2018-03-09
295
Силові циліндри в гідросистемі виконують процес піднімання та опускання начіпних сільськогосподарських машин, а також використовуються при керуванні робочими органами причіпних машин. У силовому циліндрі енергія тиску робочої рідини перетворюється в механічну енергію переміщення поршня.
Циліндри гідросистеми бувають двобічної (рис.2.1) та однобічної дії (рис.2.2).
У циліндрі двобічної дії є дві робочі порожнини і масло, що надходить до них, створює тиск на поршень з того чи іншого боку.
У циліндрах однобічної дії є лише одна робоча порожнина і примусовий рух поршня під тиском масла відбувається тільки в одному напрямку - для підняття вантажу. Назад поршень рухається під дією ваги навішеної машини.
Рис.2.1. Схеми роботи гідроциліндра двосторонньої дії при піднятті та опусканні машини:
а – канал штуцера із сповільнювальним клапаном; б – канал зливної магістралі; в – підпоршнева порожнина; г – надпоршнева порожнина; 1 – клапан поршня; 2 – рухомий упор
За характером застосування силові циліндри роздільно-агрегатної гідросистеми діляться на основні і виносні. Основний силовий циліндр вмонтований в начіпний механізм трактора, а виносні - в механізми навішування напівначіпних і гідрофікованих причіпних машин. Основні і виносні гідроциліндри конструктивно подібні і відрізняються тільки розмірами.
В конструкціях сільськогосподарських машин застосовуються поршневі, плунжерні, телескопічні і мембранні гідроциліндри. Якщо поршневі гідроциліндри застосовуються для підняття і опускання робочих органів, то плунжерні для керування варіаторами і робочими органами з невисокою металоємністю, телескопічні - для розвантаження самоскидних причепів і виконання робочих операцій в навантажувачах, мембранні для управління гальмами, муфтами та іншими вузлами і агрегатами тракторів і сільськогосподарських машин.
Силовий циліндр двосторонньої дії може використовуватися як гідроциліндр односторонньої дії, коли потрібне тільки підняття начіпної машини в робоче положення, а опускання здійснюється під дією ваги машини. Для цього необхідно зняти рукав високого тиску, що з'єднує надпоршневу порожнину силового циліндра і розподільник. На місце знятого рукава необхідно установити на циліндрі сапун, а на розподільнику – заглушку. Гідроциліндри з двома штоками застосовують тоді, коли необхідно мати однакові зусилля і швидкість штока в обох напрямках.
При експлуатації гідроциліндрів, особливо з великими інерційними навантаженнями на вихідній ланці, з метою запобігання виникнення ударних навантажень використовують гідроциліндри з гальмуванням, у конструкції яких передбачаються пристрої, що демпфірують, цим самим забезпечуючи плавне сповільнення руху поршня.
Плунжерним гідроциліндром називають циліндр з робочою камерою, утвореною робочими поверхнями корпусу і плунжера (рис.2.2.,б). Плунжерні гідроциліндри поділяються на на одноступінчасті і багатоступінчасті (телескопічні).
Телескопічним гідроциліндром називають циліндр з робочою камерою, утвореною поверхнями корпусу і декількох концентрично розміщених поршнів або плунжерів, що переміщаються відносно один одного.
Рис.2.2. Гідравлічні циліндри однобічної дії.
а) - поршневий; І - шток; 2 - корпус; 3 - ущільнення; 4 - сапун; 5 - поршень; А - поршнева порожнина; Б - штокова порожнина.
б) - плунжерний; І - плунжер; 2 - корпус; 3 – ущільнюючі кільця; А - поршнева порожнина.
Гідроклапан – це гідроапарат, у якому розміри робочого прохідного перерізу змінюються під дією потоку робочої рідини, що проходить через гідроапарат.
У гідроприводах сільськогосподарської техніки застосовують регулювальні та спрямівні клапани. До регулювальних належать клапани тиску (напірні, редукційні, різниці тисків та інші). Спрямівні клапани (роздільники і поєднувачі потоків, зворотні клапани, гідрозамки та інші) керують потоком робочої рідини.
Класифікують клапани тиску: за призначенням – напірні (запобіжні та переливні), редукційні, різниці тисків та інші; за дією потоку робочої рідини на запірно-регулювальний елемент – прямої і непрямої дії.
Рис.2.3. Схеми запобіжних клапанів прямої дії:
а – кулькового; б – конусного; в – умовне позначення на принципових схемах;
1 – корпус; 2 – кулька або конус; 3 – пружина; 4 – регулювальна шайба
Запобіжні клапани призначені для обмеження гідроприводів від тисків робочої рідини, що перевищують встановлені.
