Назначение, конструкция и работа агрегатов, гидроаккумулятор, гидрофильтры, предохранительные, разъёмные, обратные клапаны.

Фильтры оказывают большое влияние на надежность работы гидросистемы, так как она во многом зависит от чистоты рабо­чей жидкости. Двигаясь вместе с потоком, механические заг­рязнения вызывают повышенный износ гидроаппаратуры, потерю внутренней герметичности, нарушение регулировок, увеличение сил трения, могут вызвать заклинивание подвиж­ных деталей. Частицы засоряют калиброванные отверстия и фильтры, способствуют накоплению статического электричест­ва, повышают окисляемость жидкости. Использование загряз­ненных жидкостей приводит к резкому сокращению сроков службы гидроаппаратуры.

Источниками загрязнений являются пыль, поступающая в жидкость через систему дренажа, частицы износа трущихся пар агрегатов, особенно насосов, и уплотнений. Активный источник загрязнений - гидроцилиндры, не оснащенные грязи съемниками. При движении штока часть твердых частиц, осевших на нем, проходит через уплотнение и попадает внутрь гидроцилиндра. Источником загрязнения могут стать сами фильтры, предназна­ченные для очистки рабочей жидкости, вследствие частичного разрушения фильтрующих элементов, выполненных из волок­нистых материалов. Загрязнения могут попасть в жидкость при монтаже агрегатов и трубопроводов, при заправке гидробаков.

Для уменьшения загрязнения жидкости в баках применяют мембранные или поршневые разделители жидкости от воздуха, подкачивающие насосы во всасывающих линиях вместо надду­ва баков, фильтры тонкой очистки в трубопроводах дренажа, чехлы из эластичного материала на штоках гидроцилиндров. Сборка гидравлической системы проводится из предварительно очищенных и промытых агрегатов, трубопроводов и емкостей.

Существуют различные методы удаления загрязнений из рабочих жидкостей. Основной метод - фильтрация - метод очистки жидкости от твердых, а в ряде случаев и жидких загрязнений при пропускании ее через пористую перегородку. Приме­няется метод, основанный на взаимодействии частиц загрязне­ний с гравитационным, центробежным, магнитным, электроста­тическим или другим силовым полем.

Фильтр (рис. 8.20.) состоит из стакана, корпуса и фильтрующе­го элемента. Корпус имеет входное и выходное отверстия (шту­церы). В корпусе часто устанавливают перепускной клапан и устройство, сигнализирующее о засорении фильтрующего эле­мента. На корпусе фильтра наносят стрелку, показывающую направление движения жидкости. Фильтрующих элементов может быть один или два. Жидкость, поступающая внутрь фильтра, проходит фильтроэлементы и направляется в выход­ное отверстие.

Рис. 8.20. Сетчатый (а) и щелевой (б) фильтры:

1 —клапан; 2 —корпус; 3 — фильтроэлемент; 4 — валик;

5 —сливная пробка; 6 –скребок; 7 —ручка

 

При повышении перепада давлений на фильтроэлементе вследствие его засорения, повышения вязкости или увеличения прокачки жидкости открывается перепускной клапан и часть общего потока жидкости проходит, минуя фильт­роэлемент.

Материал фильтроэлемента может быть разового и многора­зового применения.

К последним относятся проволочные, сетчатые, металлокерамические материалы. Разовые фильтро­элементы выполняют из бумаги, войлока, тканей.

Наиболее распространенными являются сетчатые фильтро­элементы, Для их изготовления применяют проволоку из коррозионно-стойкой стали, латуни, фосфористой бронзы, никеля и из неметаллических материалов. Широкое распространение получили фильтроэлементы, выполненные из никелевой сетки саржевого плетения. Такая сетка более плотная и эластичная и обеспечивает более тонкую фильтрацию, чем сетки квадратного переплетения. Прокатка сетки саржевого переплетения позво­ляет уменьшить размер ячеек и повысить тонкость фильтрации до 2 - 3 мкм.

