Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство аграрної політики та продовольства України

Вінницький національний аграрний університет

Гідропривод сільськогосподарської техніки

Методичні вказівки по вивченню та виконанню лабораторних робіт

М.І.Іванов, І.М.Подолянин, В.С.Руткевич

Вінниця 2013

Гідропривод сільськогосподарської техніки: Методичні вказівки по вивченню та виконанню лабораторних робіт/ Іванов М.І., Подолянин І.М.,

Руткевич В.С. - Вінниця РВВ ВНАУ, 2013. - 60 с.

Рецензенти:

Cавуляк В.І., д.т.н., проф. Вінницький національний технічний університет

Лисогор В.М., д.т.н., проф. Вінницький національний аграрний університет

Розглянуто і рекомендовано до друку на засіданні кафедри МОСГВ (протокол № 2 від «2» вересня 2013р.)

Рекомендовано до друку науково-методичною радою Вінницького національного аграрного університету (протокол № 1 від «25» вересня 2013р.)

Зміст

Передмова

Лабораторна робота №1. Баки гідравлічних об'ємних приводів

Лабораторна робота №2. Шестеренні гідронасоси

Лабораторна робота № 3. Шестеренні гідромотори

Лабораторна робота № 4. Гідравлічні розподільники

Лабораторна робота № 5. Гідроциліндри

Лабораторна робота № 6. Робочі рідини

Додатки

Література

Передмова

Методичні вказівки по вивченню та виконанню лабораторних робіт «Гідроприводи сільськогосподарської техніки» розроблено для студентів напрямів підготовки 6.100102 «Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва» та 6.050503 «Машинобудування». Складено на основі програми «Гідропривод сільськогосподарської техніки» та «Гідро-та пневмоприводи сільськогосподарської техніки» для підготовки фахівців за ОКР «бакалавр». гідромотор насос гідробак

Лабораторні роботи з цих дисциплін мають на меті надання студентам необхідних знань з будови, теорії робочих процесів та правил експлуатації гідроприводів, що необхідні для високоефективного використання сільськогосподарської техніки, якісного обслуговування і ремонту, методів розрахунку основних параметрів, напрямів вдосконалення гідроприводів та їх гідропристроїв.

Лабораторна робота №1

Баки гідравлічних об'ємних приводів

Мета роботи: вивчити призначення, різновиди, переваги та недоліки баків різних конструкцій.

Призначення

До складу гідравлічних об'ємних приводів входять гідроємності, до числа яких відносяться гідробаки та гідроакумулятори. Гідроємності призначені для утримання в них робочої рідини з метою використання її в процесі роботи гідропривода.

Гідробак - гідроємність, призначена для живлення об'ємного гідропривода робочою рідиною. Гідробаки повинні також забезпечувати охолоджування робочої рідини, видалення з неї бульбашок повітря, осадження забруднень та температурну компенсацію зміни об'єма робочої рідини.

Загальні технічні вимоги до баків встановлено ГОСТ 16770-71.

Гідроакумулятор - гідроємність, призначена для накопичення та повернення енергії робочої рідини, яка знаходиться під тиском.

Загальні технічні вимоги до гідроакумуляторів встановлено ГОСТ 16679-71.

Різновиди гідробаків

На рисунку 1 показані найбільш розповсюджені конструктивні схеми гідробаків. Схему гідробака відкритого типу показано на рисунку 1,а. Робоча рідина через горловину 3 (з сіткою) заливається в корпус 2 бака. З системи рідина попадає в бак через насадок 1. Насадок 7 є всмоктуючим. Через нього рідина попадає в систему. Для того, щоб зважені механічні частки встигли опуститися на дно, а бульбашки газу - спливти на поверхню, застосовують перегородки 4.

Сапун 5, що містить фільтр для захисту внутрішнього об'єму бака від потрапляння бруду, служить для з'єднання з навколишнім середовищем об'єму над вільною поверхнею рідини. Рівень рідини в гідробаці показує рівнемір 6. Недоліком таких гідробаків є постійне відновлення повітря, що містить вологу (через зміну об'єму рідини, що бере участь у роботі гідропривода). На стінках гідробака конденсується вода, що, потрапляючи в робочу рідину, погіршує її властивості, призводить до необхідності більш частішої її заміни (водяний конденсат утворюється через різницю температур стінок гідробака й дотичного з ними повітря, що перебуває над вільною поверхнею рідини в гідробаці).

Особливістю гідробака, схему якого показано на рисунку 1,б, є його герметичність, що дозволяє позбутися від недоліків, властивим гідробакам, схему яких зображено на рисунку 1,а. У таких гідробаках за рахунок надлишкового тиску інертного газу (наприклад, азоту, що подається через штуцер 1) над вільною поверхнею робочої рідини досягається її (рідини) ізоляція від навколишнього середовища, полегшується робота насоса. Такі гідробаки називаються газонаповненими.

Недоліком таких гідробаків є ймовірність розчинення газу в рідині, що призводить до зниження жорсткості гідросистеми і до переривчастого руху виконавчих елементів гідросистеми, може викликати порушення її (гідросистеми) стійкості проти автоколивань.

У поршневих гідробаках, виконаних за схемою, показаною на рисунку 1,в, забезпечується надлишковий тиск рідини у гідросистеми й разом з тим відсутній контакт рідини з газом. У корпусі 2 розміщений поршень 3, що підтискається плунжером 4. До торця плунжера підводиться з напірної магістралі гідросистеми рідина. Сила, що діє з боку плунжера на поршень і забезпечує в гідробаці надлишковий тиск, залежить від площі торця плунжера.

У гідробаці, схему якого зображено на рисунку 1,г, тиск на поршень 2 здійснюється не плунжером, а пружиною 1.

До недоліків гідробаків, виконаних по схемах, показаних на рисунку 1, в,г, слід віднести відносну складність конструкції через наявність ущільнюючих пристроїв, а також високі вимоги до виготовлення точних поверхонь, (плунжер, поршень).

а) б)

в) г)

д)

Рисунок 1- Конструктивні схеми гідробаків

На рисунку 1, д показано схему гідробака з еластичною діафрагмою, що забезпечує герметизацію порожнини з робочою рідиною. Він називається гідробаком мембранного типу. У корпусі 2 розміщено еластичну діафрагму 3. Насадки 1 та 6 служать відповідно для подачі рідини в гідробак і гідросистему. Повітря в гідробак нагнітається через штуцер 5.

До недоліків такого гідробаку можна віднести те, що еластична діафрагма (мембрана) може зруйнуватися, і такий бак не ремонтопридатний.

Гідросистеми, у яких застосовуються гідробаки з механічним поділом рідинного й газового середовищ (рисунок 1,в,г), значно надійніші в експлуатації. Застосовувана в них рідина більш довговічна (зміна рідини відбувається значно рідше). Крім того, у таких гідробаках підтримується необхідний рівень рідини, що дуже важливо, тому що зниження рівня викликає інтенсивну циркуляцію. При зниженні рівня рідини в гідробаці в місцях підключення всмоктуючого трубопроводу може утворитися вирва, через яку буде попадати повітря.