Переливні клапани (рис.2.4) призначені для підтримання заданого тиску безперервним зливанням робочої рідини під час роботи гідроприводу. Істотна відмінність їх від запобіжних в тому, що вони спрацьовують при невеликих перепадах тиску (0,5…1,5 МПа і менше).
Рис.2.4. Переливні клапани прямої дії:
а – золотниковий; б – золотниковий диференціальний; 1 – корпус; 2 – золотник; 3 – пружина; 4 – регулювальний гвинт
Редукційні клапани (рис.2.5) призначені для підтримки постійного тиску на виході Р2 = const, незалежно від тиску на вході Р1, за умови, що Р2 < Р1. Редукційні клапани звичайно установлюють у системах, де від одного насоса працює кілька споживачів з різними значеннями робочого тиску.
Рис.2.5. Редукційний клапан прямої дії:
а – будова; б – умовне позначення на принципових
схемах; 1 – корпус; 2 – золотник; 3 – пружина; 4 – регулювальний гвинт; А – канал; Б і Г – порожнини; В – робочий прохідний переріз
Клапани різниці тисків (диференціальні) (рис.2.6) підтримують постійний перепад тиску ∆ Р = Р1 - Р2 = const у підвідному і відвідному потоках або в одному із цих потоків. Їх застосовують у гідроприводах з об'ємним регулюванням як підживлювальні клапани.
Рис. 2.6. Клапан різниці тисків:
а – будова; б – умовне позначення на принципових схемах; 1 – корпус; 2 – золотник; 3 – пружина; 4 – регулювальна шайба; А і Б – отвори; В і Г - порожнини
Зворотні клапани призначені для пропуску робочої рідини в одному напрямку і перекриття її руху у зворотному напрямку. Основна відмінність їх від запобіжних і перепускних клапанів – це наявність пружини з малим зусиллям, призначеної лише для подолання сил тертя при поверненні запірного елемента до свого сідла. Крім того у зворотних клапанах не передбачено пристроїв для регулювання стискання пружини.
Рис. 2.7. Зворотний клапан з еластичним запірним елементом: а – конструктивна схема; б – умовне позначення на принципових схемах; 1 – еластичне кільце; 2,4 і 5 – канали; 3 - сідло
Сповільнювальні клапани призначені для плавного опускання машини чи робочого органа із транспортного положення в робоче, щоб уникнути удару на грунт.
Рис.2.8. Сповільнювальний клапан:
а і б – положення шайби відповідно при підніманні та опусканні машини; в – умовне позначення на принципових схемах; 1 – корпус; 2 – штифт; 3 – шайба; 4 – виріз; 5 – калібрований отвір
Гідравлічні дроселі (рис.2.9)належать до гідроапаратів неклапанної дії. Дроселем називають пристрій для створення опору потокові робочої рідини з метою обмеження або регулювання витрати усієї рідини, чим забезпечується певна швидкість вихідної ланки гідродвигуна. Витрата рідини через дросель прямо пропорційна перепаду тиску, а оскільки перепад тиску в дроселі залежить від навантаження, подоланого двигуном, то при перемінному навантаженні змінюється і швидкість вихідної ланки гідродвигуна. Дроселі можуть бути постійними, регульованими і регулюючими. Перші використовують тоді, коли виникає потреба в сталому обмеженні витрати рідини в гідролінії, другі – за потреби не тільки обмеження, а й регулювання витрати, а треті – забезпечують автоматичну зміну витрати рідини залежно від сигналу, що надходить до дроселя.
Рис.2.9. Схеми дроселів вихрового опору:
а – дросельна шайба; б – пакет дросельних шайб; в – умовне позначення нерегульованого дроселя; г – голчастий дросель;д – умовне позначення регульованого дроселя; е – крановий дросель;є – золотниковий дросель з гострими кромками; 1 – пробка; 2 – щілина; 3 – вхідний канал; 4 – вихідний канал; 5 – корпус; 6 – золотник
Гідравлічні підсилювачі є одним із основних елементів систем автоматичного керування гідромеханічних рульових керувань колісних машин, гідроприводів гальмівних механізмів тощо. Гідропідсилювач – це гідроперетворювач, тобто об'ємна гідромашина. У гідроприводах машин застосовують гідроперетворювачі роторного типу у вигляді двох роторно-поршневих машин або машин зворотно-поступального руху, тобто обертального і поступального руху.
У гідроприводах сільськогосподарської техніки переважно застосовують золотникові гідропідсилювачі. В них для забезпечення достатньої герметичності радіальний зазор не повинен перевищувати 5…10 мкм.