Фильтроэлементы, выполненные из сетки, обычно изготов­ляют в виде цилиндра. Сетку на корпусе фильтроэлемента заделывают фальцовкой, пайкой или роликовой сваркой. Гофрированием сетки увеличивают пропускную способность и жесткость фильтрующего элемента.

Хорошую пропускную способность и жесткость имеют также фильтроэлементы, соб­ранные из чечевицеобразных сетчатых дисков, сжатых в общий пакет пружиной.

Щелевые проволочные фильтроэлементы, изготовляют путем навивки проволоки на перфорированный цилиндричес­кий каркас, имеющий винтовую нарезку. Благодаря нарезке–между витками проволоки образуются фильтрующие щели, размер которых зависит от диаметра проволоки и шага витков. Иногда на проволоке через определенные расстояния делают местные утолщения, не позволяющие виткам проволоки вплот­ную прилегать друг к другу. В этом случае винтовая нарезка на каркасе фильтроэлемента не требуется.

Пластинчатый филътроэлемент имеет набор большого числа тонких пластин, между которыми устанавливают крестообразные или звездообразные проставки. Толщина проставок определяет размер фильтрующей щели. Пластинчатые фильтры обычно снабжают скребками, закрепленными в корпусе фильтра. Скребки располагаются между пластинами фильтроэлемента и при повороте последнего удаляют загрязнения из щелей между пластинами. Ручку, предназначенную для поворо­та фильтрующего элемента, выводят наружу из корпуса фильт­ра. Пластинчатые фильтры имеют небольшую тонкость фильтра­ции (80 - 200 мкм).

Металлокерамические фильтроэлементы изготовляют из порошков металлов и сплавов: стали, никеля, меди, бронзы, титана и др. Порошки прессуют и спекают при высокой темпера­туре, иногда приближающейся к температуре плавления метал­ла. Тонкость фильтрации зависит от размера гранул порошка и давления прессования и может меняться от 3 до 100 мкм. Ме­таллокерамические фильтроэлементы изготовляют в виде стаканов, втулок, дисков. На (рис. 8.21.) изображен фильтроэлемент, выполненный из набора дисков.

Основные характеристики фильтров: тонкость фильтрации, пропускная способность, гидравлическое сопротивление и срок службы.

Тонкость фильтрации определяется минимальными разме­рами частиц загрязнителя, удерживаемых фильтроэлементом. Этот размер зависит от размера пор фильтрующего материала.

 

Рис. 8.21. Металлокерамический фильтр:

1 –корпус;

2 –сигнализатор загрязнения;

3 –перепускной клапан;

4 –металлокерамические диски;

5 –стакан

 

 

Пропускная способность фильтра имеет определенное расчетное значение. Увеличение прокачки сверх установленной приводит к увеличению гидравлического сопротивления фильтроэлемента и снижению эффективности очистки, так как за счет перепада давлений может увеличиться проникновение загрязнений через фильтроэлемент. Большой перепад давлений может привести к разрушению фильтроэлемента.

 

Рис. 8.22. Места установки фильтров в гидросистеме:

1 – в заливной горловине гидробака; 2 –перед всасывающей линией;

3 –в сливной линией; 4 –во всасывающей линии;

5 –в напорной линии; 6 – в линии потребителя гидроэнергии

 

Фильтры устанавливают в напорных, сливных и всасываю­щих гидролиниях (рис. 8.22.). В напорных линиях их устанав­ливают обычно непосредствен­но после насосов, а также перед отдельными агрегатами и потребителями, нуждающи­мися в более тонкой фильтра­ции рабочей жидкости. Допол­нительная тонкая фильтрация достигается иногда установкой металлокерамических дисков непосредственно у штуцеров подвода жидкости в агрегат.

Фильтры в линии слива могут устанавливаться вместо фильтров напорной линии. Эти фильтры работают в условиях невысокого давления и выгод­ны в весовом отношении, но в меньшей степени защищают агрегаты от загрязнения и повышают давление в сливной линии, что может отрицатель­но сказаться на работе отдель­ных гидроаппаратов.