На рисунку 2 показано умовні графічні позначення гідробаків, які використовуються на гідравлічних схемах.

а) б) в)

г) д) ж)

з) к) м)

Рисунок 2 - Умовні графічні позначення гідробаків (ГОСТ 2.780-96): а) позначення гідробака під атмосферним тиском, б) гідробак під атмосферним тиском із зливним трубопроводом вище рівня робочої рідини, в) гідробак під атмосферним тиском із зливним трубопроводом нижче рівня робочої рідини, г) загальне позначення гідробака під тиском вище атмосферного, д) гідробак під тиском вище атмосферного із зливним трубопроводом вище рівня робочої рідини, ж) гідробак під тиском вище атмосферного із зливним трубопроводом нижче рівня робочої рідини, з) загальне позначення гідробака під тиском нижче атмосферного, к) гідробак під тиском нижче атмосферного із зливним трубопроводом вище рівня робочої рідини, м) гідробак під тиском нижче атмосферного із зливним трубопроводом нижче рівня робочої рідини.

Розрахунок мінімальної ємності гідробака

Як приклад розглянемо гідросистему (рисунок 3) з гідроакумулятором, що підключається до гідроциліндра тільки під час прискореного ходу (при низькому тиску в системі).

Робота відбувається в такий спосіб. Під час робочих переміщень поршня в гідроциліндрі 5 рідина з гідробака 1 через всмоктуючі й напірні трубопроводи, фільтр 7 і розподільник 6 подається тільки від меншого насоса 10, тиск у якому контролюється запобіжним клапаном 4. Зворотний клапан 8 закритий, і від насоса 11 (більшої продуктивності) через зворотний клапан 9 відбувається зарядка гідроакумулятора 14 до величини настройки клапана низького тиску 12. При холостому ході поршня до гідроциліндра надходить рідина одночасно від двох насосів 10, 11, й акумулятора 14. Таке використання обсягу рідини, накопиченного в гідроакумуляторі, дає можливість установлювати насоси з меншою сумарною продуктивністю. На злив рідина надходить через дренажні г, зливальні а трубопроводи, магістраль 3 і радіатори (теплообмінники) 2. Контроль тиску здійснюється манометром 13.

Мінімальна ємність бака Vmin визначається як сума змін ємностей елементів гідросистеми в процесі її роботи. При цьому необхідно враховувати витоки рідини, її теплове розширення, стиснення і перевищення рівня над забірним каналом.



Рисунок 3 - Акумуляторна гідросистема

Зміна ємності гідросистеми ?V1 у процесі зарядки і розрядки гідроакумулятора дорівнює різниці обсягів рідини в гідроакумуляторі при максимальній його зарядці Vmax і розрядці Vmin:

(1)

Зміна об'єму ?V2 при роботі силового гідроциліндра визначається як різниця робочих обсягів штокової Vшт та безштокової Vбш порожнин:

. (2)

Зміна обсягу ?V3 рідини в гідросистемі, зв'язана з її температурним розширенням,

(3)

де ?t - коефіцієнт температурного розширення рідини (для мінерального масла ?t ? 10-3 град-1);

Vж - об'єм рідини в гідросистемі;

?t - зміна температури.

Зміна об'єму рідини в гідросистемі, обумовлена її стиском,

(4)

де Кр- коефіцієнт піддатливості трубопроводів і порожнин гідроапаратури, заповнених робочою рідиною, що враховує сумарний ефект від стисливості робочої рідини й деформації стінок порожнин /ІІ/;

Vp - об'єм порожнин і магістралей, що перебувають під тиском;

р - тиск у напірній магістралі.

Об'єм рідини ?V5, необхідний для компенсації витоків,

(5)

де G - коефіцієнт витоків робочої рідини.

Кількість рідини ?V6 для створення перевищення її рівня над забірним каналом для того, щоб при максимальній витраті не могла утворитися вирва в забірного каналу. Тоді ця кількість, л:

(6)

де S - площа поверхні рідини в площині, що проходить через забірний канал й обмежена периметром багатокутника, утвореного перетинанням поверхні рідини зі стінками бака.

Таким чином, мінімальний об'єм масла в гідробаці

. (7)

У гідробаці, крім об'єму масла, є також і повітряний об'єм ?Vвозд, який необхідний для запобігання потрапляння рідини в дренажну систему й повітряний фільтр. Об'єм звичайно вибирається рівним 10-15% об'єму ?Vmin, тобто

?Vвозд = (0,1-0,15) Vmin (8)

Тоді мінімальна ємність гідробака

Vmin = (1,1-1,15) Vmin (9)

Примітка. При проведенні попередніх розрахунків ємність гідробака часто вибирають рівною 2-5-хвилинної продуктивності насоса для машин, у яких гідропривод активних робочих органів задіяний постійно (періодично, то - 1/3-1/4 хвилинної продуктивності).

Конструювання гідравлічних баків

При проектуванні гідробаків варто керуватися вимогами й рекомендаціями ГОСТ 16770-71 "Баки для гідравлічних і мастильних систем. Загальні технічні умови". Досить широке поширення, незважаючи на зазначені раніше недоліки, мають баки, конструктивну схему яких показано на рисунку 1,а.

На рисунку 4 зображено розрахункову схему компоновки гідравлічного бака.

Перегородки 6,9,10 ділять гідробак 4 на відсіки, гідробак повинен мати не менше двох відсіків. В одному з них розміщується всмоктувальна труба 3 з насадком 2. Зріз труби (особливо, коли насадок не передбачений конструкцією) повинен бути вище від дна не менше, ніж на два діаметри труби. В саму далеку від всмоктуючої труби частину гідробака опускаються кінці дренажних 11 і зливальних 12 труб із зливною насадкою 15. Крім того, для поліпшення умов виділення повітря з рідини всмоктувальну трубу від зливальних труб розділяють перегородкою 9 з висотою, рівною 2/3 висоти мінімального рівня рідини в гідробаці. Для полегшення виділення бульбашок повітря з рідини й опускання часток бруду на дно гідробака перегородки роблять перфорованими, у цьому випадку створюються умови для рівномірної швидкості плину рідини уздовж нижньої частини гідробака.

Перегородка 10 призначена для затримання піни, що збирається у зливальному відсіку внаслідок недостатності гасіння кінетичної енергії зливального потоку. Тому при конструюванні гідробака треба особливу увагу звернути на розробку насадок для кінців зливних і всмоктуючих труб. Злив із дренажних труб 11 іноді роблять на перегородку з похилою площиною 10, тому що в цьому випадку кінетична енергія потоку рідини невелика. Пробка для заливу рідини 13 розміщується над зливальним або над відстійним відсіком. З нижньої частини кожного відсіку повинен бути виведений зливальний патрубок 14, оснащений пробкою або краще краном.

