АО "Михневский РМЗ"
Москва (495) 662-74-00, +7 (495) 740-31-21
С-Петербург (812) 703-16-17
   
Дорожно-строительная техника Запасные части к дорожно-строительной технике Промышленное оборудованиеМеталлоконструкции
гидроприводы в промышленности
 
Архив статей рассылки

Выпуск №66
(21 марта 2007г.)

Тема номера:
Гидроприводы

1. Гидроприводы в промышленности

2.Выбор и применение фильтров для очистки рабочих жидкостей в гидросистемах машин

А также:
Справочник столяра

3.Все породы древесины от А до Я




Оформить подписку (бесплатно)
через Subscribe.Ru
Архив рассылки
на Subscribe.ru

Главная > Архив статей нашей рассылки >

Выпуск №66. Статья №1.

ГИДРОПРИВОДЫ
в промышленности



АО "Михневский РМЗ" предлагает
ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Гидроцилиндры:
- для коммунальной и бульдозерной техники >>
- для экскаваторов и экскаваторов - погрузчиков >>
- для тракторов и сельхозтехники >>
- для погрузчиков >>

А также:
Гидрорули >>
Гидрорукава >>
Гидромоторы>>
Гидронасосы>>
Гидрораспределители>>
Насосные агрегаты>>

гидроцилиндры



гидрорукав


отребителями гидроприводов в России являются практически все отрасли экономики. Но в машиностроении, металлургии, сельском хозяйстве, на транспорте, в добывающих и многих других сферах производства в основном применяются объемные приводы. Объемный гидропривод сегодня широко применяется в машиностроении и стал неотъемлемой составной частью современных мобильных машин и промышленного оборудования. В технически развитых странах машину без гидропривода встретить почти невозможно

Основная часть объемного привода - это гидромашина, состоящая из насоса и гидродвигателя. Насос преобразовывает энергию приводного двигателя (электрического, бензинового, дизеля и др.) в движение рабочей жидкости, а гидродвигатель - снова в возвратно-поступательное или вращательное механическое движение, необходимое для работы самого различного оборудования (часть такого оборудования представлена в табл. 1). Одно из достоинств объемных гидромашин состоит в том, что они обратимы и могут работать как в качестве насоса, так и в качестве двигателя.

Таблица 1. Оборудование с гидроприводами в различных отрослях производства

Отрасли
Оборудование
Станкостроение Металлообрабатывающие станки, прессовое оборудование, пресс-автоматы для пластмасс
Лесная отрасль Валочно-пакетирующие машины, погрузчики - штабелеры, машины сучкорезные, установки раскряжевочные, валочно-трелевочные машины, лесоповалочные машины, транспортировщики, бульдозеры, лесовозы, гидроманипуляторы, трелевочные трактора
Нефте- и газодобывающая отрасль Машины для ремонта скважин, лебедки, трубоукладчики, гидроключи, гидроманипуляторы
Строительно-дорожная и подъемно-транспортная техника Автокраны, автогрейдеры, автогидроподъемники, бульдозеры, асфальтоукладчики, бетоноукладчики, катки, экскаваторы, погрузчики, косилки роторные дорожные, подъемники монтажные, бульдозеры-погрузчики, виброплиты, комбинированные дорожные машины, автобетоновозы, скреперы
Судостроение Приводы судовых механизмов, механизмы подъема якорей, катера, гидроманипуляторы, лебедки гидравлические
Инженерная техника Машины для наведения мостов, бензозаправщики, траншеекопатели, колесные тягачи, вездеходы автокраны, автогрейдеры, бульдозеры
Металлургия Прокатные станы, литьевые машины, установки для транспортировки ленты, прессы гидравлические правильные; кокильные машины, машины для литья под давлением; гидропрессы, протяжные станки
Горнодобывающие отрасли Скреперы, карьерные экскаваторы, карьерные самосвалы, угольные комбайны, солевые комбайны, бульдозеры, автогидроподъемники, фронтальные погрузчики, путеремонтные машины, автогрейдеры
Сельское хозяйство Гидроопрокидыватели, косилки роторные, кормоуборочные машины, виноградоуборочные комбайны
Железнодорожный транспорт Рельсоукладчики, балластоукладчики, щебнеочистительные машины, выправочно-подбивочные машины, погрузчики, трелевочные трактора, гидравлические краны на ж/д ходу, путеремонтные машины, краново-бурильные машины
Коммунальное хозяйство Снегоуборочные машины, мусоровозы, пожарные машины, пескоразбрасыватели, уборочные машины, малогабаритные погрузчики, гидроманипуляторы
Аэродромная техника Аэродромно-уборочные машины, погрузчики, подъемники, снегоуборочные машины, заправщики, лестницы, установки для проверки гидросистем летательных аппаратов