Фильтры в линии всасыва­ния устанавливают в целях увеличения ресурса насоса. Для устранения кавитации во всасывающей линии перед фильтром (иногда в гидробаке) помещают насос подкачки, нечувствительный к загрязне­нию, например центробежный насос. Фильтр всасывающей линии снабжается часто пере­пускным клапаном и сигнали­затором загрязнения.

Сигнализатор загрязнения срабатывает при повышенном перепаде давлений на фильтроэлементе. Его выполняют в виде стержня, выдвигающе­гося из корпуса фильтра, или отклоняющейся стрелки. Нали­чие сигнализатора позволяет избегать преждевременного вскрытия фильтра для очистки. Гидравлические распреде­лители подразделяются на направляющие дросселирующие. Направляющие распределите­ли служат для изменения на­правления; пуска или останов­ки потока рабочей жидкости без изменения при этом давления и расхода жидкости, их затворы всегда занимают крайние рабочие положения. Дросселирующие распределители не только изме­няют направление потока жидкости, но и регулируют ее расход и давление в соответствии с внешним воздействием. Затвор такого распределителя может занимать любое промежуточное положение, образуя дросселирующие щели.

Распределители по конструкции подразделяются на крано­вые, клапанные и золотниковые. Находят применение распре­делители типа сопло - заслонка и струйные распределители. Распределители могут иметь ручное и дистанционное управле­ние посредством механических электрических, гидравличес­ких, пневматических и комбинированных систем.

 

 

 

Рис. 8.23. Схема кранового распределителя:

 

 

Крановый распределитель (рис. 8.23.) имеет затвор в виде цилиндрической или конической пробки, совершающей пово­ротное движение. Если пробка занимает положение 1, жидкость поступает от насоса в полость А цилиндра, а из полости Б нап­равляется в бак. При повороте пробки в положение 2 направле­ние потока жидкости меняется. В нейтральном положении затвора все линии перекрыты.

Крановые распределители отличаются простотой конструк­ции и высокой герметичностью, недостаток состоит в том, что для перестановки пробки тре­буются значительные усилия. Применяются такие распреде­лители при небольших рабочих давлениях в гидросистеме.

Клапанный распределитель, показанный на (рис. 8.24.), имеет два рабочих положения. В исходном положении левый клапан усилиемпружины прижимается к седлу, перекры­вая поступление жидкости из напорной линии к потребите­лю. При этом гидроцилиндрсообщается с линией слива. При включении электромагни­та клапаны перемещаются вправо, закрывая линию слива и открывая подачу жидкости из напорной линии в гидро­цилиндр. Клапанные распреде­лители просты в эксплуатации и обеспечивают хорошую герметичность.

 

Рис. 8.24. Схема двухпозиционного клапанного распределителя:

1 –клапан;

2 –пружина;

3 –электромагни

 

 

 

 

Рис. 8.25. Схема двухпозиционного золотникового распределителя:

1 –пружина;

2 –золотник;

3 –электромагнит управления золотником

 

Золотниковый двухпозиционный распределитель (рис. 8.25.) имеет цилиндрический золотник, перемещающийся в гильзе корпуса. Золотник распределяет поток жидкости, гильза имеет окна для подвода и отвода жидкости к штуцерам корпуса распределителя.

В правом положении золот­ника напорная линия перекры­та левым буртиком золотника, а гидроцилиндр сообщен с линией слива. При включении электромагнита золотник перемещается влево, перекры­вая линию слива и открывая путь жидкости из напорной линии в гидроцилиндр.

Распределители с цилинд­рическими золотниками имеют широкое применение. Они достаточно герметичны, ком­пактны и перемещаются из одного рабочего положения в другое при незначительных усилиях, однако требуют тщательной обработки и при­тирки к рабочей поверхности гильзы, при недостаточной чистоте жидкости склонны к грязевому защемлению.

