Гидравлические и пневматические передачи.

В гидравлических передачах энергия, подводимая от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя посредством различных устройств, превращается в энергию движущейся жидкости, которая затем расходуется на приведение в движение машин и механизмов.

Преимущества гидравлических передач по отношению к механическим:

Ø создание больших передаточных отношений между энергетической установкой и исполнительными органами машины;

Ø удобство управления при небольшой затрате мускульной энергии оператора;

Ø простота кинематических устройств для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот;

Ø возможность легкого подвода энергии от насоса к любому исполнительному органу машины;

Ø возможность широкой стандартизации и унификации сборочных единиц гидропривода;

Ø небольшие масса и габариты гидропривода по сравнению с другими системами приводов при одинаковой мощности.

Надежность работы гидросистемы зависит от чистоты рабочей жидкости (масла), соответствия ее сорта проектному, хорошего состояния фильтров и уплотнений трубопроводов, вращающихся соединений, гидрораспределителей и т.д.

Гидравлические передачи по принципу действия разделяется на объемные и гидродинамические.

Гидрообъемная передача – это совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение исполнительных механизмов и машин посредством жидкости под давлением. В состав гидрообъёмной передачи входят насосы, гидродвигатели (гидроцилиндры, гидромоторы), регулирующие устройства (дроссели, клапаны, делители потока и др.), фильтры для очистки рабочей жидкости, баки, гидролинии и др. Насосы и гидромоторы могут быть как регулируемые, так и нерегулируемые.

Гидронасосы. В гидроприводе современных строительных машин применяют следующие типы гидронасосов: аксиально-поршневые; радиально-поршневые и поршневые эксцентриковые. Большинство конструкций гидронасосов являются обратимыми, т.е. могут служить и гидромоторами при подаче в их полость потока рабочей жидкости.

Шестеренные гидронасосы (НШ-10, НШ-32 и т.д.) изготавливают для рабочих давлений 10, 16, 20 МПа с расходом рабочей жидкости 40...500 л/мин (плакат). В обозначении указывается: НШ-10 – насос шестеренный, 10 – рабочий объем (см³), подача за 1 оборот приводного вала. Выпускаются НШ правого и левого вращения (указано на корпусе насоса).

Примеры обозначения: НШ-32-2 – 2 – давление 10 МПа, (3–16 МПа, 4–20 МПа), НШ-10-10-2 – насос в сдвоенном исполнении.

Аксиально-поршневые гидронасосы в гидроприводах строительных машин находят наиболее широкое применение. Различают два вида аксиально-поршневых гидронасосов – нерегулируемые и регулируемые по производительности.

Изготавливают аксиально-поршневые гидронасосы с рабочим давлением
16...35 МПа, расходом рабочей жидкости 32...400 л/мин. При этом КПД этих насосов составляет 0, 97...0.98.

Пример обозначения: 210.12.12; 210.16.12 – нерегулируемый аксиально-поршневой гидронасос, обратимый, с наклонным блоком (Р = 16…30 МПа).

207 – регулируемый; 223 – сдвоенный с регулятором мощности. 12, 16, 20, 25, 32 – диаметр поршня качающегося наклонного блока в мм.

Третья группа цифр – исполнение насоса или гидромотора: 11 – насос-гидромотор, 12 – насос; 13 – гидромотор. (Другое обозначение аксиально-поршневых насосов: НПА 4/32, НПА 32/32 → аксиально-поршневой насос с наклонным диском. 4/32, 32/32 – Q (см³/об) Р (МПа)).

Гидромоторы планетарные МГП80, МГП100 (125, 160, 200, 315).

Гидромоторы шестеренные ГМШ-10Е3, ГМШ-32А3.

Насосы-моторы шестеренные НМШ-25/25А, НМШ-50/50А.

Распределители – служат для управления основными силовыми цилиндрами и вспомогательными механизмами машин, автоматического направления потоков жидкости и для предохранения гидросистем от перегрузок. Их выполняют секционными и моноблочными.

Пример обозначения: Р80 3/1-222, Р803/4-222, РСР 25.25-20.3-01-07-10.4-06-01-30, Р160 3/1-111, ГРС-20-04, РСМ12-16, ВЕ10.44Г12.

Гидроцилиндры. Рабочие органы машины, совершающие поступательное движение, приводятся в движение гидравлическими цилиндрами (гидротолкателями), обеспечивающими под воздействием рабочей жидкости, нагнетаемой под давлением, только поступательное или возвратно-поступательное движение. В зависимости от этого они называются цилиндрами одностороннего или двухстороннего действия. Гидроцилиндры одностороннего действия передают движение только в одном (рабочем) направлении. В обратном направлении движение осуществляется под действием собственной массы плунжера и др. частей или под внешним воздействием (пружины). Гидроцилиндры двухстороннего действия сообщают рабочему органу движение в прямом и обратном направлениях.