СТРУКТУРА ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА

Объемный гидропривод - достаточно сложное устройство. Принято различать его 4 основные подсистемы: гидропередачу, устройства управления, вспомогательные устройства и гидролинии (см. рис. 1).

Структура 
                    объемного гидропривода
Рис.1 Структура объемного гидропривода
Объемная гидропередача - это так называемая силовая часть гидропривода. Ее главными элементами являются насос и гидродвигатель. Если выходное звено гидромашины получает вращательное движение, то такой двигатель называют гидромотором, если возвратно-поступательное, то - силовым цилиндром.
В состав гидропередач может входить гидроаккумулятор (емкость, предназначенная для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением), позволяющий использовать эту энергию по мере необходимости. Кроме того, в гидропередачу могут включаться также гидропреобразователи - устройства для изменения уровня давления и расхода рабочей жидкости.

Устройства управления - для управления изменением или поддержанием на нужном уровне давления и расхода, а также изменением направления движения потока рабочей жидкости служат такие устройства, как:

  • гидрораспределители - для изменения направления движения потока рабочей жидкости, нужной последовательности включения в работу гидродвигателей, реверсирования движения их выходных звеньев и т. д.;
  • регуляторы давления (предохранительный, редукционный, переливной и другие клапаны) - для регулирования давления рабочей жидкости;
  • регуляторы расхода (делители и сумматоры потоков, дроссели и регуляторы потока, направляющие клапаны);
  • гидравлические усилители мощности сигналов управления.


  • К вспомогательным устройствам обычно относят так называемые кондиционеры рабочей жидкости (фильтры, теплообменные аппараты и др.), гидравлические реле давления, гидроемкости, уплотнители, обеспечивающие герметизацию системы и др.

    Гидролинии - это трубы, рукава высокого давления, каналы и соединения, по которым циркулирует рабочая жидкость. Сами гидролинии подразделяются на всасывающие, напорные, сливные, дренажные, а также гидролинии управления.

    НАСОСЫ И ЛИЦЕНЗИИ

    В гидроприводах применяются различные насосы: шестеренные, пластинчатые, поршневые и др. Каждый из них используется так, чтобы полнее реализовать присущие им достоинства. Например, в станкостроении, при сравнительно высоких давлениях, применяют регулируемые (с изменяемым рабочим объемом) радиально-поршневые насосы типа НП с максимальной подачей до 400 л/мин и давлением до 200 МПа. Рабочими камерами в таком насосе являются радиально расположенные цилиндры, а вытеснителями - поршни. При вращении ротора поршни вначале выдвигаются из цилиндров (происходит всасывание), а затем вдвигаются внутрь (нагнетание). Соответственно движется и рабочая жидкость - она вначале заполняет цилиндры, а затем поршнями вытесняется в напорную линию гидросистемы. Сами же поршни выдвигаются и прижимаются к статору или центробежной силой, или принудительно - пружиной, давлением рабочей жидкости и др.

    Еще больше достоинств у аксиально-поршневых насосов, к которым относят: меньшие радиальные размеры, массу, габариты и момент инерции; возможность работы при большом числе оборотов; удобство при монтаже и ремонте. Такие насосы конструктивно подразделяются на два типа: выполненные с наклонным блоком либо с наклонным диском. Рабочими камерами аксиально-поршневых насосов также являются цилиндры, а вытеснителями - поршни.

    Многие считают, что на отечественном рынке (так же, как и стран СНГ) аксиально-поршневых гидромашин преобладает оборудование, созданное на базе лицензий зарубежных фирм. К созданным с помощью лицензий можно отнести аксиально-поршневые гидромашины типа Hydro-Gigant фирмы Constantin Ranch RG, которые применяются в основном на строительно-дорожных машинах и судовых гидроприводах.

