Как работает гидросистема. Назначение гидравлики и её самостоятельное изготовление. Принцип работы гидравлики. Значение силы тяжести

2015-11-15

Гидравлический привод (объемный гидропривод) это совокупность объемных гидромашин, гидроаппаратуры и других устройств, предназначенная для передачи механической энергии и преобразования движения посредством жидкости. (Т.М Башта Гидравлика, гидромашины и гидроприводы).

В гидропривод входят один или несколько гидродвигателей, источники энергии жидкости, аппаратура управления соединительные линии.

Работа гидравлического привода основана на принципе

Рассмотрим систему.

В данной системе усилие создаваемое на поршне 2 можно определить по зависимости:

Получается, что усилие зависит от отношения площадей , чем больше будет площадь второго поршня, и чем меньше площадь первого, тем значительнее будет разница между силами F1 и F2. Благодаря принципу гидравлического рычага можно получить большое усилие, приложив малое.

Выигрывая в усилии на гидравлическом рычаге, придется пожертвовать перемещением , переместив малый поршень на величину l1, получим перемещение поршня 2 на величину l2:

Учитывая, что площадь поршня S2 больше площади S1, получим что перемещение l2 меньше чем l1.

Гидравлический привод не был бы так полезен, если бы потерю в перемещении не удалось скомпенсировать, а сделать это удалось благодаря особым гидравлическим устройствам - .

Обратный клапан - это устройство для запирания потока движущегося в одном направлении, и свободного пропускания обратного потока.

Если в рассмотренном примере, на выход камеры с поршнем 1 установить обратный клапан , так чтобы жидкость могла выйти из камеры, а обратно перетечь не могла. Второй клапан нужно установить на между камерой с поршнем 1 и дополнительным баком с жидкостью, таким образом чтобы, жидкость могла попасть в камеру с , а из этой камеры обратно в бак перетечь не могла.

Новая система будет выглядеть следующим образом.

Приложив к поршню усилие F1 и переместив его на расстояние l1, получим перемещение поршня с усилием F2 на расстояние l2. Затем отведем поршень 1 в начальное расстояния, из камеры с поршнем 2 жидкость перетечь обратно не сможет - не позволит обратный клапан - поршень 2 останется на месте. В камеру с поршнем один поступит жидкость из бака. Затем, нужно вновь приложить усилие F1 к поршню 1 и переместить его на расстояние l1, в результате поршень 2 вновь переместится на расстояние l2 с усилием F2. А по отношению к начальному положению, за два цикла поршень 2 переместится на расстояние 2*l2. Увеличивая число циклов, можно получить большую величину перемещения поршня 2.

Именно возможность увеличивать перемещение наращивая число циклов, позволила гидравлическому рычагу опередить механический с точки зрения возможного развиваемого усилия.

Приводы, где требуется развивать огромные усилия, как правило, гидравлические.

Узел с камерой и поршнем 1, а также с обратными клапанами в гидравлике называют насосом . Поршень 2 с камерой - гидравлическим двигателем , в данном случае - .

Распределитель в гидроприводе

Что делать, если в рассматриваемой системе нужно, вернуть поршень 2 в начальное положение? В текущей комплектации системы - это невозможно. Жидкость из под поршня 2 не может перетечь обратно - не позволит обратный клапан, значит необходимо устройство, позволяющее отправить жидкость в бак. Можно воспользоваться простым краном.

Но в гидравлике есть специальное устройство для направления потоков - распределитель , позволяющий направлять потоки жидкости по нужной .

Ознакомимся с работой полученного гидропривода.

Устройства в гидравлических приводах

Современные гидроприводы представляют собой сложные системы, состоящие из множества элементов. Конструкция которых не отличается простотой. В представленном примере такие устройства отсутствуют, т.к. они предназначены, как правило, для достижения нужных характеристик привода.

Наиболее распространенные гидравлические аппараты

• Предохранительные клапаны
• Редукционные клапаны
• Регуляторы расхода
• Дроссели

Информацию о гидравлических аппаратах вы можете получить на нашем сайте в разделе - . Если у вас остались вопросы, задавайте их в комментариях к данной статье.

Раздельноагрегатная гидросистема (устройство, описание и принцип работы)

Гидросистема служит для трансформации и передачи энергии тракторного двигателя к различным исполнительным звеньям с целью:

• управления навесной машиной
• управление прицепной машиной через установленные на ней гидроцилиндры
• привода в движение рабочих органов навесных или прицепных машин через гидравлическую систему отбора мощности трактора
• выполнения автосцепки с навесными и прицепными машинами
• изменения и автоматической поддержки выбранной глубины почвообработки
• корректировки вертикальной реакции почвы на движитель тракторавыполнения вспомогательных операций по обслуживанию трактора (изменение базы, изменение колеи, подъем остова и т.п.)

В настоящее время широко применяется гидросистема раздельногоагрегатного типа.

