилиндра:
Цилиндр C1 имеет диаметр 1 см, а цилиндр С2 — 10 см. Если сила воздействующая на С1 — 10 Н, сила воздействующая на С2 со стороны жидкости — 1000 Н, потому что цилиндр С2 по площади (S=πr2{\displaystyle S=\pi r^{2}}) в 100 раз больше С1. Обратная сторона полученного преимущества в том, чтобы переместить цилиндр С2 на 1 см, необходимо переместить цилиндр С1 на 100 см. - насос и мотор:
Если гидравлический роторный насос, перемещающий 10 мл/об жидкости, соединён с гидравлическим роторным мотором, перемещающим 100 мл/об, прикладываемый момент для вращения насоса в 10 раз меньше, чем момент вращения мотора, но скорость вращения мотора будет в 10 раз меньше, чем насоса.
Оба примера можно называть гидравлической или гидростатической трансмиссией, имеющей точное передаточное число.
Для того, чтобы гидравлическая жидкость могла совершить работу, поток жидкости должен поступить в силовой привод или мотор, а затем вернуться в ёмкость. Далее жидкость фильтруется и снова подаётся в насос (разомкнутая схема гидропривода). Путь прохождения жидкости называется гидравлической схемой, которые бывают нескольких типов.
В схемах с открытым центром используется насос, являющийся источником постоянного потока. Жидкость возвращается в ёмкость через управляющий клапан, под которым понимают гидрораспределитель с открытым центром, то есть когда клапан расположен в центральном положении, он открывает обратный путь для жидкости в ёмкость и высокого давления не создаётся. Когда же клапан приведён в действие, поток направляется или в силовой агрегат или в ёмкость. Давление жидкости будет расти, пока не получит сопротивление, далее насос будет иметь постоянный выход. Если давление жидкости станет слишком большим, жидкость начнёт возвращаться в ёмкость через предохранительный клапан (Pressure relief valve (англ.)). Различные управляющие клапаны могут соединяться последовательно. В схемах такого типа могут использоваться недорогие заменяемые насосы.
В схемах с закрытым центром полное давление доставляется на управляющие клапаны, вне зависимости от того, приведён клапан в действие или нет. Насосы изменяют свои выходные потоки, нагнетая очень слабый поток жидкости до тех пор, пока оператор не приведёт в действие клапан. Различные управляющие клапаны могут соединяться параллельно между собой, давление на каждом одинаково.
Гидравлические системы с регулируемым и нерегулируемым гидроприводом[править | править код]
Существуют две основные конфигурации схем с закрытым центром, связывающие регулятор с насосом переменного потока жидкости:
Стандартная система с нерегулируемым гидроприводом (Constant pressure systems, CP-system, standard). В такой системе давление насоса всегда равняется давлению, установленному его регулятором. Установка регулятора должна перекрывать максимальное давление, создаваемое нагрузкой. Насос создаёт поток, равный сумме потоков всех потребителей. Такая CP-система имеет большие потери мощности, если выходная нагрузка меняется в широком диапазоне, а среднее давление в системе намного ниже, чем установленное регулятором. CP-система проста в изготовлении. Также работает и пневматическая система. В систему легко могут быть добавлены новые гидравлические компоненты, и она быстро реагирует на управление.
Система с нерегулируемым гидроприводом низкого давления (Constant pressure systems, CP-system, unloaded). Та же самая конфигурация, как и в стандартной CP-системе, только насос находится в состоянии ожидания, генерируя низкое давление, когда все клапаны находятся в нейтральном положении. Система имеет более медленную реакцию при приведении управляющих клапанов в рабочее положение, чем стандартная CP-система, зато увеличивается время жизни насоса.
Система с регулируемым гидроприводом (Load-sensing systems, LS-system) имеет меньшие потери, так как насос снижает и выходной поток и давление, подгоняя их к требованиям нагрузки, но требует более точной регулировки, чем CP-система, по отношению к устойчивости. LS-системе требуются также дополнительные логические клапаны, компенсаторы в клапанах направленного действия, таким образом система более сложна технически и имеет большую стоимость. В LS-системе возникают потери, которые зависят от падения давления на регуляторе насоса:
Power loss=△pls⋅Qtot{\displaystyle \mathbf {Power~loss} =\vartriangle \mathbf {p} _{ls}\cdot \mathbf {Q} _{tot}}
Обычно △pls{\displaystyle \vartriangle p_{ls}} берётся около 2 МПа (290 psi). Если скорость потока высокая, потери могут быть значительными. Потери также увеличиваются, если действующая нагрузка сильно меняется.