Рис. 2.10. Схема вимкнення муфти керування поворотом гусеничного трактора за допомогою гідропідсилювача:
1 – важіль керування; 2 – важіль ввімкнення; 3 – гільза; 4 – поршень; 5 – одноплечий важіль; 6 – проміжний важіль; 7 – валик; 8 – відводка; 9 – золотник; 10 – тяга; 11 – регулювальна гайка
Для вимкнення муфти керування (повороту) гусеничного трактора (рис.2.10) треба повернути вертикальний валик 7 з важелями 6 і 5 за стрілкою годинника, Для цього золотник 9 потрібно пересунути вниз. Зробити це можна двома способами: вручну (якщо насос не працює) і за допомогою елементів гідропідсилювача. Щоб вимкнути муфту за допомогою гідропідсилювача, важіль 1 треба відвести вниз. При цьому золотник 9 переміститься вниз і закриє своїм торцем отвір в денці поршня 4. При цьому радіальний отвір золотника співпаде з виточкою у гільзі, тому робоча рідина надходитиме від насоса осьовим і радіальним каналами золотника у порожнину поршня і переміщуватиме його вниз, вимикаючи муфту керування.
Коли важіль 1 відпускають, відводка 8 під дією пружин повертається у вихідне положення. Тому одноплечий важіль 5, повертаючись з валиком 7, переміщуватиме поршень вгору. Робоча рідина з порожнини поршня витікатиме крізь відкриті отвори в денці поршня. Застосування гідропідсилювача зменшує зусилля, що прикладають до важеля 1, до 20 – 40 Н.
Зміст звіту:
І. Привести схему гідроциіндра двобічної дії і показати напрямки руху робочої рідини. Описати порядок переобладнання циліндра двобічної дії в циліндр однобічної дії.
2. Привести класифікацію, описати призначення і застосування гідроклапанів, гідродроселів і гідропідсилювачів.
3. Привести схему роботи гідропідсилювача і описати принцип його роботи.
Залікові запитання:
І.Призначення, будова і принцип роботи гідроциліндра начіпного механізму трактора.
2.Яка різниця в будові основного і виносного циліндрів гідросистеми трактора?
З.За допомогою чого ущільнюється робоча порожнина і шток гідроциліндра?
4.Призначення і принцип роботи гідромеханічного клапана гідроциліндра.
4.Як працює сповільнювальний клапан?
5.Назвіть основні несправності гідроциліндра і способи їх усунення.
6.Принцип роботи клапана різниці тисків..
7.Принцип роботи редукційного клапана.
8.Призначення і принцип роботи регульованого дроселя.
9.Будова і принцип роботи золотникового гідропідсилювача.
Література
1. З.В.Ловкис. Гидроприводы сельскохозяйственной техники. -М. ВО Агропромиздат. 1990, -239 с.
2. Гуревич А.М., Сорокин А.М. Тракторы и автомобили -М. Колос, 1979, -479 с.
3. О.М.Погорілець, М.С.Волянський, В.Д.Войтюк, С.І.Пастушенко. Гідропривід сільськогосподарської техніки. –К.: Вища освіта, 2004. -368с.: іл.
4. Експлуатація та ремонт сільськогосподарської техніки: Підручник: у 3 кн. /А.Ф. Головчук, В.Ф. Орлов, О.П. Строков; за ред. А.Ф. Головчука. – К.: Грамота, 2003 – Кн. 1: Трактори. – 336 с.: іл. – Бібліогр.: с. 332.
5. Дідур В.А., Савченко О.Д., Пастушенко С.І., Мовчан С.І. Гідравліка, сільськогосподарське водопостачання та гідропневмопривод. – Запоріжжя: Прем'єр, 2005. – 464 с.; іл.
Лабораторна робота № 3.
Тема: Розподільники тракторних гідросистем та сільськогосподарських машин.
Мета роботи: Вивчити призначення, будову і принцип роботи гідро розподільників типу Р-80, Р-І60, ГА-34000В, 73.00.00.000 В (РЭГ-50). Будову і роботу автомата повернення золотника в нейтральне положення. Порядок регулювання тиску спрацьовування автомата повернення золотника в нейтральне положення. Будову і принцип роботи запобіжного і перепускного клапанів, порядок їх регулювання. Основні несправності гідро розподільників і способи їх усунення.
Обладнання: Розрізи гідро розподільників і плакати.
Час виконання роботи -2 години.
Методика виконання роботи: Використовуючи макети гідро розподільників, плакати та підручники вивчити:
- будову і принцип роботи гідро розподільників типу Р-80;
- будову і принцип роботи секційних розподільників;
- будову і роботу автомата повернення золотника в нейтральне положення;
- порядок регулювання запобіжного клапана;
- основні несправності і правила технічного догляду за гідро розподільниками.
Короткі відомості про гідро розподільники.
Гідро розподільник розподіляє масло від гідронасоса по силових циліндрах, а також автоматично переключає гідравлічну систему на холостий хід після закінчення піднімання або опускання знаряддя, обмежує підвищення тиску масла в системі при перевантаженнях.