Рисунок 4 - Загальне компонування гідробака

Для вловлювання продуктів зношування сталевих деталей застосовуються магнітні пробки 8, які можуть бути розташовані: в пробці для заливу рідини 13; у спускній пробці 14; можуть бути вбудовані в стінку гідробака (на даній схемі не показано). Масло-покажчик 1 призначений для контролю верхнього й нижнього рівнів рідини. Порожнина гідробака з'єднується з атмосферою через фільтр для проходу повітря 5 (сапун).

При розробці гідробаків, крім перерахованих, повинні дотримуватися також і наступні вимоги: кришка повинна щільно прикривати гідробак і в той же час легко зніматися (для періодичного чищення гідробака); отвори для введення труб повинні бути ущільнені гумовими войлочними втулками; кінці всіх труб, з'єднаних з гідробаком, повинні перебувати нижче мінімального рівня рідини на величину не менш двох-трьох діаметрів труби; заливання рідини в гідробак варто робити через сітчастий фільтр, що повинен легко вийматися для очищення; для транспортування й монтажу необхідно передбачати ручки.

Особливості конструювання деяких елементів гідробаків

Всмоктувальна насадка

По цих насадках рідина з гідробака надходить у всмоктувальну гідролінію. Конструкція насадок повинна забезпечувати мінімальні втрати енергії при вході рідини в насадок. На рисунку 5 показані найпоширеніші схеми насадок.

а) б) в)

Рисунок 5 - Всмоктувальні насадки

Найменший опір потоку забезпечує коноїдальний насадок (див. рисунок 5,а), що досягається збільшенням площі всмоктування.

На практиці іноді застосовують більш прості в технологічному відношенні насадки за схемою, представленою на рисунку 5,б. Ці насадки являють собою відрізок труби, кінець якої скошений під кутом 0,52 - 0,78 рад (30? - 45?). Вхід у всмоктувальну трубу, обладнаний прийомною сіткою, яку показано на рисунку 5,в. Місцеві втрати напору hмісц визначаються в частках питомої кінетичної енергії по формулі

, (10)

де V - середня швидкість рідини в трубопроводі, розташованому за насадком, рекомендована швидкість потоку рідини для всмоктувальних трубопроводів - 0,5 - 1,5 м/с;

- коефіцієнт місцевої втрати напору.

Вхідні (зливальні) насадки

По цих насадках рідина з гідросистеми надходить у гідробак. Рідину можна впускати в гідробак із простого насадка (рисунок 6,а) у вигляді короткого відрізка труби. Але з огляду на те, що потік має значний запас кінетичної енергії,

по-перше, рідина в гідробаці буде інтенсивно перемішуватися (що не дозволить механічним часткам вчасно осісти, а бульбашкам газу - здійнятися до поверхні), буде підніматися осад з днища гідробаку, а по-друге, буде мати місце виділення бульбашок газу і вспінення рідини. Така конструкція може застосовуватись тоді, коли зливна магістраль підводиться до днища гідробаку.

На рисунках 6,б та в показані схеми більш раціональних вхідних насадок, що застосовуються в гідробаках.

Насадок у вигляді порожнього циліндра із глухим дном (див. рисунок 6,б), на циліндричній поверхні якого є невеликі отвори, дозволяє зменшити перемішування рідини.



а) б) в)

Рисунок 6 - Вхідні насадки

Недоліком такого насадка являється те, що він не дозволяє вирішити питання піноутворення.

Одним з найбільш раціональних є насадок, схему якого показано на рисунку 6,в. Він запобігає вспінюванню робочої рідини та підніманню осаду їз днища гідробаку. Рідина з гідросистеми через трубу 5, центральний отвір диска 1 і щілину, утворену дисками 1 і 4, попадає у гідробак.

Диски 1,4 з'єднуються болтами 3 за допомогою розпірних втулок 2, висота яких визначає величину зазору hн. Площа кільцевого зазору між двома дисками збільшується від центра до країв, що призводить до зменшення швидкості потоку, а це, у свою чергу, знижує його (потоку) кінетичну енергію.

Радіус закруглення центрального отвору диска 1 приблизно дорівнює половині внутрішнього діаметра труби:

Rн ? 0,5 dу, (11)

а зазор між дисками 1 й 4 визначається залежністю

hн=0,25Rн (12)

Для забезпечення швидкості потоку на виході із зазору між дисками, рівної 0,03 м/с (експериментально встановлене значення мінімальної швидкості рідини, при якій візуально не спостерігається дрібних бульбашок газу), необхідно діаметр дисків Dн вибирати, виходячи з максимальної подачі насоса Qнmax, по формулі

або (13)

Для зливальних трубопроводів рекомендована швидкість потоку рідини становить 2-3 м/с. Для довгих трубопроводів (L/d ?100) ці дані знижуються на 30 - 50 %.

Фільтри для проходу повітря (сапуни)

Призначені для проходження повітря у гідробак, або для виведення його з гідробаку. Це потрібно для забезпечення атмосферного тиску у середині гідробаку.

Найпростішим сапуном є дренажний отвір (трубопровід) діаметром 2-5 мм, виконаний у верхній частині бака (рисунку 7,а).

На рисунку 7,б показано схему сапуна з фільтром, що не пропускає у гідробак механічних часток (пил).

На рисунку 7,в показано схему фільтра для проходу повітря з рідинним пиловловлювачем. Це більш досконалий спосіб запобігання від потрапляння пилу в гідробак. У порівнянні з іншими він забезпечує більш надійне і якісне очищення повітря.



а) б) в)

Рисунок 7 - Фільтри для проходу повітря

Виготовлення й випробовування гідробаків

Гідробаки виготовляють в основному звареними з тонколистової сталі (від 0,8 до 2.0 мм). При більших розмірах гідробака на стінках і днищі видавлюють жолобки для підвищення твердості (зрідка баки роблять литими з ребрами для підвищення тепловіддачі).

Штуцер, фланці, пробки й інші елементи паяють мідним припоєм. Герметичність гідробака перевіряють надлишковим тиском до 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).

Після зборки гідробака його зовнішня поверхня покривається ґрунтовкою № 138 (ГОСТ 4056-48) і фарбується нітроглифталевою емаллю (ГОСТ 6631-53) не менш, ніж у два шари. Внутрішня порожнина гідробака перед установкою фільтра продувається стисненим повітрям.

Для трубопроводів в основному застосовуються сталеві безшовні труби (ГОСТ 8734-75) і рукава високого тиску з металевими оплетками (ГОСТ 6631-53). Застосовують також мідні труби ( ГОСТ 617-72) і латунні.

Ремонт гідробаків

Найчастіше зустрічаються дефекти гідробака - це тріщини в місці приварювання штуцера всмоктувального трубопроводу чи кронштейна кріплення. Зустрічаються також тріщини або пробоїни стінок.