    Они выполнены по схеме с наклонным блоком цилиндров. При такой конструкции основными аргументами в пользу схемы с наклонным блоком были: лучшая всасывающая способность и менее жесткие требования к очистке и вязкости рабочей жидкости. Дело в том, что для гидромашин с наклонным блоком ресурс работы зависит, прежде всего, от долговечности подшипников качения фланца приводного вала, а не от чистоты рабочей жидкости. Поэтому для них достаточной считается тонкость фильтрации жидкости порядка 25 мкм. А ресурс гидромашин с наклонным диском зависит в основном от степени очистки рабочей жидкости, поэтому и тонкость фильтрации, как правило, должна быть не грубее 10 мкм.

    Бытует мнение, что производство аксиально-поршневых гидромашин позволило прежде всего решить проблему оснащения экскаваторов общим гидроприводом - и для рабочих органов, и для передвижения. Связано это с тем, что специфика работы экскаваторов, имеющих разнесенные во времени циклы - технологический при копании и транспортный для передвижения между объектами, - позволяет использовать единый насос для обоих циклов. Хотя, с точки зрения других специалистов, более широкие возможности дает комбинация двух насосов с приводом вращения от общего вала. И не случайно большинство экскаваторов оснащено сдвоенными насосами. Кстати, в отличие от экскаваторов в ряде дорожных машин (грейдеров, асфальтоукладчиков, снегоочистителей) и другой техники (например, зерноуборочных комбайнов), технологический режим жестко увязан с транспортным, поэтому для них требуется обязательная установка раздельных насосных установок.

    Что же касается схемы насосов с наклонным диском, то в России и странах СНГ по лицензии фирмы Sauer-Sundstrand ее освоили несколько предприятий с объемом ежегодного выпуска 150 тыс. шт. Речь идет о с рабочем объеме от 33 до 338 куб. см на давление до 35 МПа.

    ОТЕЧЕСТВЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

    Сегодня аксиально-поршневые гидромашины выпускаются многими предприятиями России и стран СНГ. Например, Санкт-Петербургское ЗАО "ЦНИИ судового машиностроения" производит два типоразмерных ряда гидромашин:
  • насосы с регулируемым рабочим объемом 55, 107, 225, 468 и 915 куб. см;
  • гидромоторы с постоянным рабочим объемом от 12 до 1830 куб. см.


  • Это же объединение может предложить и модернизированные гидромоторы с гидростатической разгрузкой подшипников приводного вала, что позволяет поднять их ресурс до 14000 часов.

    В АО "Машиностроение и гидравлика" (Московский машиностроительный завод им. М. И. Калинина) был освоен выпуск гидромашин с рабочими объемами 11,6; 28 и 56 куб. см, в том числе мотор-насосов с постоянным рабочим объемом серии 210 и насосов с регулируемым рабочим объемом в однопоточном исполнении типа 313.16 (28 куб. см), 313.20 (56 куб. см) и 207.20 (56 куб. см), двухпоточном исполнении типа 224А.20 и 323.20 (2 х 56 куб. см) и трехпоточном исполнении 333.20 (два регулируемых насоса по 56 куб. см и один нерегулируемый 11,6 куб. см). В насосе типа 333.20 при номинальном давлении 20 МПа максимальное давление составляет 32 МПа, а предельное - 40 МПа.

      Расшифровка обозначений аксиально-поршневых гидромашин 
                          серий 200 и 300
    Рис. 2
    Расшифровка обозначений аксиально-поршневых гидромашин серий 200 и 300
    В программе екатеринбургского ОАО "Пневмостроймашина" есть гидромашины с рабочим объемом 12, 28, 56, 112 и 160 куб. см, в том числе мотор-насосы с нерегулируемым рабочим объемом, регулируемые нереверсивные насосы и регулируемые гидромоторы. Эти машины предназначены для работы на номинальном давлении 20 МПа (максимальное давление составляет 32 и 35 МПа), при температуре рабочей жидкости в процессе эксплуатации от -40 до +75°С.