Гидравлические насосы — гидромашины, которые преобразуют механическую энергию двигателя в энергию перемещаемой жидкости, повышая её давление. Разность давлений жидкости в насосе и трубопроводе обусловливает её перемещение. Гидравлические насосы поднимают жидкость на определённую высоту, подают её на необходимое расстояние в горизонтальной плоскости или заставляют циркулировать в какой-либо замкнутой системе.
Гидравлические насосы применяют в гидропередачах, назначением которых является передача механической энергии от двигателя к исполнительному рабочему органу, а также преобразование вида и скорости движения последнего посредством жидкости.
В качестве силового привода служат различные силовые установки: двс, дизельные двигатели, электродвигатели.
Гидравлическим аккумулятором называется гидроёмкость, предназначенная для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением, с целью последующего использования этой энергии в гидроприводе. В зависимости от носителя потенциальной энергии гидроаккумуляторы подразделяют на грузовые, пружинные и пневматические.
Гидроаккумуляторы поддерживают на заданном уровне давление, компенсируют утечки, сглаживают пульсацию давления, создаваемую насосами, выполняют функцию демпфера, предохраняют систему от забросов давления, вызванных наездом машин на дорожные препятствия. Также используются для достижения большей скорости холостого хода при совместной работе с насосами.
Часто в роли гидравлической жидкости выступают гидравлические масла. Работа с ними требует соблюдения правил техники безопасности.
Часто устанавливаются в баке с гидравлической жидкостью. Иногда на схемах не обозначаются.
Гидравлическая система закрытого типа
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЗАКРЫТОГО ТИПА, содержащая гидронасос , гидрораспределитель, комбинированный бак, исполнительные агрегаты и органы, соединительную арматуру, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения возможности попадания в рабочую жидкость абразивных частиц из атмосферы и снижения металлоемкости составных частей гидросистемы, верхняя часть бака выполнена в виде защищенной кожухом эластичной оболочки из маслостойкого материала со встроенным в нее предохранительным клапаном. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК з(я) В 65 D 8802
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3585235/27-11 (22) 22.04.83 (46) 30.06.84. Бюл. № 24 (72) К. И; Диков, Г. Е. Топилин, А. И. Пеленков и А. Ф. Волох (71) Одесский филиал Государственного союзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского тракторного института (53) 629.! 13.585.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 826110, кл. А 01 В 63/10, 1981 (прототип) .
ÄÄSUÄÄ 1100203 А (54) (57(ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
ЗАКРЫТОГО ТИПА, содержащая гидронасос, гидрораспределитель, комбинированный бак, исполнительные агрегаты и органы, соединительную арматуру, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения возможности попадания в рабочую жидкость абразивных частиц из атмосферы и снижения металлоемкости составных частей гидросистемы, верхняя часть бака выполнена в виде защищенной кожухом эластичной оболочки из маслостойкото материала со встроенным в нее предохранительным клапаном.
1100203
Гидравлическая система закрытого типа по изобретению предназначена для использования на тракторах, дорожных машинах, подъемниках и др., в которых требуется надежная изоляция используемой в гидросистеме жидкости от абразивных частиц, попадающих в жидкость из атмосферы.
Известна гидросистема трактора, содержащая гидронасос, гидрораспределитель, комбинированный бак, исполнитьные агрегаты и органы, соединительную арматуру 11) В известной системе агрегаты соединены трубопроводами с баком с погруженной в него компенсационной трубой, которая выполнена С-образной и имеет уширение со стороны свободных концов. При этом один из концов соединен с атмосферой, другой выведен над зеркалом жидкости в баке.
Гидравлический затвор устанавливается для устранения попадания абразива в рабочую жидкость за счет постоянного колебания уровня в баке. Однако полностью устранить загрязнение рабочей жидкости применением данных устройств не удается. В случае резких перепадов уровня (заполнение выносных цилиндров рабочих орудий маслом, появление течи, разрыв шланга и т. п.) рабочая среда затвора с большим содержанием абразива попадает непосредственно в масло. Учитывая отсутствие сигнальных устройств о степени засоренности фильтров, наличие на них предохранительных клапанов и установление средней величины периодичности их обслуживания, возникают условия для повышенного износа составных частей (фильтр практически некоторое время не работает), поэтому чаще производят промывку фильтрующих элементов. Это вызывает повышение затрат средств и труда на техническое обслуживание или ремонт.