Струйный распределитель (рис. 8.26) является перспектив­ным устройством для гидросистем. Действие такого распреде­лителя основано на преобразовании кинетической "энергии струи жидкости в потенциальную энергию давления. Характер­ный признак струйного распределителя - наличие постоянного потока жидкости.

 

Рис..26. Схема струйного распределителя

1 –струйная трубка; 2 — гидроцилиндр;

3 –плита

 

Струйная трубка может под действием внешних сил повора­чиваться на небольшой угол относительно оси вращения О. При повороте трубки струя жидкости, выходящая из нее, попадает в одно из приемных окон на плите, увеличивает в нем давление, что приводит в движение поршень гидроцилиндра. Струйная трубка может создавать давление 10 — 20 МПа.

 

Положительное качество струйных трубок - их малая чувст­вительность к загрязнениям. К недостаткам относят неполное использование мощности потока рабочей жидкости из-за ее непроизводительного расхода между соплом и приемными окнами.

 

Рис. 8.27. Схема распределителя

сопло-заслонка:

1–постоянный дроссель;

2—сопло; 3 –заслонка;

4 — гидроцилиндр; 5 — пружина

 

Распределитель сопло - заслонка (рис. 8.27) имеет регули­руемую щель между соплом и заслонкой, создающую перемен­ное гидравлическое сопротивление, которое зависит от расстоя­ния между соплом и заслонкой. Жидкость, поступающая в распределитель под давлением, дросселируется в постоянном дросселе и в щели между соплом и заслонкой. Если заслонка прижата к соплу, а гидроцилиндр заторможен, то в камере А давление равно давлению питания. При удалении заслонки от сопла давление в камере А уменьшается. Поршень цилиндра смещается пропорционально изменению давления.

Таким образом, положение поршня гидроцилиндра будет соответствовать положению заслонки относительно торца сопла.

Распределители типа сопло –заслонка отличаются малыми габаритными размерами и массой, обладают высокой чувствительностью, быстродействием, просты в изготовлении и долго­вечны вследствие бесконтактного действия. Для привода заслонки требуются ничтожные усилия.

Недостатки такого распределителя - неполное использование мощности потока жидкости и непроизводительный ее расход через сопло при отсутствии сигнала управления. Распределители типа сопло - заслонка распространены в автоматизированных системах управления и гидравлических приводах.

Дроссели служат для создания местных гидравлических сопротивлений на отдельных участках системы. Гидравличес­кие сопротивления возникают при протекании жидкости через регулирующую и распределительную аппаратуру, сужения трубопроводов и т. д.; при этом теряется часть энергии потока и такое дросселирование нежелательно. Вместе с тем дросселирование жидкости в ряде случаев необходимо.

Дроссели используют для регулирования расхода и давле­ния жидкости, обеспечения плавности перемещения гидропри­водов, демпфирования автоколебаний клапанов и других целей. В дросселе создается местное гидравлическое сопротив­ление и возникает потеря напора жидкости главным образом за счет вихреобразования при резком расширении потока. Измене­ние давления жидкости при прохождении дросселя зависит в основном от скорости ее истечения и пропорционально квадра­ту этой скорости.

 

 

Рис. 8.28. Схема дроссельного ограничителя расхода жидкости:

1 — корпус; 2 — дроссельное отверстие;

3 –поршень;

4 —пружина; 5 – дроссельная щель.

 

 

Дроссели могут быть с регулируемым и нерегули­руемым проходным сечением. Для срабатывания больших перепадов давления применяют пакеты дроссельных шайб. Такие пакеты устанавливают, например; после насосов регули­руемой подачи в линии слива жидкости в бак. Дроссель, поддер­живающий постоянный расход жидкости, устанавливают для поддержания стабильной скорости вращения гидромотора при изменении его нагрузки. Такой дроссель работает следующим образом (рис. 8.28.). Жидкость через дроссельное отверстие и дроссельную щель поступает к гидромотору. При увеличении расхода жидкости увеличивается перепад давления на дрос­сельном отверстии и поршень перемещается вправо, перекры­вая дроссельную щель и уменьшая расход жидкости до задан­ного значения.