Для усунення першого дефекту необхідно:

- злити масло з бака;

- промити бак гарячим трипроцентним розчином каустичної соди;

- заповнювати бак інертним газом або водою;

- за допомогою газового зварювання заварити тріщини.

Дефекти на стінках гідробака усувають за допомогою латок з листової сталі або склопластику й епоксидної клейової суміші. Після накладення латки гідробак сушать 3 години при температурі 80-100°С або протягом 24 годин при температурі 18-20°С.

Питання для самоконтролю

Призначення гідробаків гідросистем.

Позначення гідробаків на гідравлічних схемах.

Різновиди гідробаків, накреслити схеми, дати характеристики.

4. Основні вимоги, пропоновані в конструкції гідробака.

Конструктивна схема гідробака.

5. Всмоктувальні насадки, схеми, переваги, недоліки.

6. Вхідні насадки, різновиди, розрахунок.

7. Фільтри для проходу повітря, призначення, різновиди.

8. Матеріали, застосовувані для виготовлення гідробаків, забезпечення його герметичності, фарбування та випробування.

9. Ремонт гідравлічних баків.

Лабораторна робота №2

Шестеренні гідронасоси

Мета роботи: вивчити призначення, будову, принцип роботи, переваги та недоліки шестерених гідронасосів.

Загальні відомості про роторні гідромашини

Під роторними гідромашинами розуміють об'ємні роторні насоси і гідромотори. У роторних гідромашинах рухливі елементи, що утворюють робочі камери, здійснюють обертальний чи обертальний і зворотно-поступальний рухи.

Роторні насоси призначені для створення потоку робочої рідини шляхом перетворення механічної енергії в гідравлічну. Роторні гідромашини мають три основні робочі елементи: ротор, статор і замикач (виштовхувач). Ротор насоса обертається синхронно з валом приводного двигуна. Замикачі виконують строго циклічний рух, період якого пропорційний частоті обертання ротора.

Робочий цикл складається з наступних процесів: у насосах - всмоктування і витиснення (нагнітання), у гідромоторах - нагнітання і витиснення. Робочі процеси в роторних гідромашинах відбуваються у робочих камерах (порожнина об'ємної гідромашини, обмежена робочими поверхнями робочих елементів, яка періодично змінює свій об'єм та поперемінно з'єднується з місцями входу та виходу робочої рідини).

Роторні гідромашини підрозділяють за наступними ознаками: по можливості регулювання робочого об'єму - на регульовані і нерегульовані; по напрямку потоку робочої рідини - з постійним і реверсивним потоком; по числу робочих циклів, чинених за один оберт вала, - одно-, двух- та багаторазової дії; по конструкції - шестеренні, пластинчасті і поршневі (радіально-поршневі й аксиально-поршневі). Роторні гідромашини (крім машин із клапанним розподілом) можуть бути оберненими об'ємними гідромашинами, це значить, що вони можуть працювати як у режимі насоса, так і в режимі гідромотора.

Основні параметри роторних насосів і гідромоторів

Під робочим об'ємом V0 гідромашини розуміють об'єм рідини, що витісняється за один оберт, цикл чи хід. Чим більше робочий об'єм, тим більший об'єм робочої рідини витісняє насос за один оберт вала. Одиниця робочого об'єму в СІ-м3. Ряди номінальних робочих об'ємів насосів і гідромоторів регламентовані ГОСТ 13824-80.

Під номінальним тиском рном гідромашини розуміють найбільший тиск, при якому гідромашина повинна працювати протягом установленого терміну служби зі збереженням параметрів у межах установлених норм. Номінальні тиски встановлює ГОСТ 12445-80.

Частотою обертання n називають величину, рівну числу повних обертів за одиницю часу. Частоту обертання визначають по формулі

n=1/ , (1)

де - час, протягом якого відбувається один повний оберт.

Одиниця частоти обертання в СІ с-1. Секунда в мінус першого ступеня - частота рівномірного обертання, при якій за час 1 с відбувається один оберт вала. Тимчасово нарівні з с-1 допускається застосування одиниці частоти обертання, вираженої в об/с і об/хв.

Під номінальною частотою обертання nном, розуміють найбільшу частоту обертання, при якій гідромашини повинні працювати протягом установленого терміну служби зі збереженням параметрів у межах установлених норм. Номінальну частоту обертання насосів із приводом від електродвигунів звичайно приймають рівній номінальній частоті обертання асинхронних електродвигунів. Ряди номінальних частот обертання встановлює ГОСТ 12446-80.

Тиск на вході в насос (тиск всмоктування) - мінімальний тиск на вході в насос, обумовлений явищем кавітації рідини.

Об'ємна подача - це об'єм робочої рідини, подаваємої за одиницю часу. Об'ємну подачу Q, м3/с, визначають по формулі

Q=V0n, (2)

де n -частота обертання, с-1.

Характеристика насоса - залежність подачі насоса від тиску нагнітання при постійній частоті обертання вала (номінальній).

Фактична подача насоса Qф відрізняється від теоретичної Qт завдяки наявності об'ємних втрат рідини - в першу чергу на витікання Qвит через зазори в з'єднаннях деталей. Мають місце також втрати рідини, пов'язані з неповним заповненням рідиною робочих камер Qвит.ум - умовні витікання або втрати на всмоктування насоса, завдяки гідравлічному опору, кавітаційним явищам та ін. Одна з причин виникнення цього явища - малий напір на вході насоса та великий гідравлічний опір всмоктувального каналу.

Qф=Qт-(Qвит+Qвит.ум) (3)

Об'ємні втрати в насосі характеризуються його об'ємним к.к.д.

Об'ємний к.к.д. визначається як відношення фактичної подачі насоса до ідеальної (теоретичної)

або , (4)

де Qі=Qф+(Qвит+Qвит.ум) , (5)

визначається в режимі холостого ходу (без навантаження). Для шестеренних насосів об = 0,95 - 0,97.

Шестеренні насоси

Шестеренним насосом називають роторний насос з робочими камерами, утвореними робочими поверхнями зубчастих коліс, корпусу і бічних кришок. Умовне позначення насоса на схемах показано на рисунку 1.

а) б) в) г) д)

Рисунок 1 - Умовне позначення насоса: а - насос, б - насос шестеренний, в - насос пластинчастий, г - насос радіальний роторно-поршневий, д- насос аксіальний роторно-поршневий

По виду зубчастого зачеплення шестеренні насоси поділяють на насоси з зовнішнім і внутрішнім зачепленням. На рисунку 2 показано конструктивну схему найбільш розповсюдженого шестеренного насоса з зовнішнім зачепленням. Ведуча шестерня 1 і ведена шестерня 2 розміщені в розточеннях корпусу 3, що має порожнини всмоктування А і нагнітання Б.

