ДП вариант гидропередачи одноковшового экскаватора (1219860), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

1 – корпус, 2 – поршень – разделитель.

Рисунок 4. Гидравлический бак с жёстким разделителем поршневого типа.

Гидросистема с баком похожей конструкции разработана в патенте № 2455197. Изобретение этого патента относится к области авиации, более конкретно к гидравлической системе самолета. Согласно описанию изобретения, гидравлическая система содержит три подсистемы гидропитания, которые соединены с силовыми приводами потребителей гидравлической энергии. Кроме того, гидравлическая система снабжена вспомогательным источником гидравлической энергии. Каждая из подсистем гидропитания включает гидробак, линию всасывания и линию нагнетания, основной и резервный источник гидравлической энергии, пневмогидроаккумулятор.

Гидробак содержит корпус, выполненный из двух соосных цилиндров с различными диаметрами. В каждом из цилиндров гидробака размещены соединенные штоком поршни, разделяющие их на полости. При этом в одной из полостей цилиндра с большим диаметром размещена рабочая жидкость гидравлической системы. Пневмогидроаккумулятор включает корпус с размещенным внутри него поршнем, который разделяет его на полости. Одна из полостей пневмогидроаккумулятора заполнена сжатым газом и соединена с одной из полостей цилиндра гидробака с меньшим диаметром. Другая полость пневмогидроаккумулятора соединена с линией нагнетания. Вспомогательный источник гидравлической энергии включает мотор и насос, которые соединены общим валом. Вход насоса соединен дополнительной линией всасывания с полостью гидробака с рабочей жидкостью первой подсистемы гидропитания, а его выход - с выходом дополнительной магистрали линии нагнетания первой подсистемы гидропитания. Дополнительная магистраль линии нагнетания третьей подсистемы гидропитания соединена с входом упомянутого мотора вспомогательного источника гидравлической энергии через клапан, который выполнен с возможностью открытия и закрытия подачи рабочей жидкости. Технический результат заключается в повышении надежности работы гидравлической системы и снижении ее общей массы.

Гидросистемы с баками для рабочей жидкости, описанной в патенте, конструкции применяются в самолётах. Известна гидравлическая система самолета Ту-134 (В.А.Бороденко, Самолет Ту-134А. Конструкция и эксплуатация, Москва, Машиностроение, 1975 г., рисунок.5.1, стр.177-261). Она включает три подсистемы гидропитания (основную, тормозную и автономную) и подсистему дренажа и наддува гидробаков. Каждая из подсистем гидропитания содержит линию всасывания, линию нагнетания и гидробак. Линии нагнетания подсистем соединены с силовыми приводами потребителей гидравлической энергии. Кроме того, гидравлическая система содержит источники гидравлической энергии и пневмогидроаккумуляторы. Основная и тормозная подсистемы гидропитания содержат по два пневмогидроаккумулятора и по два источника гидравлической энергии. Автономная подсистема гидропитания содержит один пневмогидроаккумулятор и один источник гидравлической энергии.

В указанной гидравлической системе гидробаки основной и тормозной подсистем гидропитания содержат цилиндрические корпуса, разделенные перегородками с отверстиями на верхнюю и нижнюю полости. Нижние полости гидробаков основной и тормозной подсистем гидропитания заполнены рабочей жидкостью и соединены со входами линий всасывания соответственно основной и тормозной подсистемы гидропитания.

Пневмогидроаккумуляторы основной и тормозной подсистем гидропитания включают цилиндрические корпуса с размещенными внутри них поршнями, разделяющими их на две полости, одна из которых заполнена сжатым газом (азотом), а другая – рабочей жидкостью. Полость с рабочей жидкостью каждого пневмогидроаккумулятора соединена с линией нагнетания соответственно основной и тормозной подсистемы гидропитания.

Наиболее близким аналогом заявляемого решения гидравлической системы является гидравлическая система самолета Ту-154 (см. Ф.А.Волошин, А.Н.Кузнецов, В.Я.Покровский, А.Я.Соловьев. Самолет Ту-154. Конструкция и техническое обслуживание. Часть 1, Москва, Машиностроение, 1975 г., рисунок.5.8, стр.262-389).