Уплотнения агрегатов гидросистемы служат для предотвра­щения перетекания жидкости через зазоры в стыках деталей агрегатов. Наиболее важная характеристика уплотнения - его герметичность. На герметичность уплотнения влияют давление в гидросистеме, температура (вязкость) жидкости, ее загрязне­ние, свойства уплотнительных материалов и другие факторы.

Различают внутреннюю и внешнюю негерметичность. Внут­ренняя негермегичностъ связана с перетеканием жидкости из напорной линии в линию слива через зазоры золотников, затво­ров, поршней, плунжеров и т. д. Большие внутренние утечки вызывают потери подачи насосов, замедляют срабатывание потребителей, вызывают быструю разрядку гидроаккумулято­ров и повышенную частоту срабатывания автоматов разгрузки.

Внешняя негермегичностъ неподвижных соединений не допускается. В подвижных соединениях допускаются неболь­шие внешние утечки. Если в конструкции предусмотрен сбор или дренаж утечек, их объем допускается не более 1 см³ за 10 ч работы уплотнения, а при неподвижном состоянии - 0,5 см³ за 24 ч. При отсутствии устройств сбора утечек и дренажа допус­кается лишь наволакивание жидкости на детали агрегата без образования падающих капель.

Рис. 8.29. Уплотнения неподвижных соединений:

1 –прокладка; 2 –резиновое кольцо; 3 –металлическое кольцо

 

Уплотнение неподвижных соединений достигается установ­кой легко деформируемых прокладок и колец (рис. 8.29.), реже притиркой и сжатием поверхностей. Для невысоких давлений и температур прокладки выполняют из паронита, резины и других эластичных материалов; для высоких давлений из алюминия и меди. Кольца выполняют из резины круглого сечения, иногда применяют пустотелые металлические кольца. Уплотнение притиркой поверхностей выдерживает очень большие давления и может иметь высокую герметичность, но трудоемко в изготов­лении. Уплотнение подвижных соединений возвратно-поступательного движения чаще всего выполняется посредством резиновых колец круглого сечения в сочетании с прокладками и подложками из фторопластовых колец (рис. 8.30). Герметизация такого уплотнения достигается сжатием кольца в канавке при монтаже уплотнения.

Прокладки и подложки препятствуют выдавливанию резины в зазор и снижают трение. Такие уплотнения дают хорошую герметизацию, имеют малые габаритные размеры и малое трение, просты по конструкции, но недостаточно тепло- и морозостойки; применяются при работе в диапазоне температур от минус 20 - 30 до плюс 100 °С.

Уплотнение штоков цилиндров, работающих в тяжелых условиях (частые перекладки, запыленная среда, наличие на штоке перерезывающих усилий), достигается шевронными манжетами из кожи, резины, фторопласта и других пластмасс, прорезиненных тканей.

 

Рис. 8.30. Уплотнения подвижных соединений:

а – уплотнения штока;

б – уплотнения вала;

1 –резиновое кольцо;

2 –фторопластовые кольца;

3 –шток цилиндра;

4 –вал; 5 –манжета;

6 –браслетная пружина

 

Давление жидкости на манжеты вызы­вает их распор и увеличение площади контакта и силы трения в уплотнении. Манжетное уплотнение требует высокой чистоты обработки уплотняемой поверхности, так как шероховатость оказывает большое влияние на износ манжет.

Валы, вращающиеся при небольших частотах и давлениях, уплотняют резиновыми кольцами круглого сечения, установ­ленными с наклоном для обеспечения смазки и отвода тепла, выделяемого от трения. Путем сжатия кольца в канавке дости­гается плотный контакт кольца с уплотняемой поверхностью и исключается его проворачивание. Приводные валы насосов уплотняют манжетами, дополнительный прижим которых обеспечивает браслетная пружина. Косая кромка манжеты способствует лучшему смазыванию и охлаждению вала.