    Одесский завод "Стройгидравлика" выпускает насосы и гидромоторы с постоянным рабочим объемом 56 и 112 куб. см, насосы с регулируемым рабочим объемом 112 и 224 куб. см (в том числе сдвоенные 2х112 куб. см). К настоящему времени разработчикам удалось повысить их номинальное давление от 16 до 20 и 25 МПа, а максимальное - до 32 и 35 МПа. Насосы комплектуются автоматическими регуляторами мощности.

    Разумеется, этими примерами не ограничивается перечень предприятий России и СНГ, производящих аксиально-поршневые гидромашины, - их гораздо больше.

    Характеристики этого типа оборудования скрываются за их десятизначными буквенно-цифровыми обозначениями. Приведем расшифровку самих обозначений аксиально-поршневых гидромашин (рис. 2).




    ЖИДКОСТИ И ПРИСАДКИ

    Гидравлический привод не может действовать без рабочей жидкости. В качестве рабочих жидкостей часто применяют минеральные масла, водо-масляные эмульсии, смеси и синтетические жидкости.

    Минеральные масла получают в результате переработки высококачественных сортов нефти с добавлением в них специальных присадок: антиокислительных, вязкостных, противоизносных, снижающих температуру застывания жидкости, антипенных и т. д.

    Водомасляные эмульсии представляют собой смеси воды и минерального масла в соотношениях 100:1, 50:1 и т. д. Эмульсии применяют в гидросистемах машин, работающих в пожароопасных условиях и в машинах, где требуется большое количество рабочей жидкости (например, в гидравлических прессах). Смеси различных сортов минеральных масел между собой, с керосином, глицерином и т. д. применяют в гидросистемах высокой точности, а также в гидросистемах, работающих в условиях низких температур.

    Синтетические жидкости создаются на основе силиконов, хлор- и фторуглеродистых соединений, полифеноловых эфиров и т. д. Они негорючи, стойки к воздействию химических элементов, обладают стабильностью вязкостных характеристик в широком диапазоне температур. Кстати, в последнее время, даже несмотря на высокую стоимость, синтетические жидкости находят все большее применение в гидроприводах машин общего назначения. Тем не менее, основной рабочей жидкостью для гидроприводов, работающих в промышленности, продолжает оставаться минеральное масло.

    В целом гидравлические масла должны обладать определенными характеристиками, такими как:

  • оптимальный уровень вязкости и хорошие вязкостно-температурные свойства в широком диапазоне температур, т. е. высокий индекс вязкости;
  • высокие антиокислительные свойства, а также термическая и химическая стабильность, обеспечивающие длительную бессменную работу масла в гидросистеме;
  • защита деталей гидропривода от коррозии и износа;
  • хорошая фильтруемость;
  • достаточные деаэрирующие, деэмульгирующие и антипенные свойства;
  • совместимость с материалами гидросистемы.


  • Сами гидроприводы постоянно совершенствуются, и этот процесс связан с повышением требований к рабочей жидкости. В частности, при повышении давления повышается и верхний температурный предел масел. Следствием уменьшения общей массы привода или увеличения отношения передаваемой мощности к массе является более интенсивная эксплуатация рабочей жидкости. А уменьшение рабочих зазоров между деталями ужесточает требования к чистоте масла.

    ГЛАВНОЕ КАЧЕСТВО

    Основной характеристикой гидравлического масла продолжает оставаться его вязкость. Принятая в мире классификация минеральных гидравлических масел базируется, прежде всего, на их вязкости и наличии присадок, обеспечивающих нужный уровень эксплуатационных свойств. Например, обозначение отечественных гидравлических масел состоит из трех групп знаков, первая из которых обозначается буквами "МГ" (минеральное гидравлическое), вторая группа - цифрами и характеризует класс кинематической вязкости, третья - буквами и указывает на эксплуатационные свойства.

    По значению вязкости при 40°С (ГОСТ 17479.3-85, соответствующий международному стандарту ISO 3448) гидравлические масла делятся на 10 классов (табл. 2).