Рисунок 2 - Схема шестеренного насоса

Принцип роботи насоса полягає в наступному. При обертанні шестерень зуби виходять із зачеплення в порожнині А, створюється вакуум, тому що при виході з зачеплення об'єм робочих камер збільшується на подвоєний об'єм простору між зубами. Під дією різниці тисків у баці і порожнині А рідина з бака надходить у порожнину А і заповнює простір, що звільнився. Обертаючись шестерні переносять цю робочу рідину в порожнину Б. При вході зубів у зачеплення робоча рідина витісняється зубами і надходить у напірну лінію.

Звичайно не вся рідина витісняється в порожнину нагнітання. Частина рідини по радіальних зазорах (між розточенням корпусу і зовнішнім діаметром шестерні) і торцевих зазорах (між торцями шестерень і бічних кришок) перетікає в порожнину всмоктування, а частина рідини замикається при зачепленні шестерень у западинах між зубами. Тому що зачеплення зубів шестерень відбувається на довжині, більшого одного кроку, то спочатку відбувається стиск замкненого об'єму рідини (рисунок 3) від АВ до ВС внаслідок зменшення об'єму між сусідніми вигинами, а в другій половині розширення від ВС до СD.

Рисунок 3 - Утворення замкненого об'єму шестеренного насоса

Основні складові шестеренного насоса показано на рисунку 4.

При малих зазорах у зачепленні і гарному контакті між зубами тиск у замкненому об'ємі різко збільшується, що може призвести до поломки насоса. Для усунення різкого збільшення тиску (для розвантаження) передбачають канали на неробочих поверхнях зубів для нереверсивних машин, у западинах шестерень і на бічних кришках.



Рисунок 4 - Основні складові шестеренного насоса: 1-кришка із ребрами жорсткості; 2-металфторопластова втулка; 3-З-образний манжет; 4-захисні пластини; 5- компенсатор; 6- шестерні; 7-корпус насоса

Робочий об'єм шестеренного насоса визначають по формулі

V0=Dнhb=2m2zb,

де DH - початковий діаметр шестерні, DH = mz; h - висота зуба, h=2m;

m - модуль зачеплення; z - число зубів шестерні; b - ширина вінця шестерні.

Цей вираз справедливий при припущенні, що об'єм западин між зубами дорівнює об'єму зубів.

Досвід проектування показує, що число зубів шестерні варто вибирати меншим (z = 6-16), а модуль великим (при цьому значно зменшуються габарити насоса). Ширину вінця шестірні звичайно приймають рівної 3-6 m.

Так, як параметри, що визначають робочий об'єм шестеренного насоса, величини постійні, то шестеренні насоси нерегульовані.

Насос подає робочу рідину нерівномірно: миттєва подача насоса - періодична функція кута повороту вала ведучої шестерні (рисунок 5). Коефіцієнт пульсації подачі робочої рідини визначають по формулі

,

де - кут зачеплення, =20°; z - число зубів.

Частота коливань подачі пропорційна частоті обертання і числу зубів шестерні. Період коливань подачі визначається часом повороту шестерні на кут, що відповідає одного кроку,

Нерівномірність подачі викликає пульсацію тиску і негативно позначається на роботі насоса і гідропривода, створюючи вібрації. Таким чином, для зменшення пульсації подачі необхідно збільшувати число зубів.



Рисунок 5 - Графік коливання подачі шестеренного насоса

Маркування шестеренних насосів



Рисунок 6 - Способи позначення насосів шестеренних

Модифікація. Насоси з літерами «В» і «Д» відрізняються матеріалами втулок: «В» - мають втулки з антифрикційного алюмінієвого сплаву, «Д» - метал фторопластові втулки. Насоси з літерами «К» - взаємозамінні з насосами відповідних типорозмірів з літерами «А» (наприклад НШ32ДК-3>НШ32А-3)

Насоси типу НШ-Е, мають ресурс до 1000 годин;

НШ-У, мають ресурс до 4000 годин;

НШ-К, мають ресурс до 6000 годин.

В відповідності з ГОСТ 8753-80 шестеренні насоси поділяються на чотири групи і позначаються 1,2,3,4.

1 група - насоси з номінальним тиском 10 мПа (100 кг/см2) і робочим об'ємом 10; 32; 46; 67 см3.

2 група - насоси з номінальним тиском 14 мПа (140 кг/см2) і робочим об'ємом 10; 32; 50; 67;100; 160 і 250 см3.

3 група - насоси з номінальним тиском 16 мПа (140 кг/см2) і робочим об'ємом 4; 6.3; 10; 32; 50; 67; 100; 160 і 250 см3.

4 група - насоси з номінальним тиском 20 мПа (200 кг/см2) і робочим об'ємом 4; 6.3; 10; 32; 50; 67; 100; 160 і 250 см3.

Питання для самоконтролю

1. Типи насосів, що застосовують у гідроприводах сільськогосподарської техніки?

2. Будова шестеренного гідронасоса.

3. Назвіть основні параметри гідронасосів.

4. Призначення гідрокомпенсатора.

5. Чи змінюється подача насоса при зміні частоти обертання його вала?

6. Назвіть переваги і недоліки шестеренних гідромашин.

7. Які показники наведено на етикетці шестеренного насоса.

8. Розшифруйте марку насоса НШ-32В3.

9. Чи можна шестеренний насос використати у режимі гідромотора і навпаки.

Лабораторна робота № 3

Шестеренні гідромотори

Мета роботи: вивчити призначення, будову, принцип роботи, переваги та недоліки шестеренних гідромоторів

Загальні відомості про шестеренні гідромотори

Гідромотори призначені для того, щоб перетворити гідравлічну енергію, яку виробляє насос, в механічну. Усі шестеренні насоси мають властивість оберненості, тобто мають подвійне призначення: насоса - споживача енергії і гідромотора - її передавача.

Конструкція гідромоторів цілком уніфікована з конструкцією насосів. Якщо насос необхідно використовувати в режимі гідромотора, необхідно рідину підводити з боку нагнітального отвору. У цьому випадку насос буде обертатися в протилежному напрямку.

Характерною рисою шестеренних гідромоторів є відсутність кавітації, тому мінімальна їхня частота обертання обмежується тільки механічними умовами. Звичайно мінімальна частота обертання вала 50 об/хв. Однак, на низьких частотах обертання навантаження на підшипник значні. Тому пусковий момент гідромотора буде високий, у зв'язку з чим робочий орган включають після розгону гідромотора вхолосту. У деяких конструкціях передбачені пристрої, що поліпшують запуск шестеренних гідромоторів. Крутний момент на валу гідромотора виникає в результаті тиску масла на площі профілів зубів шестерень у зоні підведення масла, а також залежить від її відстані відстань від центра тиску цієї площі до вісі шестерень.

На рисунку 1 видно, що сумарна сила на зуб 1 більша чим на зуб 2, тому ліва шестірня буде обертатися проти годинникової стрілки.

Результуюча сила тиску, що діє на поверхні зубів 3 і 4, буде спрямована вправо. Тому права шестірня буде обертатися по годинниковій стрілці.