Унифицированная раздельноагрегатная гидравлическая навесная система тракторов (рис. 10.3) включает:

• насос с приводом и механизмом включения
• масляный бак
• фильтр
• стальные трубопроводы
• распределитель золотникового типа с механизмом управления
• эластичные рукава
• запорные и быстросоединительные муфты
• основной гидроцилиндр

• а так же - проходные штуцера, замедлительный клапан и уплотнительные устройства

Гидросистемы некоторых тракторов имеют гидроувеличитель сцепного веса с гидроаккумулятором, силовой регулятор или систему автоматического регулирования глубины обработки почвы (САРГ), гидросистему отбора мощности (ГСОМ).

Гидросистема посторена так, что бы обеспечить максимально широкую работу исполнительного звена - гидроцилиндра двухстороннего действия (или нескольких гидроцилиндров с независимым управлением).

Гидроцилиндр может иметь четыре основных состояния: движение поршня в одру сторону, движение поршня в другую сторону, фиксация поршня путём перекрытия маслу входа и выхода из гидроцилиндра, возможность свободного перемещения поршня в обе стороны от внешнего усилия за счет соединения обеих полостей гидроцилиндра межу собой и со сливной магистралью. Распределитель, в который от насоса поступает поток масла под давлением, обеспечивает один из четырёх вариантов работы гидроцилиндра. В этом случае распределитель имеет один золотник с осевым перемещением в одну из четырех позиций.

Для предохранения гидросистемы от чрезмерного повышения давления распределитель оснащается предохранительным клапаном отрегулированным на давление не выше 20,5 МПа.

Гидронасос является наиболее ответственным элементом гидросистемы. От него в большой мере зависит эффективность работы гидропривода. Наибольшее распространение получили шестеренные насосы типа НШ одно или двухсекционные. В тяжелых сельскохозяйственных и промышленных тракторах применяют так же аксиально-поршневые насосы как регулируемого, так и нерегулируемого типов.

Насос забирает масло через всасывающую магистраль из бака, емкость которого должна составлять 0,5 - 0,8 минутной производительности насоса. Очистка масла выполняется сетчатым фильтром или фильтром со сменным фильтровальным элементом, обеспечивающим удаление посторонних частиц размером от 25 мкм для жидкости, подаваемой от шестеренных насосов и распределителей с механическим управлением, и от 10 мкм для поршневых насосов и электрогидравлических распределителей/

Рассмотрим конкретные типовые конструкции узлов гидросистемы.

Гидронасосы (насосы нш)

Каждая модель насоса имеет определенное буквенно-цифровое обозначение, характеризующее его технические данные.

Так обозначение расшифровывается так:

НШ - насос шестеренный

32 объём рабочей жидкостей в см3, вытесняемый из насоса за один оборот вала (теоретическая подача);

У - унифицированная конструкция;

3 - группа исполнения, характеризующая номинальное давление нагнетания насоса: 2 - 14 МПа; 3 - 16 МПа; 4 - 20 МПа;

Л - левое направление вращение привода насоса. Если насос правого направления вращения, то соответствующей буквы в обозначении нет.

Рассмотрим конструкцию шестеренного гидронасоса и его привода.

На тракторах МТЗ 100, МТЗ 102 применен насос НШ 32-3 правого вращения (рис. 10.4) Нагнетание масла в насосе осуществляется при помощи ведущей 2 и ведомой 3 шестерни, расположенных между подшипниковой 1 и поджимной 5 обоймами и платиками 4. Подшипниковая обойма 1 служит единой опорой для цапф шестерен. Поджимная обойма 5 под давлением масла в полости манжеты (на рисунке не показана, расположена в зоне нагнетательного отверстия) поджимается к наружной поверхности зубьев шестерен, обеспечивая требуемый зазор между зубьями и уплотняющей поверхностью обоймы.

Платики 4 под давлением масла в полости торцовых манжет 16 и 14 поджимаются к шестерням 2 и 3, уплотняя их по боковым поверхностям в зоне высокого давления. Вал ведущей шестерни 2 в корпусе уплотняется двумя манжетами 19. Центрирование ведущего вала шестерни 2 относительно установочного бурта корпуса обеспечивается втулкой 20. Разъём корпуса с крышкой уплотняется с помощью резинового кольца круглого сечения.

Рис. 10.4 Масляный насос НШ-32-3

1 - подшипниковая обойма; 2 - ведущая шестерня; 3 - ведомая шестерня; 4 - платик; 5 - поджимная обойма; 6,10 - шарикоподшипники; 7 - вал; 8 - шестерня; 9 - корпус; 11 - вилка; 12 - валик управления; 13 - промежуточная шестерня; 14 - манжета; 15 - шайба; 16 - манжета; 17 - стакан подшипника; 18 - шпилька; 19 - манжета; 20 - втулка центрирующая

Насос закреплен четырьмя шпильками 18 на корпусе 9 гидроагрегатов через стакан 17, в котором он центрируется посадочным пояском корпуса. Шлицевой хвостовик ведущей шестерни 2 насос входит во внутренние шлицы вала 7, установленного на подшипниках 6 и 10.

