Вопрос. Аккумуляторы пневматические и гидравлические, их классификация, принцип действия, разновидности, основные расчетные параметры. Аккумуляторные приводы.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ

Гидравлический аккумулятор — устройство, служащее для накапливания рабочей жидкости, находящейся под избыточным давлением, получающее и отдающее рабочую жидкость только попеременно. При применении аккумуляторов' представляется возможным понизить благодаря накапливанию гидравлической энергии в периоды пауз в потреблении ее исполнительными агрегатами гидросистем мощность насосов до средней мощности потребителей гидравлической энергии или же обеспечить в системах с эпизодическим действием потребителей перерывы (паузы) в работе насоса под нагрузкой. Так как энергия, накопленная в аккумуляторе, может быть отдана (аккумулятор может быть разряжен) в короткое время, аккумулятор может кратковременно развить большую мощность. Благодаря этому применение аккумуляторов особенно рационально в гидросистемах с большими пиками расхода жидкости, значения которых в некоторых случаях значительно превышают средний расход жидкости. Так, например, мощность, развиваемая гидродвигателями (силовыми цилиндрами), часто превышает при применении аккумулятора установленную мощность насоса в 15—20 раз.

В машиностроении применяются газовые (пневматические) аккумуляторы и реже, преимущественно при небольших давлениях, пружинные. В пружинном аккумуляторе (рис. 95) давление р жидкости создается усилием, развивающимся при растяжении (рис. 95, а) или сжатии (рис. 95, б)

пружин. Текущее давление р определится из выражения (трением пренебрегаем)

усилие обжатия (растяжения) пружин;

Рис.7.21. Гидроаккумуляторы:
а - грузовой; б - пружинный; в - пневмогидравлический с упругим разделителем

Грузовой аккумулятор (рис.7.21, а) состоит из цилиндра 1, плунжера 2 и груза 3 весом 2 G. При зарядке плунжер поднимается (происходит увеличение потенциальной энергии), при разрядке - опускается. Давление разрядки постоянно, но громоздкость ограничивает их применение.

Пружинный аккумулятор (рис.7.21, б) состоит из цилиндра 2, поршня 1, пружины 3, помещенной в корпусе 4. Зарядка и разрядка происходит через отверстие 5. Они компактны, но есть недостаток - неравномерность давления в начале и в конце цикла разрядки, малый полезный объем.

Пневмогидравлический аккумулятор (рис.7.21, в) с упругим разделителем состоит из баллона 1 и эластичной диафрагмы 2, закрепленной в верхней части аккумулятора. Зарядку газом производят через отверстие 4, а рабочей жидкостью через отверстие 3. Верхняя часть заполняется газом до начального давления P_Н, соответствующего минимальному рабочему P_min в гидросистеме. Рабочая жидкость заполняет нижнюю часть до давления P_max, равного максимальному давлению в гидросистеме. Газ сжимается также до давления P_max. Когда давление в гидросистеме станет меньше P_max, рабочая жидкость вытесняется из гидроаккумулятора. Кольцо 5 предохраняет диафрагму от продавливания и повреждения. Достоинства: не требует частой подзарядки газом; безынерционен; пригоден к эксплуатации после длительного перерыва в аботе и устанавливается в любом положении.

4 5.Вопрос. Фильтры и фильтрующие элементы, их классификация, степень чистоты жидкости.

Жидкость гидропривода — его рабочий элемент, поэтому к ней предъявляются требования обеспечения прочности и долговечности. Она, как и всякий иной конструктивный элемент, подвержена механическому и химическому разрушению (деструкции), имеет ограниченный срок службы, причем последний во многом зависит от типа жидкости, условий и режима эксплуатации. Помимо этого жидкость служит смазывающим материалом (должна обеспечивать смазку механизмов гидропривода), а также охлаждающей средой. В гидроприводах машин, предназначенных для работы в стабильных температурных условиях, обычно применяют рабочие жидкости минерального происхождения с диапазоном вязкости при температуре 50 " С примерно 10—40 сСт, а именно: трансформаторное, веретенное АУ, индустриальное, турбинное и другие масла. Применение менее вязких жидкостей приводит к увеличению утечек, а более вязких — к увеличению гидравлических потерь.