Гидросистема этого самолёта также имеет три подсистемы. Гидробак первой и третьей подсистем гидропитания содержит корпус, выполненный в виде цилиндра, разделенного вдоль его оси перегородкой на две полости с рабочей жидкостью гидравлической системы. Одна из этих полостей соединена в ее нижней части с входом линии всасывания первой подсистемы гидропитания, а другая - со входом линии всасывания третьей подсистемы гидропитания. Указанные полости сообщаются между собой и заполнены сжатым воздухом в верхней части полостей. Кроме того, каждая из указанных полостей гидробака дополнительно разделена на верхнюю и нижнюю части радиальной перегородкой, снабженной отверстиями.

Гидробак второй подсистемы гидропитания этого технического решения содержит цилиндрический корпус, разделенный радиальной перегородкой, снабженной отверстиями, на верхнюю и нижнюю полости. Нижняя из указанных полостей, заполненная рабочей жидкостью, соединена с входом линии всасывания второй подсистемы гидропитания. Верхняя полость заполнена сжатым газом.

Включение в каждую из подсистем гидропитания гидробаков описанной конструкции, дает возможность уменьшить массу гидравлической системы. Это достигается исключением из ее состава отдельной системы наддува, которая обычно используется с дополнительными баками и агрегатами в гидравлических системах самолетов. Вместо пневматического давления системы наддува в заявляемом решении используется давление сжатого газа, подаваемое из газовой полости пневмогидроаккумулятора в одну из полостей гидробака для создания давления всасывания рабочей жидкости в гидробаке. Исключение из состава гидравлической системы отдельной системы наддува позволяет снизить объем и массу гидравлической системы, время и расходы на обслуживание ее агрегатов, повысить полезную нагрузку самолета.

Кроме того, при этом повышается надежность работы заявляемой гидравлической системы за счет устранения эффекта кавитации рабочей жидкости с увеличением износостойкости и эффективности работы источников гидравлической энергии. Устранение эффекта кавитации рабочей жидкости обеспечивается созданием давления всасывания рабочей жидкости в гидробаке при помощи использования сжатого газа из газовой полости пневмогидроаккумулятора, соединенной линией с газовой полостью гидробака.

4 – гидравлический бак; 6 – линия нагнетания; 9 – пневмогидроаккумулятор; 10 – поршни; 11 – полость бака, заполненная рабочей жидкостью; 12 – полость гидравлического бака, заполненная сжатым газом; 13 – поршень гидроаккумулятора; 14 – газовая полость; 15 – полость гидроаккумулятора, заполненная жидкостью.

Рисунок 5. Схема гидробака в соединении с пневмогидроаккумулятором.

Таким образом, обзор существующих типов и конструкций баков делает возможным выбор наиболее оптимального варианта гидробака для рабочей жидкости, с целью его применения на экскаваторах. Наиболее приемлемым вариантом гидравлического бака является гидравлический бак под давлением выше атмосферного с разделением воздушной и жидкой среды. Целесообразно выбрать тот тип бака с разделителем, в котором бы не находилось тех материалов, которые бы при воздействии химических свойств гидравлического масла и его высоких температур, которые возникают при возвращении его в бак, не происходило их разрушение. А если учесть высокую интенсивность расходно-приходных движений гидравлической жидкости на машинах, то применение гидравлических баков с эластичным разделителем сред становится нецелесообразно. Следовательно решить эту задачу можно с помощью гидравлического бака с жёстким разделителем, описанного в изобретении № 2455197. Для осуществления этого решения на экскаваторе необходимо выбрать источник давления, который бы обеспечивал постоянство номинального давления при интенсивных колебаниях уровня жидкости в баке. Источниками сжатого воздуха могут служить как компрессоры, так и гидроаккумуляторы, которые кроме источника давления, служат ещё и средствами для рекуперации энергии жидкости.