Кроме того, при работе с засоренными фильтрующими элементами происходит снижение коэффициента полезного действия гидросистемы.
Цель изобретения — повышение надежности путем устранения возможности попадания в рабочую жидкость абразивных частиц из атмосферы и снижения металлоемкости составных частей гидросистемы.
Указанная цель достигается тем, что в гидравлической системе закрытого типа, содержащей гидронасос, гидрораспределитель, комбинированный бак, исполнительные агрегаты и органы, соединительную арматуру, верхняя часть бака выполнена в виде защищенной кожухом эластичной оболочки из маслостойкого материала со встроенным в нее предохранительным клапаном.
На чертеже представлено устройство гидравлической системы трактора закрытого типа.
Устройство состоит из заливной горловины 1, фильтра 2, сливной магистрали 3, нижней части бака 4, защитного кожуха 5, компенсатора 6, предохранительного клапана 7, крепежа 8, гидронасоса 9, линии нагнетания 10, гидраспределителя 11, гидроцилиндра 12 и успокоителя масла 13.
Заливная горловина 1 выполняется заодно с фильтром 2 и крепится на корпусе нижней части бака 4. Сливная магистраль
3 соединяет гидрораспределитель ll с фильтром 2. Верхняя часть изготавливается из эластичного, прочного и маслостойкого материала и представляет компенсатор 6, в который вделан предохранительный клапан 7.
В тех случаях, когда это необходимо, т. е. имеется возможность повреждения компенсатора, устанавливается защитный кожух 5 сетчатого типа. Верхняя (компенсатор) 6 и нижняя 4 части бака герметично соединяются посредством крепежа 8. Гидронасос 9 устанавливается в линии нагнетания 10, соединенной с нижней частью бака 4 и гидрораспределителем 11. Гидроцилиндр 12 соединен шлангами с гидрораспределителем 11.
Рабочая жидкость заливается через горловину 1, проходя через фильтр 2, очищается, поступая в бак, распрямляет компенсатор 6 и вытесняет имеющийся воздух через предохранительный клапан 7. Заливается либо требуемый объем рабочей жидкости, либо до появления ее из предохранительного клапана 7. После заправки рабочей жидкостью гидравлическая система закрытого типа готова к работе.
При воздействии оператора на золотники гидрораспределителя 11 рабочая жидкость поступает в гидроцилиндр 12 и выдвигает или . вытягивает шток. Вследствие неодинаковых объемов поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра 12 при выдвижении штока уровень рабочей жидкости понижается, при втягивании штока уровень рабочей жидкости увеличивается. Таким образом, в баке будет создаваться либо разряжение, либо давление. Бак герметизирован, поэтому разряжение или повышение давления сливаемой жидкости передается от гидроцилиндра 12 через распределитель
11, сливную магистраль 3, фильтр 2 и будет воздействовать на компенсатор 6, который сжимается или расширяется. Общий объем воздуха в баке при этом остается постоянным.
В начальный период работы гидросистемы и во время работы гидросистемы без нагрузки, когда насос 9 перекачивает жидкость из бака в бак с дросселированием в гидрораспределителе, происходит нагрев жидкости и увеличение объема. После работы жидкость остывает и объем уменьшается. Эти перепады объема воспринимаются ком пенсатором. В первоначальный период работы гидросистемы и во время работы гидросистемы рулевого управления происхо3
1 дит вспенивание масла. Это приводит к увеличению давления в баке. Для предотвращения повреждений и нормальной работы гидросистемы в верхней части компенсатора 6 установлен предохранительный клапан 7, посредством которого происходит сброс избыточного давления. Резкое уменьшение объема рабочей жидкости (заполнение выносных цилиндров рабочих орудий маслом, появления течи и т. д.) воспринимается компенсатором 6, а при большем разряжении срабатывает предохранительный клапан 7.
100203
Техническим преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с базовым объектом является то, что за счет компенсатора 6 и наличия предохранительного клапана 7 давление в баке будет постоянным и полностью исключается попадание абразива в рабочую жидкость. При отсутствии подтеканий гидравлическая система закрытого типа не будет требовать технического обслуживания до замены рабочей жидкости.
10 Промывка фильтрующих элементов фильтра гидросистемы будет производиться при второй замене масла.
Составитель В. Мамедов
Редактор Л. Авраменко Техред И. Верее Корректор Г. Решетник
Заказ 4490/18 Тираж 694 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП , г. Ужгород, ул. Проектная, 4