При работающем двигателе вращение через шестерни привода независимого ВОМ и промежуточную шестерню 13 передается на шестерню 8 (при включенном положении), которая через шлицы передает вращение валу 7 и ведущей шестерне 2.

Шестерня 8 перемещается ручным механизмом управления через валик 12 с закрепленной на нем вилкой 11 и может фиксироваться ручкой управления в двух позициях: включенный привод, когда шестерня 8 находится из зацепления с шестерней 13. Включение или выключение от потребности в гидроприводе при работе МТА

Распределители

Распределители тракторной навески гидросистемы служат для распределения потока рабочей жидкости между потребителями, для автоматического переключения системы на режим холостого хода (перепуск рабочей жидкости в бак) в периоды, когда все потребители отключены, и для ограничения давления в гидросистеме при перегрузках.

На сельскохозяйственных тракторах наибольшее распространение получили моноблочные трехзолотниковый четырехпозиционные распределители с ручным управлением. На промышленных тракторах применяются моноблочные одно, двух или трехзолотниковый и обычно, трехпозиционные распределители с ручным и дистанционным управлением.

Тракторные распределители имеют буквенно-цифровое обозначение типа Р80 3/1-222, Р80 3/2-222, Р160 3/1-222 - Здесь буква Р - означает распределитель; две первые цифры при букве максимальную производительность насоса, л/мин, с которым распределитель может работать; остальные цифры и буквы - конструктивный вариант распределителя.

Типовой трехзолотниковый четырехпозиционный распределитель представлен на рис. 10.5

В корпусе 1 с каналами 2 устанавливают золотники 3, перепускной 7 и предохранительный клапан 11. К корпусу привернуты две крышки. В верхней крышке 4 шарнирно укреплены рукоятки для управления золотниками. В нижней крышке 10 имеется полость для слива масла в бак. К распределителю по трубопроводу подводится масло от насоса. От распределителя по шести трубопроводам масло может поступать в поршневую и штоковую полости гидроцилиндров.
Перепускной клапан 11 сообщен каналом 6 с полостью над перепускным клапаном. При чрезмерном повышении давления в системе клапан 1 открывается и соединяет эту полость с полостью слива.
Схема действия распределителя при различных режимах работы представлена на рис. 10.6
Если орудие находится в транспортном положении и золотник установлен в нейтральном положении рис 10.6а, то масло по калиброванному отверстию 2 перепускного клапана 4 поступает в отводной канал 9 и далее в сливную полость 6 и масленый бак. Ввиду дросселирующего действия калиброванного отверстия 2 перепускной клапан отходит от седла 5 и масло поступает параллельно основному потоку через клапан в сливную полость.

Рис. 10.5 Трехзолотниковый четырехпозиционный распределитель

Нижняя полость гидроцилиндра 1 сообщается трубопроводом с каналом 8 распределителя, а верхняя полость - с каналом 7. Как видно из схемы кольцевые пояски золотника перекрывают оба канала, запирая масло в гидроцилиндре. При установке золотника в плавающее положение (рис. 10.6.б) масло, поступающее от насоса, сливается в бак через перепускной клапан и отводной канал 9. Обе полости гидроцилиндра сообщаются со сливной полостью распределителя. Навесной орудие под действием веса опускается и рабочие органы его заглубляются (под действием заглубляющего момента). Величина заглубления ограничена положением опорного колеса орудия. При выполнении технологического процесса золотник остается в плавающем положении и опорные колеса орудия при этом могут свободно копировать рельеф поля.
Подъем орудия в транспортное положение происходит при установке золотника в положение «подъем» (рис. 10.6.в) В этом случае золотник перекрывает отводной канал 9 и одновременно открывает доступ маслу из нагнетательного канала 3 в канал 8, который сообщается с нижней полостью гидроцилиндра 1.

Рис. 10.6 Схема работы распределителя раздельноагрегатной навесной системы в положениях:
А – нейтральное; б – плавающее; в – подъем; г – опускание

При принудительном опускании орудия (рис. 10.6.г) перепускной клапан закрыт; в верхнюю полость гидроцилиндра поступает масло из нагнетательного канала 3, а из нижней полости гидроцилиндра масло вытесняется и поступает в бак. Принудительное опускание применяется при работе тракторов с ямокопателями, бульдозерами и некоторыми другими специальными машинами.
Ручной установкой золотника в нейтральное положение можно зафиксировать поршень гидроцилиндра в любом промежуточном положении.
В заданных положениях (плавающем, нейтральном и др.) золотник удерживается шариковым фиксатором 12 (см. рис. 10.5). Причем это устройство предусматривает автоматический возврат золотника из положений «подъем» и «опускание» в нейтральное положение. Из плавающего положения в нейтральное золотник переводится только вручную.

Гидроцилиндр (объемный гидродвигатель возвратно-поступательного движения) применяется для привода механизмов навески трактора разного типа в качестве выносного гидроцилиндра. Выносные гидроцилиндры в отличие от основных имеют быстросъемные присоединительные устройства, облегчающие их монтаж и демонтаж.