В гідросистемах сільськогосподарських тракторів застосовують чотири позиційні циліндричні зол0тникові розподільники, а в гідросистемах гідрофікованих машин та комбайнів – багато секційні розподільники. Робоча секція розподільника ГА 34000В приведена на рис.3.1.
В корпусі 5 знаходиться золотник 7, поршень 2 з двома штовхачами, кулькові зворотні клапани 3 втулками 4 і пружинами І, які пробками 6 кріпляться до корпусу. Золотник 7 в нейтральне положення установлюється під дією пружини 9, яка опирається на шайби 8 і 11. Шайби в нейтральному положенні золотника зусиллям пружини притискуються до торцевих поверхностей розточок корпуса і стакана. При переміщенні золотника вгору або вниз одна із шайб торкається торця розточки корпусу або розточок стакана, а друга шайба, переміщаючись одночасно із золотником, стискує пружину. Хід золотника обмежений дистанційною втулкою. В корпусі під золотником мається п'ять кільцевих розточок, через крайні розточки проходять зливні отвори, а через центральну розточку - нагнітаючий канал. Дві середні розточки з'єднані отворами з порожнинами над і під поршнем 2.
Рис.3.1 Секція багатосекційного розподільника ГА 34000В.
І, 9 - пружини; 2 - поршень; 3 зворотний клапан; 4 - втулка; 5 - корпус; 6 - пробка; 7 - золотник; 8, 11 - шайби; 10 - дистанційна втулка.
Розподілення потоку робочої рідини проходить так. При переміщенні золотника розподільника, наприклад, вгору нагнітаючий канал з'єднується з порожниною, розміщеною над поршнем. Під дією сили тиску робоча рідина відкриває верхній запірний клапан і надходить в нагнітаючу порожнину гідравлічного виконуючого органу. Одночасно з відкриттям верхнього клапана поршень 2 під дією сили тиску робочої рідини переміщується вниз і своїм штовхачем зміщує нижній запірний клапан, відкриваючи шлях рідині зі зливної магістралі.
Будова і принцип роботи моно блочного чотири позиційного циліндричного золотникового розподільника приведена нижче.
Промисловість виготовляє уніфіковані розподільники клапанно-золотникового типу з незалежною роботою кожної секції таких типорозмірів: Р80-2/1-22, Р80-3/1-222, Р80-2/1-444, Р80-3/4-333, Р160-2/1-222 та ін., де Р — розподільник; 80 або 160 —пропускна здатність, л/хв; 2, 3 і 4 — здатність розподільника працювати при тиску відповідно 14, 16 і 20 МПа; 1 — розподільник зі з'єднанням лінії керування перепускним клапаном з гідро баком всередині розподільника; 4 — розподільник зі з'єднанням лінії керування перепускним клапаном з гідро баком за розподільником (через регулятор обробітку грунту); 22 або 222 — розподільник має-два або три золотники; 222-золотники фіксуються в робочих положеннях і автоматично повертаються з двох положень в «Нейтральне»; 333 — в положенні «Примусове опускання» не фіксуються; 444 — не мають позиції «Плаваюче». Повернення золотника із позицій «Піднімання» і «Примусове опускання» в позицію «Нейтральне» — автоматичне і відбувається після відпускання важеля керування розподільником.
Розподільник (рис.3.2. ) складається з корпуса 3, кришок 2 і 19, золотників 1, розміщених у корпусі, перепускного 18 і запобіжного клапанів (клапани розміщено в розточках ОП і ГГР). У корпусі розподільника є головний канал ГК, який через отвір ОН і маслопровід сполучається з нагнітальною порожниною насоса гідросистеми. Зливний канал ЗК через канал К, порожнину кришки 19, отвір Б кришки і маслопровід з'єднується з масляним баком системи. Перепускний канал ПК при встановленні золотників у нейтральне або плаваюче положення сполучає за поршневу порожнину ЗП перепускного клапана із заливним каналом ЗК. Навколо кожного золотника є по дві кільцеві порожнини КП: одна з отвором П, а друга - з отвором О. Канал КС сполучає за поршневу порожнину ЗП перепускного клапана з над клапанною порожниною запобіжного клапана та зливним каналом ЗК, через який масло зливається в бак, коли відкрито запобіжний клапан.
Золотник — це циліндричний плунжер (з поясками та кільцевими проточками) в отворах корпуса розподільника. Золотники оброблені з великою точністю і підібрані відповідно до розмірних груп розточок корпуса, тому їх не можна розпаровувати.
Переміщують золотники у розточках корпуса за допомогою важелів керування 7 через важелі 4, встановлені на осі 8. Кулькові опори важелів 4 ущільнені в кришці корпуса 2 гумовими кільцями 6.
