4 Расчет объемного гидропривода
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
Практическое занятие № 8
«Составление схемы объемного гидравлического привода»
Требования, предъявляемые к гидравлическим приводам в сельскохозяйственных машинах
При разработке гидравлического привода агрегатов сельскохозяйственной техники, конструкция гидропривода должна обеспечивать его экономичность, высокие эксплуатационные свойства, безопасность, надежность и долговечность. Поэтому основными критериями для выполнения выше поставленных задач при проектировании объемного гидравлического привода являются:
а) потери давления в трубопроводах, гидрааппаратах и арматуре должны быть минимальны. Поэтому трубопроводы должны иметь наименьшую длину и минимальное число разветвлений, что не только сократит металлоемкость и массу машины, но и снизит потери давления. С этой целью следует стремиться к снижению потерь на трение во всех гидромашинах и гидроаппаратах;
б) для создания хороших эксплуатационных свойств, при разработке гидропривода следует обеспечить равномерность работы гидродвигателей, отсутствие вибрации, гидравлических ударов и шума. В основном это зависит от нормальной работы правильно выбранных насосов и предохранительных клапанов и другой гидроаппаратуры;
в) для предотвращения аварийных перегрузок и для защиты узлов и частей гидропривода должны быть предусмотрены защитные гидроаппараты — предохранительные клапана. Гидроцилиндры и гидромоторы должны быть снабжены гидрозамками, обеспечивающими в случае обрыва трубопроводов, шлангов, или при возникновении других динамических нагрузок, превышающих допустимые — надежную фиксацию или плавное опускание груза;
г) стабильность работы гидропривода существенно зависит от постоянства вязкости рабочей жидкости, определяемой ее температурой. Поэтому для поддержания стабильного режима должны быть правильно выбраны размеры гидробака и при необходимости теплообменника;
д) Надежность и долговечность гидропривода существенно зависит от чистоты рабочей жидкости, что обеспечивается ее очисткой в фильтрах и отстоем в гидробаке;
е) параметры всех гидроаппаратов, применяемых в гидроприводе, должны соответствовать оптимальным условиям по расходу и давлению в местах их установки.
При всем многообразии конструкций гидроприводов машин и узлов, составление гидросхем исходят из ряда общих положений, типовых решений и схем.
Выбор схемы циркуляции жидкости
При проектировании гидроприводов машин и узлов сельскохозяйственной техники может быть применена схема циркуляции рабочей жидкости разомкнутая или замкнутая.
В гидроприводах с разомкнутой схемой циркуляции рабочей жидкости, жидкость, совершив работу, из гидродвигателя поступает в гидробак, откуда вновь засасывается насосом.
Насос 1 (рисунок 8.1) засасывает жидкость из гидробака 2 и нагнетает ее в гидродвигатель 6 через распределитель 5. Из гидродвигателя жидкость движется через другой канал распределителя и сливается в бак. Предохранительный клапан 3, отрегулированный на предельно допустимое давление рmax, предохраняет систему гидропривода с приводящим двигателем от перегрузки.
Изменение направления движения выходного звена — гидродвигателя (реверсирование) осуществляется изменением позиции распределителя, а регулирование скорости этого движения производится дроссель-регулятором потока жидкости 4.
Рисунок 8.1 – Гидропривод с разомкнутой схемой циркуляции жидкости:
1 — насос, 2 — гидробак, 3 — предохранительный клапан, 4 — дроссель-регулятор потока жидкости, 5 — распределитель, 6 — гидродвигатель, 7 — теплообменник, 8 — фильтр
Несмотря на большой вес и габариты гидросистем, в сельскохозяйственной технике в основном применяются гидроприводы с разомкнутой циркуляцией жидкости, так как они проще по конструкции и в эксплуатации практически универсальны, т. е. могут применяться в машинах любого назначения.
Гидропривод с замкнутой схемой циркуляции жидкости (рисунок 8.2).
В гидроприводе с замкнутой циркуляцией рабочая жидкость от гидродвигателя 2 поступает непосредственно во всасывающую гидролинию насоса 1. Таким образом, в гидроприводе с замкнутой циркуляцией отсутствует гидробак, а для компенсации утечек в насосах и гидродвигателях предусматривается система подпитки, состоящая из небольшого бачка, вспомогательного насоса 9 и переливного клапана 6. Подача вспомогательного насоса 9 рассчитана на компенсацию максимальных внешних утечек с избытком подачи в 1–2 л/мин.
Гидросхемы с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости применяются в приводах движителей самоходных сельскохозяйственных машин.
Замкнутый контур состоит из регулируемого насоса 1, подающего жидкость в реверсируемый гидромотор 2, между ними включено клапанное устройство, состоящее из обратных клапанов 3 и 4, золотникового распределителя 5 с гидравлическим управлением переливного клапана 6 и предохранительных клапанов 7 и 8. Подпитка контура производится вспомогательным насосом 9. Для очистки рабочей жидкости установлен фильтр 10 с предохранительным клапаном 11, для охлаждения масла установлен теплообменник 12.
В данной схеме во время работы левая и правая гидролинии меняются ролями, и попеременно, становясь то нагнетательной то всасывающей.
Гидропривод с замкнутой циркуляцией по сравнению с гидроприводом с разомкнутой циркуляцией имеет преимущество в том, что отсутствует большой гидробак, соответствующий подаче основного насоса, чем уменьшает количество жидкости, заполняющей гидросистему, уменьшает вес, габариты гидропривода.
Недостатки гидропривода с замкнутой циркуляцией состоят в том, что в гидросистеме могут применяться только гидромоторы, так как при работе гидроцилиндров не может быть постоянного расхода. В процессе работы жидкость быстро нагревается, поэтому возникает необходимость установки специальных охладителей.
Рисунок 8.2 — Гидропривод с замкнутой схемой циркуляции жидкости:
1 — насос, 2 — гидродвигатель, 3 и 4 — обратные клапана, 5 — распределитель, 6 — переливной клапан, 7 и 8 — предохранительные клапана, 9 — вспомогательный насос, 10 — фильтр, 11 — предохранительный клапан, 12 — теплообменник