Отже теоретичний крутний момент на валу гідромотора складається з моментів М1 та М2 на шестернях гідромотора, що виникають на шестірнях гідромотора.

Рисунок 1- Схема гідромотора

Теоретичний крутний момент у залежності від підводимого тиску і параметра шестерень визначають по формулі

, (1)

де Р - підводимий тиск; b-ширина зуба; m-модуль зачеплення; z-кількість зубів шестерень; l- довжина лінії зачеплення.

Для шестірні з кутом зачеплення =20о, l=mcos .

Однак момент можна визначати по більш простій формулі

кгсм, (2)

де q - об'єм, що споживається за один оберт шестірні гідромотора, см3/об;

p - тиск масла, яке підводиться, кгс/см2.

Потужність, яку споживає гідромотор, вираховують за формулою:

кВт, (3)

де Q-витрата масла на гідромоторі, л/хв.,

л/хв, (4)

де n-частота обертання, об/хв.; 0-об'ємний ККД гідромотора.

Ефективну потужність гідромотора визначають за формулою

кВт. (5)

Ефективний ККД підраховують за формулою

. (6)

Гідромотори типу ГМШ

Шестеренні гідромотори типу ГМШ призначені для приведення активних робочих органів і механізмів сільськогосподарських машин в обертальні рухи при включенні гідросистеми трактора, комбайна, автомобіля.

Наприклад, у розкидачі рідких добрив РНСУ-3,6, для привода вакуум- насоса, у кукурудзозбиральному комбайні КСКУ-6 для привода механізму підтягування візка і т.д. Будова ГМШ така ж як і круглих насосів

Гідромотори типу МНШ

Мотори - насоси шестеренні (МНШ) створені на базі серійних насосів НШУ.

Мотор-насос МНШ - 46У застосовується для привода дисків, що розкидають, на розкидачах міндобрив.

Відрізняється мотор - насос МНШУ наявністю дренажного маслопроводу, приєднаного до денця корпусу.

Зібраний насос МНШУ реверсивний і оборотний. Щоб переобладнати мотор - насос у насос, потрібно зняти кришку і з боку нагнітання видалити алюмінієвий клиновий вкладиш і гумове ущільнення.

Модернізовані гідромотори типу МНШ

Вище було зазначено, що для всіх шестеренних гідромоторів характерний важкий запуск при навантаженні. Це пов'язано зі специфічним характером розподілу масла в радіальному й осьовому напрямках (рисунок 2), що викликає додаткові шкідливі навантаження на підшипники. Таке явище ще більше збільшується в зв'язку зі зносом контактуючих поверхонь (втулка - торець шестірні; втулка - цапфа вала), що призводить до відмовлень при запуску гідромотора. Запуск такого гідромотора вимагає додаткового поштовху на робочий орган, що небезпечно для механізаторів. Тому часто ще працездатні гідромотори відправляються в ремонт.

Для поліпшення пускових характеристик шестеренного гідромотора запропоновано пристрій, що успішно випробуваний на гідромоторі МНШ-46У.

Пристрій виконано у вигляді ущільнювального елемента, що має поверхні А, Б і В, і закріплений на втулці 4, установленої на вхідному отворі гідромотора. Поверхні А і Б охоплюють частину зубів шестерень 2 і 3 по всій довжині по окружності виступів, а поверхня В є продовженням дотичних до ділильних окружностей шестерень.

При наявності такого ущільнювального елемента в момент пуску гідромотора площа впливу тиску робочої рідини на зуби шестерень 2 і 3 зменшується на величину зони охоплення їхніх зубів поверхнями А і Б. При цьому тиск перерозподіляється і діє на зуби шестерень і на поверхню В.

Завдяки цьому досягається:

- часткове розвантаження опор ковзання від радіальних зусиль, викликаючи велике тертя в них у момент пуску, до подачі масла в опори ковзання;

- зменшується зусилля притиску шестерень до циліндричних розточень корпусу, що перешкоджає зрушуванню шестерень у момент пуску;

- збільшується пусковий момент за рахунок послаблення протидіючого йому крутного моменту від зусиль впливу мастила на зуби шестерень у зоні зачеплення.

Крім того, у момент пуску потік робочої рідини направляється поверхнею В безпосередньо по дотичним до ділильних окружностей шестерень, що дозволяє ефективно використовувати динамічний вплив потоку рідини і за рахунок цього додатково збільшити пусковий момент у 1,3 - 1,5 рази.

Іншою модернізацією шестеренних гідромоторів, що поліпшує пускові характеристики й усуває задирки на торцях втулок через перекоси шестерень, є виконання зубів шестерень у вигляді усіченого конуса.

У результаті цього з'являється кільцевий зазор b (рисунок 3) між торцями ущільнювальних втулок і торцями шестерень, що сприяє утворенню масляної плівки.

Рисунок 3 - Модернізований гідромотор

Конічні фаски на торцях шестерень запобігають також врізанню гострих крайок зубів у поверхні втулок.

Порівняльні експериментальні дослідження шестеренних насосів НШ-32У, НШ-46У і НШ-50К в режимі гідромотора показали, що оптимальне значення зазору знаходиться в бокових вівтарях 0,04 - 0,08 мм.

При такому зазорі поряд з поліпшенням механічних і пускових характеристик об'ємний ККД знижується незначно, а загальний ККД трохи вище, чим у звичайних серійних гідромашинах.

Питання для самоконтролю

1.Призначення гідромоторів.

2.Будова шестеренного гідромотора.

3.Переваги та недоліки шестеренних гідромоторів.

4.Поясніть властивість оберненості шестеренних гідромашин.

5.Наведіть приклади модернізації шестеренних гідромоторів.

Лабораторна робота № 4

Гідравлічні розподільники

Мета роботи: вивчити призначення, різновиди, будову та принцип роботи гідравлічних розподільників. Навчитися складати гідросхеми.

Гідравлічний розподільник - це гідроагрегат, призначений для зміни напряму робочої рідини в двох чи більше гідролініях в залежності від зовнішньої керуючої дії. Таким чином, він дозволяє реверсувати рух робочих органів, здійснювати їх зупинку, а також розвантажувати насос від перенавантаження при непрацюючому електродвигуні та інші операції. Наприклад, в гідроприводі (гідравлічній системі) зернозбирального комбайна розподільниками виконуються такі операції: піднімання та опускання жатки, фіксування жатки в відповідне положення (зупинка), розвантаження насоса від високого тиску та ін.

Гідророзподільники поділяються за наступними ознаками:

- по конструкції запірно-регулюючого елемента - золотникові, кранові та клапанні;

- по числу зовнішніх гідроліній-двохлінійні, трьохлінійні, чотирьохлінійні і т. д.;

- по числу фіксованих або характерних позицій запірно-регулюючого елемента - двохпозиційні, трьохпозиційні і т. д.;

- по виду керування - розподільники з ручним, механічним, електричним, гідравлічним, пневматичним і комбінованим керуванням;

- по способу відкриття робочого проходного перетину - напрямні і дроселюючі.

Основним елементом розподільника є корпус 1 (рисунок 1) і запірно-регулювальний механізм 2 (чи 5). За конструкцією запірно-регулювального механізму розподільники поділяють на золотникові (рисунок 1,а), кранові (рисунок 1,б) і клапанні (рисунок 1, в і г).

Золотникові розподільники за конструкцією золотника поділяють на розподільники з циліндричним (рисунок 2,а) та плоским золотником.

В кранових розподільниках пробки 3, 4 і 5 (рисунок 3) виготовляють відповідно циліндричними, конічними та сферичними.

В клапанних розподільниках в якості запірно-регулювально механізму використовують кулі чи конічні клапани (рисунок 1,в і г).

Розподілення рідини в золотникових розподільниках здійснюється з допомогою осьового зміщення циліндричного (рисунок 2,а) чи плоского (рисунок 2,б) золотника, а також шляхом повороту плоского золотника (рисунок 2,в); в кранових - шляхом повороту пробки 3, 4 і 5 (рисунок 3); в клапанних - шляхом відкривання чи закривання робочих вікон за допомогою шарикових чи конічних клапанів (рисунок 1, в і г).

а) б)

в) г)

Рисунок 1- Схеми розподільників із різними запірно-регулюючим елементами: а - золотниковим; б - крановим; в і г - клапанним; 1 - корпус; 2 і 5 - запірно-регулювальні механізми; 3 - гідродвигун (рисунок 1 а).



а) б) в)

Рисунок 2 - Схеми розподільників із золотниковим запірно-регулювальним елементом: а - з циліндричним золотником; б, в- з плоским золотником; 1 - корпус; 2, 6 і 7 - золотник

а) б) в)

Рисунок 3 - Схеми розподільників із крановим запірно-регулювальним елементом: а - з сферичним; б - циліндричним; в - з конічним; 3, 4 і 5 - пробка крана.

В принципових схемах гідравлічні розподільники зображають у вигляді умовних графічних позначень, які встановлені ГОСТ 2.781-96. Згідно стандарту позначення відображають призначення (дію), спосіб роботи пристрою та зовнішні з'єднання. Позначення не показують фактичну конструкцію пристрою тобто вони єдині для золотникових, кранових та клапанних розподільників та не відображають конструкцію запірно-регулювальних елементів.

Загальні принципи побудови умовних графічних позначень гідравлічних розподільників наведено в таблиці 1

Таблиця 1-Умовні графічні позначення гідравлічних розподільників

Найменування	Позначення
1.Базове позначення: квадрат (переважно) та прямокутник
2.Позначення гідро- та пневмоапаратів складають з одного або двох і більше квадратів(прямокутників), які примикають один до одного, один квадрат (прямокутник) відповідає одній дискретній позиції
3.Лінії потоку, місця з'єднань, стопори, сідельні затвори та опори зображують відповідними позначеннями в межах базового позначення: - лінії потоку зображують лініями із стрілками, які показують напрям потоків робочого середовища в кожній позиції - місця з'єднань виділяють точками - закритий хід в позиції розподільника - лінії потоку із дроселюванням
Робочу позицію можна наочно уявити, переміщаючи квадрат (прямокутник) таким чином, щоб зовнішні лінії співпали з лініями потоку в цих квадратах (прямо-кутниках)
5.Апарати з двома чи більше характерними позиціями та необмеженою множиною проміжних позицій із змінним ступенем дроселювання зображають двома паралельними лініями вздовж довжини позначення як показано. Для полегшення зображення позначень апарати можна зображувати тільки спрощеними позначеннями, наведеними нижче. Для складання повного позначення повинні бути добавлені лінії потоків. - двохлінійний, нормально закритий, із прохідним перерізом, що змінюється - двохлінійний, нормально відкритий, із прохідним перерізом, що змінюється	Дві крайні позиції З центральною (нейтральною позицією) Детальне Спрощене

Розміри умовних позначень стандартом не установлено. Умовні графічні позначення гідравлічних розподільників в схемах показано на рисунку 3.

а) б) к)

в) г)

д) ж)

Рисунок 3 - умовні графічні позначення гідравлічних розподільників в схемах

а) розподільник запірний двохлінійний, двохпозиційний з ручним керуванням (розподільник 2/2*);

б) розподільник двохлінійний, двохпозиційний, нормально відкритий, з внутрішнім підведенням тиску керування, пружинним поверненням;

в) розподільник чотирьохлінійний, трипозиційний, з пружинним центру-ванням, з ручним керуванням за допомогою рукоятки (розподільник 4/3);

г) розподільник чотирьохлінійний, трипозиційний, пружинне центрування, керування двома протилежними електромагнітами, з мускульним (ручним дублюванням)( розподільник 4/3);

д) розподільник дроселюючий чотирьохлінійний, трипозиційний, пружинне центрування, керування одним електромагнітом з двома протилежними обмотками (розподільник 4/3);

ж) розподільник чотирьохлінійний, чотирьохпозиційний, із закритим центром, з мускульним керуванням з рукояткою, з фіксатором ** (розподільник 4/3);

к) розподільник чотирьохлінійний, чотирьохпозиційний, із закритим центром, пружинним центруванням, двохступінчасте керування електромагнітом та гідравлічним пілотом, з мускульним дублюванням (розподільник 4/3).

* В скорочених записах розподільник позначають дробом, в чисельнику якого цифра показує число основних ліній, за винятком ліній керування та дренажу, в знаменнику - число позицій.

**Фіксатор зображують кількістю позицій у порядку, який відповідає позиціям керованого елемента, виємки показано тільки в тих позиціях, в яких проходить фіксація. Рисочку, яка показує фіксатор, зображують у відповідності з накресленою позицією апарата.

На рисунку 4 показано порівняльне зображення золотникових гідророзподільників у конструктивних та принципових схемах.



а) б)

в) г)

Рисунок 4 - Конструктивні (а, в) та умовні (б, г) зображення золотникових розподільників

Вище було вказано, що за способом відкриття робочого прохідного перерізу (клапана) розподільники розділяють на направляючі та дроселюючі.

Направляючі розподільники призначенні для зміни напрямку, тиску або зупинки потоку робочої рідини в залежності від наявності зовнішньої керуючої дії (рисунок 5). Запірно-регулювальний елемент у направляючому розподільнику завжди займає крайні робочі позиції. Характер зовнішньої керуючої дії дискретний («Відкрито» - «Закрито»). При проходженні робочої рідини через робочі прохідні перерізи розподільника потоку рідини (тиск та витрата) не змінюються. Такі розподільники використовуються в гідроприводах сільськогосподарських машин, призначених, наприклад, для зміни положення робочих органів (підйом опускання) та ін.

Дроселюючі розподільники не тільки змінюють напрям потоку робочої рідини, але й регулюють витрату та тиск робочої рідини у відповідності із зміною зовнішньої дії. Запірно-регулювальний елемент дроселюючого розподільника може займати нескінчену множину проміжних робочих положень, утворюючи дроселюючи щілини. (рисунок 6). Характеристика сигналів керування - неперервна (аналогова). Чим більший зовнішній керуючий сигнал, тим більший робочий прохідний переріз.

Умовне графічне позначення дроселюючого розподільника зображено на рисунку 3, д.

Дроселюючі розподільники використовуються при необхідності безперервного керування положенням робочих органів сільськогосподарських машин, безступеневим регулюванням швидкості машини або активних робочих органів сільськогосподарських машин, безступеневим регулюванням швидкості машини або активних робочих органів та ін.. Такі розподільники широко використовуються в гідравлічних приводах коренезбиральних машин, автоматах водіння кукурудзозбиральних, зернових комбайнах та інших машинах.

а) б)

Рисунок 5 - Направляючий розподільник 3/2 з циліндричним золотником: а - пуск робочої рідини в гідродвигун; б - злив; 1 - корпус; 2 - золотник; 3 - гідроциліндр.

В дроселюючому розподільнику запірно - регулювальний механізм може займати нескінченну множину проміжних положень, змінюючи відкритя дроселюючих щілин (рисунок 6).



а) б)

Рисунок 6 - Дроселюючий розподільник 4/3 з циліндричним золотником: а - попередня позиція; б - робоча позиція; 1 - корпус; 2 - втулка; 3 - золотник; 4 - гідроциліндр

Золотникові розподільники

В гідроприводах сільськогосподарських машин золотникові розподільники набули широкого розповсюдження. По конструкції золотника розподільники поділяються на розподільники з циліндричним та плоским золотником. В конструкції гідроприводів сільськогосподарських машин практично використовуються розподільники з циліндричним золотником.

На рисунку 6 показано конструктивну схему дросельного розподільника 4/3 із циліндричним золотником. Розподільник підключено до гідроциліндра 4. В корпус 1 розподільника запресовано втулку 2, в циліндричну розточку якої встановлено циліндричний золотник 3 із радіальним зазором 4-10 мкм. Золотник має три циліндричних пояска (бурта) з гострими кромками, а втулка - п'ять циліндричних розточок з гострими кромками. Робочі прохідні перерізи у розподільнику виникають між кромками циліндричних розточок втулки та циліндричними поясками. При положенні золотника у вихідній позиції напірна та зливні лінії, а також обидві порожнини гідроциліндра перекриті (рисунок 6,а). При переміщенні золотника з вихідної позиції вправо (рисунок 6,б) напірна порожнина розподільника через робочий прохідний переріз (робоче вікно) з'єднується з поршневою порожниною гідроциліндра 4 та під дією тиску його поршень переміщується вправо. При цьому рідина із штокової порожнини гідроциліндра через інше робоче вікно розподільника витискається в бак. При переміщенні золотника з вихідної позиції вліво робоча рідина під тиском підводиться до штокової порожнини гідроциліндра, а з поршньової порожнини через розподільник витискається до баку.

В залежності від схеми розвантаження насосів при нейтральному положенні золотників золотникові розподільники поділяють на два типи: з відкритим центром (проточні), коли напірна гідролінія з'єднується із зливом в середині розподільника, і з закритим центром, коли навантаження насоса обмежується з допомогою переливного клапана.

На рисунку 7 показано схеми перекриття робочих вікон в золотникових розподільниках. В залежності від ширини а2 циліндричного пояска золотника та ширини а1 циліндричної розточки корпусу розподільника поділяють на розподільники з нульовим (а1=а2), додатним (а2>а1) та від'ємним (а2<а1) перекриттями.

Розподільники з додатним перекриттям (рисунок 7, б) мають менші витоки робочої рідини, але мають великі зони нечутливості. Розподільники з від'ємними перекриттями (проточні розподільники) мають підвищенні витоки рідини (рисунок 7, в), але в них дещо підвищується границя чутливості до вхідних сигналів.

Робочі вікна в корпусах (втулках) з циліндричним золотником можуть бути виготовлені в вигляді круглих отворів (рисунок 8, а), пазів (рисунок 8, б), отворів з внутрішньою розточкою (рисунок 8, в).

При переміщенні золотників (переключенні) можливі гідравлічні удари в системах. Для запобігання цього на робочих кромках поясків золотника виготовляються конічні фаски(рисунок 9, б), дроселюючи прорізи (рисунок 9, в), які забезпечують досить плавну зміну тиску в камерах гідродвигуна. При цьому однакові профілі дроселюючих прорізів розміщують симетрично.



а) б) в)

Рисунок 7- Схеми перекриттів робочих вікон в золотникових розподільниках та їх статичні характеристики а - нульове; б - додатнє; в - від'ємне.

а) б) в)

Рисунок 8 - Робочі вікна в корпусах

а) б) в)

Рисунок 9 - Робочі кромки поясків циліндричних золотників: а - торцева; б - конічна; в - профільована

В розподільниках з циліндричним золотником часто спостерігається двостороннє зношування пояска золотника. Це явище виникає внаслідок не однакового тиску робочої рідини в радіальному зазорі золотник - корпус, що призводить до виникненню сповільнюючих радіальних засиль. Найбільш простий спосіб зниження радіальних зусиль полягає в прорізці по колу на циліндричних поясках кільцевих розвантажувальних канавок шириною та глибиною 0,3 - 0,5 мм, які вирівнюють тиск в зазорі по колу.

Золотникові розподільники можуть бути секційні (які складаються із окремих секцій, з'єднаних болтами в один блок) і блочні (коли всі золотники розміщені в одному литому чи кованому блоці).

Секційний розподільник типу ГА - 34000 з ручним керуванням

Секційний розподільник типу ГА-34000 з ручним керуванням застосовують в гідроприводах машин СК-5М, СК-6А, КС-6Б, КСКУ-6 та ін. Такі розподільники складаються з п'яти, шести, семи і восьми робочих секцій і однієї переливної. Робочі секції можуть бути з двосторонніми і односторонніми гідрозамками або без них.

Принцип роботи робочої секції з двостороннім гідрозамком і переливної секції показано на рисунку 10. Коли золотник знаходиться в вихідному положенні (рисунок 10, а), робоча рідина від насоса по каналу 10, дросельному отвору 11 золотника 12 переливної секції і каналах 2, 5 і 8 надходить на злив. Оскільки потік рідини в порожнину 1 обмежується малим отвором і вона сполучена із зливом, тиск у ній значно менший ніж у нагнітальному каналі 10. У результаті цього золотник 12 стискає пружину, піднімається і сполучає нагнітальний канал 10 із зливним 9. Зусилля пружини клапана невелике, тому рідина зливається при незначному тиску. Цим самим забезпечується розвантаження насоса при непрацюючих гідродвигунах.

...