Для работы в условиях широкого температурного диапазона от 333 до 213 К (±60 °С) применяют специальные смеси минеральных масел, обеспечивающих вязкость в диапазоне температур от 320 до 220 К (±50 °С) в пределах от 10 до 1200 сСт. Этим требованиям отвечает масляная смесь АМГ-10. Для работы при температурах около 450—500 К A80—230 °С) применяют синтетические жидкости на кремний органической основе.

Последние годы из-за увеличивающегося дефицита нефтепродуктов и стремления к использованию негорючих материалов все более широкое применение в гидросистемах находят водомасляные эмульсии и синтетические негорючие жидкости на водяной основе. Используя такие материалы, нддо учитывать их повышенную склонность к деструкцки, коррозионную и кавитационную активность. Как правило, при этом следует снижать рабочие давления р и частоту вращения п гидромашин в 1, 5—2 раза.

Фильтрация рабочей жидкости. Чистота рабочей жидкости определяет надежность гидроприводов.

Источниками загрязнения жидкости являются: остатки производства и ремонта гидромашин и аппаратуры

(стружка, отделившиеся заусенцы); остатки при изготовлении и сборке гидроливий (окалина, брызги

металла при сварочных работах); продукты изнашивания деталей; продукты старения уплотнений и деструкции жидкости; воздушная пыль. Тонкость фильтрации определяется сроком службы и назначением гидропередачи. Для прецизионных следящих систем тонкость фильтрации должна составлять 1—3 мкм, для следящих систем

с высоким сроком службы (гидроприводов летательных аппаратов) — 5 мкм, для наземных гидропередач с повышенным сроком службы — 10—15 мкм, для гидропередач с ограниченным сроком службы — 25 мкм.

С увеличением длительно действующих в гидропередачах давлений (в настоящее время 25—30 МПа) требования к чистоте рабочих жидкостей повышаются. Фильтры на линиях гидросистем служат для выполнения сле-

дующих функций: очистка жидкости при заправке (заправочные фильтры), для чего часто используют центробежные очистители (сы. ниже); очистка воздуха, соприкасающегося с жидкостью (воздушные

фильтры гидробаков, см. поз. 4 на рис. 3.117, а); непрерывная очистка рабочей жидкости при работе гидропередачи (рабочие фильтры, вмонтированные в линии гидросистем). В последнем случае через фильтр пропускают обычно не мене 20—30 % полного потока жидкости. Фильтрующие элементы изготовляют из металлических сеток саржевого плетения, металлокерамики, специальной бумаги. Во избежание разрушения фильтрующих элементов тонкой очистки (поз. 1 на рис. 3.121) под действием возрастающего перепада давления

при их постепенном засорении устанавливают предохранительный клапан S, ограничивающий этот перепад. Кроме того предусматривают размещение сигнализатора, оповещающего о необходимости

замены фильтра. Иногда для защиты системы от быстрого засорения за клапаном 3 устанавливают дополнительный фильтр — элемент 2 грубой очистки.

Размещение рабочих фильтров.на иболее эффективной является установка рабочего фильтра на линии всасывания основного насоса 1 (си. рис. 3.91) или вспомогательного насоса 4 (см. рис. 3.92). При этом весь поток, поступающий в систему извне, очищается. Однако такие фильтры имеют большие размеры и требуют частой замены для обеспечения малого гидравлического сопротивления линий всасывания. Установка фильтров на основных напорных гидролипиях (за

насосами 1 на рис. 3.91 и 3.92) позволяет эффективно очищать пол_ный поток, по требует фильтров с тяжелыми корпусами, способными противостоять высокому давлению. Частичную фильтрацию потока в разомкнутой гидросистеме можно производить, устанавливая фальтр на линии слива, а в замкнутой, устанавливая его на линии нагнетания вспомогательного насоса 4 (см. рис. 3.92). При этом очищается только часть потока и насосы не защищены от загрязнений, поступающих в гвдробак, но фильтры имеют малые размеры и массу. Поэтому способ фильтрации части нотока наиболее распространен а гидропередачах самоходных машин.