Компрессоры являются неотъемлемым элементом любых машин, особенно строительных экскаваторов, они играют роль источника сжатого воздуха для пневмосистемы экскаватора и представляют собой установку, действие которой основано на сжатии воздуха и подачи его под определенным давлением в пневматическое оборудование. Выбирая компрессорное оборудование для выполнения различных видов работ, необходимо учитывать устройство компрессора, его конструктивные особенности, а также технические и рабочие характеристики установки.

Конструктивные особенности, принцип действия и устройство воздушного компрессора зависят от типа установки. Современные компрессоры имеют несколько классификаций, главной из которых является различие компрессоров по принципу действия. Сегодня производители компрессорного и пневматического оборудования предлагают большое количество данных установок различного типа, наиболее распространенными среди которых являются винтовые и поршневые установки. Устройство воздушного винтового компрессора отличается от аналогичных установок наличием винтового блока, в состав которого входят два ротора с ведущим и ведомым типом. Винтовой блок является основным рабочим элементом данного оборудования. Самыми распространенными на строительных машинах пока являются поршневые компрессоры, состоящие из рабочего цилиндра и поршня. Простота и низкая начальная стоимость обеспечили высокую популярность этого типа компрессоров.

При решении проблемы наддува гидравлического бака, с целью облегчения холодного запуска гидросистемы возможен вариант применения гидроаккумуляторов. Гидроаккумуляторы применяются в гидросистемах большинства строительных машин и предназначены для накопления энергии при помощи насоса в период недогрузки и отдачи ее в короткий отрезок времени, когда потребляемая мощность превышает мощность, развиваемую насосом.

Если гидросистема работает неравномерно, то, включив аккумулятор, можно уменьшить пульсацию давления, вызванную неравномерностью работы насоса, и повысить коэффициент полезного действия последнего. Кроме того, гидроаккумулятор как присоединенная емкость сглаживает гидравлические удары. На тракторах гидроаккумуляторы применяются также в системах гидропневматического пуска для поддержания постоянного давления в нагнетательной магистрали гидросистемы с нерегулируемыми насосами.

Аккумуляторы разделяют на пневматические, грузовые и пружинные. В гидроприводах тракторов, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин получили распространение пружинные и пневматические поршневые гидроаккумуляторы.

Для большей эффективности и уравнивания давлений жидкость в аккумуляторе подвергается давлению сжатого газа (вместо газа иногда используется пружина, однако, данный тип аккумуляторов, как и грузовой, не получили большого распространения, они используются в специальных случаях). Так как газы растворимы в жидкостях, для разделения этих сред применяют каучук. Состав данного материала может меняться в зависимости от среды и условий использования. В качестве газа подразумевается, в основном, азот и никогда - взрывоопасные газы, такие, как кислород.

По способу накопления энергии гидравлические аккумуляторы разделяются на два типа: гидроаккумуляторы с механическим накопителем; гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем.

Ввиду ряда недостатков гидроаккумуляторы с механическим накоплением энергии не получили широкого распространения и имеют ограниченное применение. Наиболее широкое применение на практике во всём мире получили пневмогидравлические аккумуляторы. Процесс сжатия и расширения газа в пневмогидроаккумуляторе является политропным процессом. Для модели идеального газа справедлива зависимость: P₀V₀ⁿ = P₁*V₁ⁿ = P₂*V₂ⁿ. Причём, интервал времени, за который происходит процесс, учитывает показатель политропы "n". Медленно протекающие процессы расширения и сжатия газа близки к изотермическому с показателем политропы n~1. Быстрому расширению и сжатию газа близок адиабатный процесс, поэтому показатель политропы принимается n~1,4. При давлении выше 200 бар поведение реального газа отличается от поведения модели идеального газа и, если его не учитывать, то при расчётах получается заниженное значение объёма гидроаккумулятора. В этом случае необходимо ввести корректирующий коэффициент, учитывающий это несоответствие. При практическом применении зависимость давления от объёма газа может быть снижена за счёт увеличения газовой полости путём присоединения дополнительного объёма.

Характеристики

Список файлов ВКР