В обозначение гидроцилиндров входит диаметр поршня и ход штока: ЦГ-160.80× 560.31-01 - диаметр 160 мм, ход поршня – 560 мм.

Разрывные муфты – служат для предохранения шлангов от разрушения при случайных рывках.

Пример обозначения: Н.036.50.000, Н.036.52.000 (S = 32, M27× 1, 5).

Дроссели – служат для установки и поддержания заданного расхода рабочей жидкости в напорной или сливной магистрали в зависимости от периода давления.

Гидрообъёмные передачи подразделяются на передачи с разомкнутой и замкнутой циркуляцией рабочей жидкости.

Гидравлический привод с разомкнутой циркуляцией характеризуется тем, что в нем рабочая жидкость после срабатывания в гидромоторе или силовом цилиндре подается в бак, находящийся под атмосферным давлением. В гидравлическом приводе с замкнутой циркуляцией рабочая жидкость после срабатывания возвращается в насос. В этом приводе всегда циркулирует практически один и тот же объем жидкости (за исключением утечек через различные неплотности). В гидравлическом приводе этого типа обязательно наличие, помимо основного, еще одного насоса для компенсации утечек.

Достоинства такого гидравлического привода: защищенность его от попадания загрязнений в рабочую жидкость, уменьшение объема рабочей жидкости, заправляемой в гидросистему, улучшение условий работы при низких температурах.

Недостатки замкнутой системы – необходимость применения системы подпитки, теплообменного аппарата для предотвращения перегрева рабочей жидкости, применение только гидромоторов или гидроцилиндров с двухсторонними штоками в качестве гидродвигателей.

В объемном гидравлическом приводе применяются шестеренные, поршневые и роторные насосы. Поршневые и роторные насосы могут быть регулируемыми. В качестве гидродвигателей могут быть применены те же насосы.

В приводах строительных машин начинают применять гидромоторы, которые могут быть встроены в ведущие колеса мобильных машин или в привод рабочих органов.

Гидродинамические передачи подразделяются на гидромуфты и гидротрансформаторы.

Первые передают энергию от двигателя без изменения величины вращающего момента, вторые могут изменять его величину, в том числе в отдельных случаях и по знаку (направлению).

Гидромуфты состоят из расположенных в общем кожухе соосно и предельно сближенных насосного и турбинного колес.

В гидротрансформаторе между насосным и турбинным колесами установлено еще неподвижное, соединенное с корпусом колесо реактора. В гидротрансформаторах возможна установка 1..2 колес турбин и 1…2 колес реактора.

Корпус гидромуфты и гидротрансформатора заполняется рабочей жидкостью – минеральным маслом. При вращении рабочего колеса насоса, соединенного с двигателем, жидкость движется от центра к периферии и, приобретя запас кинетической энергии, поступает на лопатки турбинного колеса.

В турбинном колесе жидкость движется от периферии к центру, при этом энергия той же жидкости преобразуется в механическую энергию вращения турбинного колеса, затем жидкость вновь поступает на лопатки насосного колеса.

В гидротрансформаторах поток жидкости на своем пути проходит через лопатки реактора, который может быть установлен после насоса перед входом на турбину или после турбины перед входом в насос.

Лопасти колеса реактора в зависимости от конструкции могут изменять направление потока жидкости или его скорость. При этом давление потока на лопастях турбинного колеса также будет меняться, это приведет к изменению вращающего момента, передаваемого гидротрансформатором.

Пневматический привод применяют для приведения в движение рабочего органа в ручных пневмомашинах (перфораторы, отбойные молотки, гайковерты и т.д.), а также в системах управления многих строительных машин.

Пневматический привод машины состоит из компрессорной установки, вырабатывающей сжатый воздух, системы воздухопроводов и пневмодвигателей, ресиверов, пневмоцилиндров и пневмокамер, приводимых в движение энергией сжатого воздуха. Отработанный воздух из пневмодвигателя выбрасывается в воздух.

Компрессорные установки в строительстве бывают переносные, прицепные и самоходные. Применяемые компрессоры по принципу действия подразделяют на: поршневые, ротационные и винтовые.

Поршневые компрессоры бывают одно- и многоцилиндровые с одно- и многоступенчатым сжатием. Обычно давление в системе до 0, 8 МПа и производительность до 1 м³/мин – одноступенчатое сжатие.

Передвижные станции с поршневыми компрессорами выпускаются производительностью до 10 м³/мин с давлением до 0, 8 МПа. (ВВ-0, 7/8 – Q = 0, 13 м³/с;
Р = 0, 8 МПа).

Привод ручных машин осуществляется непосредственно от пневматических двигателей, в которых энергия сжатого воздуха преобразуется в механическую энергию. Их обычно выполняют в едином корпусе с ручной машиной.