При высоких скоростях скольжения, давлениях и температу­рах применяются уплотнения торцового типа. Такое уплотнение имеет уплотнительное кольцо из мягкого анти­фрикционного сплава, которое прижимается пружиной к опорно­му буртику вала высокой твердости.

Техническое обслуживание:

При обслуживании гидросистемы особое внимание уделяется чистоте рабочей жидкости - исключается всякая возможность попадания в нее загрязнений при монтажных и демонтаж­ах работах, а также заправке систем жидкостью. Во избежание падания загрязнений в систему агрегаты и трубопроводы до заправки на ВС тщательно промывают, штуцеры и фланцы закрывают заглушками, которые снимают непосредственно перед установкой агрегатов и трубопроводов на ВС. Особую аккуратность следует проявлять при сборке уплотнений и соединений трубопроводов, не допуская сборку с напряжения, которые могут вызвать отделение металлических и неметаллических частиц.

При заполнении гидросистемы жидкостью устанавливают ее отверстие техническим условиям, проверяют чистоту наконечников заправочных шлангом, пломбирование заливных горловин баков. При монтажных и демонтажных работах нельзя допускать скручивания и сплющивания трубопроводов, нанесе­ния на них забоин, царапин. Не допускается на трубопроводах коррозия.

В процессе эксплуатации необходимо следить за давлением газа в гидроаккумуляторах, так как неправильная зарядка уменьшает эффективность их работы. Если начальное давление газа будет больше расчетного значения, количество жидкости в гидравлической полости окажется меньше при рабочем давле­нии в системе и гидроаккумулятор сможет совершить меньшую работу. Если же начальное давление газа будет ниже расчетно­го, гидроаккумулятор вместит больше жидкости, но она окажет­ся под меньшим давлением и не будет полностью использована при разрядке гидроаккумулятора.

Начальное давление газа в гидроаккумуляторе может быть проверено путем постепенного стравливания давления в гидро­системе. Пока гидроаккумулятор разряжается, давление в гидросистеме падает медленно, но как только жидкость будет вытеснена из него полностью, давление по манометру гидросис­темы резко упадет до нуля. Значение давления, с которого стрелка манометра резко падает до нуля, и будет соответство­вать начальному давлению газа в гидроаккумуляторе.

При осмотре агрегатов и трубопроводов необходимо убедить­ся в отсутствии повреждений на них, течи жидкости из соедине­ний трубопроводов, коррозии; убедиться в исправности контровок и лент металлизации, надежности крепления гидроаккуму­ляторов, баков и других тяжелых агрегатов системы.

При работах, связанных с изменением давления жидкости в системе при низких температурах, необходимо подогревать мембранные гидроаккумуляторы до положительных темпера­тур. Это связано с тем, что резиновые мембраны теряют эластич­ность при низких температурах и при деформации в процессе зарядки гидроаккумуляторов могут разрушиться.

При монтажно-демонтажных работах на снимаемые трубо­проводы и штуцеры агрегатов устанавливают заглушки; отверс­тия трубопроводов и штуцеров агрегатов, не снимаемых с ВС, также закрывают заглушками и пломбируют. При монтаже соединений прокладки и другие виды уплотнений заменяют новыми; повторное применение прокладок не допускается.

В процессе технического обслуживания гидросистемы следят, чтобы трубопроводы не касались конструкции ВС. Особое внимание при этом уделяется агрегатам и трубопрово­дам, расположенным на двигателях и в нишах шасси, ввиду большой вибрации элементов конструкций в этих зонах.

Внутреннюю негерметичность системы проверяют по време­ни падения давления при неработающих потребителях. Давле­ние не должно упасть ниже допустимого значения при выдержке системы в течение определенного времени (например, 1 ч). Внешнюю герметичность проверяют выдержкой системы в тече­ние определенного времени при рабочем давлении в системе.

Чистоту жидкости в гидросистеме проверяют при сливе отстоя из баков. Одновременно с чистотой проверяется и вяз­кость жидкости. Периодически проверяют чистоту фильтров, работоспособность насосов и потребителей гидросистемы.

 

ЗАНЯТИЕ №4