Для раздельноагрегатных гидросистем гидроцилиндры могут быть трех исполнений, обозначаемых цифрами 2, 3 и 4, что соответствует номинальному давлению жидкости соответственно в 14,16 и 20 МПа.
В обозначении гидроцилиндра буква Ц – цилиндр, а цифры при букве – внутренний диаметр цилиндра, мм. Единый типоразмерный ряд гидроцилиндров охватывает шесть марок: Ц55, Ц75, Ц80, Ц100, Ц125 и Ц140
В зависимости от исполнения конструкции гидроцилиндров отличаются друг от друга.
В исполнении 2 гидроцилиндр (рис.10.7) имеет корпус разбирающийся на три основные части: цилиндр 9, задняя крышка 2 и передняя крышка 23. Все части стягиваются четырьмя длинными шпильками или болтами. Уплотнение крышек 2 и 23, штока 8 и поршня 6 производится резиновыми кольцами 3,5,7,10 и 16. Для предотвращения попадания грязи в гидроцилиндр установлен «чистик» 13, состоящий из пакета стальных шайб. Для регулирования величины рабочего хода поршня 6 служат подвижный упор 15 и гидромеханический клапан 18, перекрывающий выход масла из цилиндра и вызывающий повышение давления в системе и автоматический возврат золотника в нейтральное положение.

Рис. 10.7 Гидроцилиндр:
1 - бугель; 2 - задняя крышка; 3,5,7,10,16 – уплотнительные резиновые кольца; 4 - кольцо; 6 – поршень; 8 - шток; 9 - цилиндр; 11 - болт; 12 – шайба; 13 – «чистик»; 14 – барашковая гайка; 15 – упор; 17-направляющая клапана; 18 – гидромеханический клапан; 19 – гнездо клапана; 20 – штуцер замедлительного клапана; 21 – шайба замедлительного клапана; 23 – передняя крышка, 24 – гайка; 25 – соединительная трубка; 26 – болт; 27 – штуцер; 28 – гайка штока
Плавное опускание навесной машины обеспечивается установкой на выходе гидроцилиндра замедлительного клапана, состоящего из штуцера 20 и плавающей шайбы 21 с калиброванным отверстием.

В исполнении 3 корпус гидроцилиндра состоит из двух основных частей: стакан корпуса цилиндра приворачивается к нижней крышке, а верхняя крышка крепится четырьмя короткими болтами к фланцу, приваренному к верхней части стакана. На цилиндре отсутствует гидромеханический клапан.

Гидролинии

Гидролинии раздельноагрегатных гидросистем имеют большую протяженность и включают трубопроводы, шланги (рукава высокого давления), соединительные и разрывные муфты с запорными клапанами и уплотнения. По назначению гидролинии делятся на всасывающие, напорные, сливные, дренажные и линии управления.

Металлические трубопроводы напорных гидролиний изготовляют из стальных бесшовных труб, рассчитанных на давление до 32 МПа с внутренним диаметром 10,12,14,16,20,24 и 30 мм. Их наконечники представляют собой ниппель, приваренный к трубе с предварительно надетой накидной гайкой или приваренную полую головку под специальный полый болт с металлическими уплотнительными прокладками.

Трубопроводы изгибаются на специальном станке, исключающем образованием складок и сплющиваний на местах изгиба.

Шланги (рукава высокого давления) применяют для соединения гидроагрегатов, имеющий взаимное перемещение.

Гибкий резинометаллический рукав состоит из резиновой камеры, хлопчатобумажной или капроновой оплётки, металлической оплетки, второго слоя капроновой оплетки, наружного резинового слоя и верхнего слоя таки (бандаж). В рукавах применяется маслостойкая резина.

При необходимости рукава соединяют между собой с помощью проходных штуцеров.

Соединительные и разрывные муфты (рис.10.8) применяют для подключения выносных гидроцилиндров и вставляются в местах соединения (разъединения) рукавов.

Состоит из двух полумуфт 1 и 8 (рис. 10.8а) вставляемых друг в друга и стягиваемых резьбовым соединением с помощью накидной гайки 6. Уплотнение осуществляется резиновым кольцом 7. Два шарика 5, прижимаются, друг к другу с образованием кольцевого канала, через который перетекает масло. При разъединении полумуфт 1 и 8 шарики 5 под действием пружин прижимаются к седлам полумуфт, запирая их выходные отверстия и препятствуя вытеканию масла. Наряду с резьбовыми применяют быстросоединяемые муфты, в которых полумуфты фиксируются друг с другом шариковым замком.

Разрывная муфта устанавливается обычно на прицепном гидрофицированном орудии между рукавами, подводящими масло к выносному гидроцилиндру и служит в качестве предохранительного устройства при внезапном непредусмотренном отцеплении орудия или при отъезде трактора от отцепленного орудия, но с присоединенными к трактору шлангами.