    Таблица 2. Классы вязкости гидравлических масел

    Классы вязкости
    Кинематическая вязкость при 40°С, кв.мм/с
    Класс вязкости
    Кинематическая вязкость при 40°С, кв.мм/с
    5
    4,14-5,06
    32
    28,80-35,20
    7
    6,12-7,48
    46
    41,40-50,60
    10
    9,00-11,00
    68
    61,20-74,80
    15
    13,50-16,50
    100
    90,00-110,00
    22
    19,80-24,20
    150
    135,00-165,00

    Что же касается эксплуатационных свойств и состава (наличия соответствующих функциональных присадок) гидравлические масла делят на группы - А, Б и В:

    группа А (группа НН по ISO) - нефтяные масла без присадок, применяемые в малонагруженных гидросистемах с шестеренными или поршневыми насосами, работающими при давлении до 15 МПа и максимальной температуре масла в объеме до 80°С;
    группа Б (группа HL по ISO) - масла с антиокислительными и антикоррозионными присадками. Предназначены для средненапряженных гидросистем с различными насосами, работающими при давлениях до 25 МПа и температуре масла в объеме свыше 80°С;
    группа В (группа НМ по ISO) - хорошо очищенные масла с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками. Предназначены для гидросистем, работающих при давлении свыше 25 МПа и температуре масла в объеме свыше 90°С.

    Приведенные в таблице данные справедливы для "тепличных" условий работы гидромашины. А в реальной жизни приходится эксплуатировать гидроприводы в самых различных условиях, часто - при более высокой или низкой температуре окружающего воздуха. При этом особые неприятности поджидают при низких температурах. Например, при безгаражном хранении техники в зимнее время вязкость масла становится настолько высокой, что при запуске гидросистемы насос некоторое время не может прокачать рабочую жидкость. В результате - так называемое "сухое" трение подвижных частей насоса, кавитация, интенсивный износ и преждевременный выход оборудования из строя. Поэтому при применении рабочих жидкостей в условиях отрицательных температур перед пуском гидропривода рабочую жидкость подогревают. Сам же нижний температурный предел определяется двумя показателями: полным заполнением рабочих камер и "прокачиваемостью" жидкости. А у разных насосов он различен, точно так же, как и верхний, связанный с допустимым увеличением утечек, снижением объемного КПД, а также с прочностью пленки рабочей жидкости (см. табл. 3).

    Таблица 3. Значение вязкости при крайних температурных пределах

    Тип насоса
    Вязкость (сСт) при температурном приделе
    нижнем
    верхнем
    по условиям прокачиваемости
    по условиям полного заполнения рабочих камер
    по условиям обеспечения смазывающей пленки и значению КПД=0,8-0,85
    Аксиально-поршневой
    1800-1600
    570-530
    6-8
    Шестеренный
    4500-5000
    1380-1250
    16-18
    Пластинчатый
    4500-4000
    680-620
    12-10


    ШЕСТЕРЕННЫЕ И ДРУГИЕ

    Что же касается шестеренных насосов, то их основным преимуществом является конструкционная простота, компактность, надежность в работе и сравнительно высокий КПД. В машиностроении шестеренные насосы применятся в системах с дроссельным регулированием. Основная часть шестеренных насосов, применяемых в промышленности, сконструирована на основе двух прямозубых шестерен внешнего зацепления. Такой насос состоит из ведущей и ведомой шестерен, размещенных в корпусе с небольшим зазором. При вращении шестерен жидкость, заполнившая рабочие камеры (межзубовые пространства), переносится из полости всасывания в полость нагнетания, откуда и вытесняется в напорный трубопровод. В отечественном машиностроении применяются также и другие конструктивные схемы, например, насосы с внутренним зацеплением, трех- и более шестерные насосы.

    Пластинчатые насосы так же, как и шестеренные, просты по конструкции, компактны, надежны в эксплуатации и сравнительно долговечны. В них рабочие камеры образованы поверхностями статора, ротора, торцевых распределительных дисков и двумя соседними вытеснителями платинами. Эти пластины также называют лопастями, лопатками или шиберами. Такие насосы могут быть одно-, двух- и многократного действия. Например, в насосах однократного действия одному обороту вала соответствует одно всасывание и одно нагнетание, в насосах двукратного действия - два всасывания и два нагнетания.


    Журнал "ОБОРУДОВАНИЕ. Рынок, предложение, цены"
    №11(119)/ 2006 "Приводная техника"
    "Гидроприводы в промышленности"

    Поддержка сайта - Anvexa.ru
    Rambler's Top100
    Rambler's Top100 Twitter Яндекс цитирования

    Вся информация (включая цены) на сайте mrmz.ru носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ.