Строительные машины 2 Принципы устройства (стр. 13 из 45)

Шестеренчатый насос (рис. 3.9, а) состоит из двух зубчатых колес, помещенных в плотно обхватывающий их корпус. Колесо 1 насоса приводится во вращение двигателем, колесо 2 сидит свободно на оси. В корпусе имеется канал, через который масло попадает в полость всасывания. При вращении шестерен масло, находящееся во впадинах, переносится из полости всасывания в полость нагнетания и выталкивается (выдавливается) в канал.

Эти насосы изготовляют для рабочих давлений в 100 кгс/см² (10 МПа); производительность их 400—500 л/мин. Частота вращения электродвигателя таких насосов 2000 об/мин, хотя имеются специальные насосы с частотой вращения до 10 000 об/мин. Применяют их в передачах со сравнительно небольшими мощностями (до 30 кВт).

П о р ш н е в ы е н а с о с ы подразделяют на аксиально-поршневые, радиально-поршневые и эксцентрикового типа. В строительных машинах чаще всего применяются аксиально-поршневые.

Аксиально-поршневой насос (рис. 3.9, б) состоит из корпуса 3, в котором по окружности диаметра D₆ размещены цилиндры. Поршни 4 при помощи шатунов 5 шарнирно связаны с шайбой 6, наклоненной к оси корпуса а—а под углом. Одновременное вращение корпуса относительно оси /—/ и наклонной шайбы относительно оси //—// приводит к возвратнопоступательному движению поршней.

За одну половину оборота блока цилиндров поршень совершает ход слева направо (всасывание), при этом полость цилиндра с помощью распределителя 7 сообщается с линией всасывания. За вторую половину оборота поршень совершает ход справа налево (нагнетание); в этом случае полость цилиндра при помощи распределителя 5 сообщается с линией нагнетания.

Аксиально-поршневые насосы можно в определенном диапазоне настраивать на разные производительности, для этого изменяют угол наклона шайбы у. Широкое применение получили аксиально-поршневые насосы с автоматическим регулированием производительности (расхода).

Аксиально-поршневые насосы, рассчитанные на давление до 300 кгс/см² (30 МПа), имеют производительность от 10 до 750 л/мин и частоту вращения приводного вала от 1000 до 3000 об/мин. Наибольшую частоту вращения имеют насосы с наименьшей производительностью.

Ш и б е р н ы й ( л о п а с т н о й ) н а с о с (рис. 3.9, е) состоит из корпуса 3 и размещенного в нем ротора 8. В пазах ротора помещены лопасти 9, имеющие возможность перемещаться в радиальном направлении. Лопасти захватывают масло, которое поступает в профильную полость всасывания В между ротором и корпусом и подается к отверстию нагнетания

Н. Эти насосы работают на давлениях до 100 кгс/см² (10 МПа) и выше при частоте вращения приводного вала 1200—2000 об/мин. Они имеют производительность от 50 до 150 л/мин.

Все вышеперечисленные насосы можно применять и в качестве гидромоторов.

Производительность Q (л/мин) всех перечисленных типов насосов зависит от объема рабочих камер q, заполняемых жидкостью за 1 оборот насоса, и от частоты вращения n:

Q = qnh , (3.11) гдеh — объемный КПД (потери масла через зазоры).

В строительных машинах применяют гидросистемы с давлением масла до 200 кгс/см² (20 МПа).

Диаметры цилиндров Dц могут быть от 40 до 220 мм, а длина хода — не

более 10 Dц.

Движущее усилие на штоке цилиндра, кгс/мм² (Па)

P = pFп ,

(3.12)

где Fп — рабочая площадь поршня, мм²; р—давление в цилиндре, кгс/см²

(Па).

Скорость штока зависит от расхода масла Q и рабочей площади поршня Fп:

uц = Q / Fп

(3.13)

Помимо гидронасосов и гидромоторов в системы гидротрансмиссий входят предохранительные, распределительные и регулирующие устройства, соединительная арматура, 'а также баки для жидкости и фильтры.

К этим устройствам относят предохранительные, редукционные, обратные клапаны, регуляторы скорости, гидрораспределители (дроссели).

Предохранительные клапаны служат для снижения или прекращения подачи жидкости в линию нагнетания. Они имеют различные конструкции. Наиболее простая конструкция показана на рис. 3.11, а. Этот клапан состоит из регулировочного болта /, корпуса 2, пружины 3, шарика 5, центрирующей шайбы 4. Клапан устанавливается в магистрали нагнетания. Принцип действия клапана основан на уравновешивании силы давления жидкости, действующей на шарик, и усилия пружины 3. Когда давление действующей на шарик жидкости больше, чем усилие сжатия пружины, открывается доступ жидкости к каналу слива С, и давление в напорной линии Н падает.

Редукционный клапан (рис. 3.11, б) применяют в тех случаях, когда необходимо в линии нагнетания поддерживать постоянное давление независимо от развиваемого насосом давления. Клапан, так же как и предохранительный, ставится так, чтобы канал Б был соединен с линией нагнетания. Жидкость из канала Б поступает в канал А через отверстия в корпусе 2. Расход жидкости зависит от положения золотника 8.

Положение золотника регулируется разностью давлений на верхнюю и нижнюю торцевые поверхности. В начальный момент золотник находится в нижнем положении. Шариковый клапан 7 отрегулирован на давление, меньшее, чем на входе. Канал А, т. е. линия нагнетания, соединен каналами с отверстием в золотнике. В отверстие золотника вставлена калиброванная втулка 6. Когда давление в канале А увеличивается,

Рис. 3.11. Предохранительные и регулирующие устройства Условные обозначения элементов гидропривода

повышается и давление на нижнюю поверхность золотника, он приподнимается и перекрывает отверстия для доступа жидкости из канала Б в канал А. Одновременно через канал в золотнике 8 жидкость попадает под шариковый клапан, открывает его, и жидкость, находящаяся над верхней полостью золотника, сливается в канал А. При снижении давления в полости А золотник снова опускается.

Обратные клапаны предназначены для того, чтобы пропускать жидкость в трубопроводах только в одну сторону. По конструкции они делятся на шариковые и конусные, неуправляемые и управляемые. На рис. 3.11, в показан неуправляемый обратный клапан. В штуцере 9 с седлом 10 установлен шарик 5, который прижимается к седлу слабой пружиной 3. Под давлением подаваемой в канал А жидкости шарик 5 сжимает пружину и открывает доступ жидкости в полость Б. Движение жидкости в обратном направлении невозможно, так как для этого необходимо, чтобы давление в полости Б было больше, чем в полости А, но в этом случае шарик 5 закрыл бы отверстие в седловине 10.

Дроссели (рис. 3.11, г) служат для регулирования расхода жидкости. Для этого на пути движения жидкости устраивают сопротивление, которое изменяет сечение проходного отверстия, благодаря чему изменяется расход жидкости. Дроссели подразделяются на управляемые (проходное сечение дросселя в процессе работы может быть увеличено или уменьшено машинистом) и неуправляемые (при работе проходное сечение дросселя остается постоянным).

Регуляторы скорости служат для регулирования скорости гидродвигателей. Регулятор (рис. 3.11, д) состоит из корпуса 2, редукционного клапана 7, дросселя 11. Жидкость, подаваемая из канала А, проходит к каналу Б через отверстия в корпусе и дроссель 11.

Постоянное давление в канале Б поддерживается редукционным клапаном. Если давление в канале Б увеличивается, то жидкость, подаваемая через канал Г к верхней полости редукционного клапана, перемещает его вниз и перекрывает доступ жидкости из канала А в канал Б. Расход регулируется установкой дросселя 11 посредством поворота рукоятки 12.

Распределители служат для управления потоком жидкости. Различают золотниковые, клапанные и крановые распределители. Наиболее часто применяют золотниковые распределители. Они состоят из одного золотникового распределителя или целого блока.

На рис. 3.11, е приводится одна из схем распределителя. Золотник 1 можно перемещать в осевом направлении в корпусе 2. В корпусе сделано пять отверстий: одно отверстие Н для подачи жидкости, два отверстия С1 и

С2 для слива и отверстия А и Б для подачи жидкости в гидроцилиндр. В положении IV отверстия А и Б перекрыты, и вся жидкость, подаваемая насосом через обратный клапан, сливается в бак. В положении 11 жидкость подается в отверстие Б, а сливается из отверстия А. В положении 1 жидкость подается в отверстие А и сливается из отверстия Б.

Рис. 3.12.

Система управления с гидравлическим приводом

Диаметр трубопроводов должен приниматься таким, чтобы скорость v жидкости в напорных трубопроводах была не более 8 м/с, в сливных трубопроводах — не более 5 м/с, а во всасывающих — не более 1,5 м/с.

На рис. 3.12 приводится одна из схем гидропривода стрелоподъемного механизма стрелового крана, включающая элементов гидросистемы.

Подъем и опускание стрелы производится при помощи гидроцилиндра 6, жидкость подается насосом / в магистраль 2. При нейтральном положении / золотника распределителя 4 жидкость через клапан 3 и фильтр 10 поступает обратно в бак 11. При переводе распределителя 4 в положение 11жидкость через обратный клапан 7 поступает в подпоршневую полость цилиндра 6 и перемещает поршень со штоком, поднимая стрелу. Во время подъема поршня жидкость, находящаяся в надпоршневой полости, сливается в бак через клапан 5. Если на штоке поршня возникает усилие, для преодоления которого требуется давление большерасчетного, то подаваемая насосом жидкость сливается обратно в бак 11 через предохранительный клапан 3.