Рис. 10.8 Муфты:
а - соединительная; б – разрывная

Разрывная муфта (рис. 10.8.б) во многом аналогична соединительной муфте, но вместо резьбового соединения имеет шариковый замок. В случае возникновения осевого усилия в стыке полумуфт более 200…250 Н замковые шарики 9 выходят из кольцевой проточки полумуфты 10 и, воздействуя на запорную втулку 11, заставляют ее перемещаться вправо, сжимая пружину 13. Происходит разъединение полумуфт, исключающее разрыв шлангов и вытекания масла.

Баки и фильтры

Баки гидронавесных систем тракторов служат резервуаром для рабочей жидкости – масла.
Объем бака зависит от количества потребителей и из особенностей и составляет 0,5…0,8 минутной объемной подачи насоса (насосов).
Масло фильтруется полнопоточным фильтром со сменным фильтрующим элементом и перепускным клапаном, перепускающим масло мимо фильтра в случае его сильного загрязнения и повышения давления до 0,25…0,35 МПа.

Мы продём весь ассортимент

Перепечатка материалов разрешена только с указанием активной ссылки на сайт сайт - запчасти для тракторов, насосы шестеренные(НШ)

Как работает гидравлическая система. В системе присутствуют 4 базовых элемента и множество других элементов, предназначенных для определенных целей. Вот описание этих 4 базовых элементов.

• Резервуар для жидкости. Это бак или другой сосуд, в котором содержится жидкость, питающая систему.
• Жидкостный контур. Это трубы, по которым жидкость проходит из одного элемента системы в другой.
• Гидравлический насос. Это устройство прокачивает жидкость через контур, создавая энергию для производства работы.
• Гидравлический мотор или цилиндр. Этот элемент производит "движение", получая энергию от насоса.
  • Вспомогательный элементы, управляющие или регулирующие жидкостью, такие, как клапаны, удаляющие излишнюю жидкость, регуляторы, аккумуляторы, переключатели давления, измерители давления.

Определите тип источника энергии, нужный для вашей системы. Это может быть электромотор, двигатель внутреннего сгорания, энергия пара, ветра или воды. Самым главным условием является доступность и способность создавать достаточный крутящий момент.

Изучите простые, повседневные гидравлические системы, чтобы лучше понять принцип. Гидроподъемник позволяет обычному человеку поднять более 20 тонн. Гидроусилитель руля в автомобиле снижает количество необходимой силы для поворота руля, а гидравлический дровокол позволяет расколоть самое твердое дерево.

Создайте план своей гидравлической системы, используя необходимые параметры. Определите, какой источник энергии вы собираетесь использовать для создания давления, а также тип контрольных клапанов, тип насоса и труб. Вам необходимо выбрать способ доставки энергии, чтобы выполнить задачу, ради которой вы создаете гидравлическую систему, например, чтобы поднять тяжелый груз или расколоть дерево.

Определите количество работы, которое должна выполнять система, чтобы правильно попдобрать размеры компонентов. Системе с большой вместительностью понадобится насос большого объема. Объем вычисляется в литрах в минуту, а давление - в килограммах на квадратный сантиметро. Все это также относится к гидравлическому мотору или цилиндру, который будет приводить устройство в движение. Например, цилиндр, используемый в погрузчиках. Он требует "X" литров масла под давлением "Y", чтобы поднять"___" килограммов на"___" метров.

Выберите подходящий резервуар для жидкости. Подойдет стальной или пластиковый бак с герметичными зажимами для шлангов. Помните, что бак не находится под давлением во время работы системы, однако вам понадобится клапан на случай, если излишняя жидкость пойдет обратно в бак.

Выберите подходящий материал для создания контура. Укрепленные резиновые шланги с О-образными уплотнителями будут самым простым решением, но высокопрочные стальные трубы намного прочнее и требуют меньше ремонта.

Выберите подходящую клапанную систему. Простой жидкостный клапан, подходящий для давления в вашей системе, вполне сойдет в качестве контрольного клапана, но для более сложных действий понадобится золотник, позволяющий контролировать нестационарный поток, а также менять направление потока в системе.

Выберите тип и вместимость насоса. Существует два вида гидравлических насосов. Первый - "Генератор" - проталкивающий жидкость через две и более сцепленные шестерни в герметичном кожухе. Второй - "роликовый" - использующий несколько цилиндрических роликов вокруг камеры в герметичном кожухе. Каждый имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбирайте наиболее подходящий.

Подключите к насосу подходящий мотор. Насосы могут работать от прямого привода, через понижающую передачу, цепь, ремни и звездочку. Выбор зависит от предназначения устройства.

Гидравлический насос — оборудование, посредством которого механическая энергия преобразовывается в гидравлическую: из вырабатываемого двигателем крутящего момента образуется подача либо давление. Существует множество типов таких агрегатов, однако работают они по схожему принципу, суть которого заключается в вытеснении жидкости между камерами гидронасоса.

В данной статье будет рассмотрен гидравлический насос высокого давления и его ручной аналог. Мы изучим устройство и принцип действия такого оборудования, ознакомимся с его разновидностями и приведем рекомендации по монтажу и ремонту такой техники.

1 КЛАССИФИКАЦИЯ И РАЗНОВИДНОСТИ ГИДРОНАСОСОВ

Принцип работы любого гидронасоса достаточно прост — при работе внутри конструкции образуются две изолированные друг от друга полости (камера всасывания и нагнетания), между которыми перемещается гидравлическая жидкость. После заполнения камеры нагнетания жидкость начинает давить на поршень и вытесняет его, тем самым сообщая рабочему инструменту движение подачи.

Рабочие параметры любого гидронасоса отображают следующие характеристики:

• частота вращения (об/мин);
• рабочее давление (Бар);
• рабочий объем (см3/об) — количество жидкости, которое насос вытесняет за один оборот.

Насосы, которые мы будем рассматривать в дальнейшем, обладают индивидуальными эксплуатационными особенностями, поэтому при их выборе в первую очередь необходимо учитывать характеристики существующей гидросистемы — диапазон давления, вязкость перекачиваемой жидкости, стоимость конструкции и нюансы ее технического обслуживания.

Рассмотрим основные разновидности гидронасосов, детально остановившись на их преимуществах и недостатках.

1.1 РУЧНОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ НАСОС

Ручной гидронасос является простейшим оборудованием, в котором используется принцип вытеснения жидкости. Такие агрегаты широко распространены в сфере автомобилестроения, где они применяются в качестве дополнительных либо аварийных механизмов для обеспечения гидравлических двигателей энергией.

Ручной гидронасос типа НРГ (серия, наиболее распространенная в отечественной промышленности) может развивать давление дом 50 Бар, однако большинство моделей рассчитаны на давление до 15 Бар. Тут действует прямое соотношение — чем ниже рабочий объем агрегата (количество жидкости, вытесняемой за полный ход рукояти), тем большее давление он развивает.

На изображении представлена схема работы, которой обладают ручные насосы. При нажатии ручки поршень перемещается вверх, в результате чего создается сила всасывание и через клапан КО2 в корпус поступает жидкость, которая вытесняется при поднятии рукояти. Насос ручной гидравлический НРГ может быть и двухсторонним (нижняя схема), в нем всасывание и вытеснение жидкости происходит одновременно, как при нажиме на рычаг, так и при его поднятии.

К преимуществам таких гидронасосов относится простота их конструкции (ремонт гидронасосов ручного типа достаточно прост), надежность и низкая стоимость. Слабой стороной является производительность, несравнимая с приводным оборудованием.

1.2 РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫЕ

Радиально-поршневые конструкции способны развивать максимально возможное давление (до 100 Бар) при длительной работе. Существует два типа радиально-поршневых насосов:

• роторные;
• с эксцентричным валом.

Устройство роторных агрегатов показано на схеме. В них вся поршневая группа размещается внутри ротора, при вращении которого поршни совершают возвратно-поступательные движения и поочередно стыкуются с отверстиями для слива гидравлической жидкости.

Гидравлический насос высокого давления с эксцентричным валом отличается тем, что поршневая группа в нем установлена внутри статора, при этом такие насосы имеют клапанное распределение жидкости, а роторные — золотниковое.

К преимуществам такого оборудования отнесем высокую надежность, возможность работы в режиме высокого давления (100 МПа), минимальный уровень шума при работе. К недостаткам — высокий уровень пульсации при подаче жидкости и значительный вес.

1.3 АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫЕ

Наиболее распространенным типом оборудования в современных гидроприводах является аксиально-поршневой насос. Также существует аксиально-поршневая техника, которая отличается тем, что вместо поршней для вытеснения жидкости применяются плунжеры.

Насосы с аксиально-поршневым приводом, в зависимости от оси вращения поршневой группы, можно разделить на два типа — наклонные и прямые. Принцип работы у них идентичен — вращение вала насоса приводит к вращению блока цилиндров, параллельно которому поршни начинают возвратно-поступательное перемещение. При совпадении оси цилиндра и всасывающего отверстия поршень выдавливает жидкость из камеры, затем цилиндр заполняется и цикл повторяется.

По соотношению массогабаритных характеристик именно аксиально-поршневой насос является оптимальным вариантом. Он способен развивать давление до 40 МПа при частоте 5000 об/мин, узкоспециализированные установки работают на частоте 15-20 тыс. об/мин. Преимущества аксиально-поршневых насосов — максимальный КПД и производительность. Ключевым недостатком является высокая стоимость.

В качестве примера такой техники можно рассмотреть популярный в отечественном машиностроении гидронасос 310. Существует несколько модификаций данной модели, рассчитанных на рабочий объем от 12 до 250 см 3 /об. Цена 310-ой модели варьируется в пределах 15-30 тыс. рублей, в зависимости от производительности. Более доступным аналогом является гидронасос 210 (цена 10-15 тыс), отличающийся меньшей частотой оборотов.

1.4 ШЕСТЕРЕННЫЕ ГИДРОНАСОСЫ

Шестеренные агрегаты относятся к категории роторного оборудования. Гидравлическая часть насоса в них представлена двумя вращающимися шестернями, зубья которых при сцеплении вытесняют из цилиндра жидкость. Существует два типа шестеренчатых насосов — с внешним и внутренним зацеплениям, которые отличаются расположением шестерен внутри корпуса.

Используются шестеренные агрегаты в системах с низким уровнем рабочего давления — до 20 МПа. Они широко распространены в сельскохозяйственной и строительной технике, системах подачи смазочных материалов и мобильной гидравлике.

Популярность шестеренных гидронасосов обуславливается простотой их конструкции, небольшими размерами и весом, за которые приходится платить небольшим КПД (до 85%), низкими оборотами и коротким эксплуатационным ресурсом.

1.5 Разбираемся в устройстве гидронасосов (видео)

2 ОСОБЕННОСТИ РЕМОНТА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ НАСОСОВ

Практически все неисправности, которые могут возникнуть при эксплуатации гидронасосов любого типа, являются следствием следующих факторов:

• неправильное управление гидронасосом и пренебрежение его техническим обслуживанием — несвоевременная замена масла и фильтров, отсутствие устранения протечек;
• неправильно подобранная гидравлическая жидкость (масло);
• использование сторонних комплектующих, не соответствующих режиму эксплуатации насоса (фильтры, уплотнения, шланги);
• неправильная настройка гидронасоса.

Рассмотрим наиболее распространенные неисправности оборудования и методы их ликвидации:

1. Аварийная остановка. Причиной может быть разрыв рукава от чрезмерного давления, недостаточный уровень рабочей жидкости либо блокировка нагнетающего патрубка. В последнем случае нужно своими руками извлечь обломки из камеры и заменить деформированные фильтры.
2. Отсутствие набора давления. Скорее всего заклинило гнездо плунжера, которое требует чистки, либо деформировалась пружина клапана (необходимо заменить).
3. Неравномерный темп движения поршня. Проверьте систему на предмет проникновения воздуха, также может чрезмерно загустеть рабочая жидкость либо забиться фильтр. Серьезный ремонт гидравлических насосов может потребоваться лишь при поломке вала вращения.
4. Необычно высокий уровень вибрации. Причина — неправильная балансировка вала вращения с приводом, требуется проверка совпадения осей валов и их центровка.

Мелкий ремонт гидронасоса не станет серьезной проблемой, если под рукой есть ремкомплект, в который входят запасные фильтры, резинки и уплотнительные втулки — наиболее изнашивающиеся элементы конструкции. Большинство производителей поставляют полные комплекты для каждой модели насоса по цене от 500 до 1000 рублей, однако комплект можно собрать и самому в соответствии с диаметром патрубков оборудования. В таком случае ремкомплект гидронасоса обойдется вас значительно дешевле.

Гидравлическая система представляет собой устройство, предназначенное для преобразования небольшого усилия в значительное с использованием для передачи энергии какой-либо жидкости. Разновидностей узлов, функционирующих по этому принципу, существует множество. Популярность систем этого типа объясняется прежде всего высокой эффективностью их работы, надежностью и относительной простотой конструкции.

Сфера использования

Широкое применение системы этого типа нашли:

1. В промышленности. Очень часто гидравлика является элементом конструкции металлорежущих станков, оборудования, предназначенного для транспортировки продукции, ее погрузки/разгрузки и т. д.
2. В авиакосмической отрасли. Подобные системы используются в разного рода средствах управления и шасси.
3. В сельском хозяйстве. Именно через гидравлику обычно происходит управление навесным оборудованием тракторов и бульдозеров.
4. В сфере грузоперевозок. В автомобилях часто устанавливается гидравлическая тормозная система.
5. В судовом оборудовании. Гидравлика в данном случае используется в рулевом управлении, входит в конструктивную схему турбин.

Принцип действия

Работает любая гидравлическая система по принципу обычного жидкостного рычага. Подаваемая внутрь такого узла рабочая среда (в большинстве случаев масло) создает одинаковое давление во всех его точках. Это означает то, что, приложив малое усилие на маленькой площади, можно выдержать значительную нагрузку на большой.

Далее рассмотрим принцип действия подобного устройства на примере такого узла, как гидравлическая тормозная система автомобиля. Конструкция последней довольно-таки проста. Схема ее включает в себя несколько цилиндров (главный тормозной, заполненный жидкостью, и вспомогательные). Все эти элементы соединены друг с другом трубками. При нажатии водителем на педаль поршень в главном цилиндре приходит в движение. В результате жидкость начинает перемещаться по трубкам и попадает в расположенные рядом с колесами вспомогательные цилиндры. После этого и срабатывает торможение.

Устройство промышленных систем

Гидравлический тормоз автомобиля — конструкция, как видите, довольно-таки простая. В промышленных машинах и механизмах используются жидкостные устройства посложнее. Конструкция у них может быть разной (в зависимости от сферы применения). Однако принципиальная схема гидравлической системы промышленного образца всегда одинакова. Обычно в нее включаются следующие элементы:

1. Резервуар для жидкости с горловиной и вентилятором.
2. Фильтр грубой очистки. Этот элемент предназначен для удаления из поступающей в систему жидкости разного рода механических примесей.
3. Насос.
4. Система управления.
5. Рабочий цилиндр.
6. Два фильтра тонкой очистки (на подающей и обратной линиях).
7. Распределительный клапан. Этот элемент конструкции предназначен для направления жидкости к цилиндру или обратно в бак.
8. Обратный и предохранительный клапаны.

Работа гидравлической системы промышленного оборудования также основывается на принципе жидкостного рычага. Под действием силы тяжести масло в такой системе попадает в насос. Далее оно направляется к распределительному клапану, а затем - к поршню цилиндра, создавая давление. Насос в таких системах предназначен не для всасывания жидкости, а лишь для перемещения ее объема. То есть давление создается не в результате его работы, а под нагрузкой от поршня. Ниже представлена принципиальная схема гидравлической системы.

Преимущества и недостатки гидравлических систем

К достоинствам узлов, работающих по этому принципу, можно отнести:

• Возможность перемещения грузов больших габаритов и веса с максимальной точностью.
• Практически неограниченный диапазон скоростей.
• Плавность работы.
• Надежность и долгий срок службы. Все узлы такого оборудования можно легко защитить от перегрузок путем установки простых клапанов сброса давления.
• Экономичность в работе и небольшие размеры.

Помимо достоинств, имеются у гидравлических промышленных систем, конечно же, и определенные недостатки. К таковым относят:

• Повышенный риск возгорания при работе. Большинство жидкостей, используемых в гидравлических системах, являются горючими.
• Чувствительность оборудования к загрязнениям.
• Возможность протечек масла, а следовательно, и необходимость их устранения.

Расчет гидравлической системы

При проектировании подобных устройств принимается во внимание множество самых разных факторов. К таковым можно отнести, к примеру, кинематический коэффициент вязкости жидкости, ее плотность, длину трубопроводов, диаметры штоков и т. д.

Основными целями выполнения расчетов такого устройства, как гидравлическая система, чаще всего является определение:

• Характеристик насоса.
• Величины хода штоков.
• Рабочего давления.
• Гидравлических характеристик магистралей, других элементов и всей системы в целом.

Производится расчет гидравлической системы с использованием разного рода арифметических формул. К примеру, потери давления в трубопроводах определяются так:

1. Расчетную длину магистралей делят на их диаметр.
2. Произведение плотности используемой жидкости и квадрата средней скорости потока делят на два.
3. Перемножают полученные величины.
4. Умножают результат на коэффициент путевых потерь.

Сама формула при этом выглядит так:

• ∆p i = λ х l i(p) : d х pV 2: 2.

В общем, в данном случае расчет потерь в магистралях выполняется примерно по тому же принципу, что и в таких простых конструкциях, как гидравлические системы отопления. Для определения характеристик насоса, величины хода поршня и т. д. используются другие формулы.

Типы гидравлических систем

Подразделяются все такие устройства на две основные группы: открытого и закрытого типа. Рассмотренная нами выше принципиальная схема гидравлической системы относится к первой разновидности. Открытую конструкцию имеют обычно устройства малой и средней мощности. В более сложных системах закрытого типа вместо цилиндра используется гидродвигатель. Жидкость поступает в него из насоса, а затем снова возвращается в магистраль.

Как выполняется ремонт

Поскольку гидравлическая система в машинах и механизмах играет значимую роль, ее обслуживание часто доверяют высококвалифицированным специалистам занимающихся именно этим видом деятельности компаний. Такие фирмы обычно оказывают весь комплекс услуг, связанных с ремонтом спецтехники и гидравлики.

Разумеется, в арсенале этих компаний имеется все необходимое для производства подобных работ оборудование. Ремонт гидравлических систем обычно выполняется на месте. Перед его проведением при этом в большинстве случаев должны быть произведены разного рода диагностические мероприятия. Для этого компании, занимающиеся обслуживанием гидравлики, используют специальные установки. Необходимые для устранения проблем комплектующие сотрудники таких фирм также обычно привозят с собой.

Пневматические системы

Помимо гидравлических, для приведения в движение узлов разного рода механизмов могут использоваться пневматические устройства. Работают они примерно по тому же принципу. Однако в данном случае в механическую преобразуется энергия сжатого воздуха, а не воды. И гидравлические, и пневматические системы довольно-таки эффективно справляются со своей задачей.

Плюсом устройств второй разновидности считается, прежде всего, отсутствие необходимости в возврате рабочего тела обратно к компрессору. Достоинством же гидравлических систем по сравнению с пневматическими является то, что среда в них не перегревается и не переохлаждается, а следовательно, не нужно включать в схему никаких дополнительных узлов и деталей.