книги / Устройство и эксплуатация автомобильных кранов с электрическим и гидравлическим приводами
..pdfПривод |
|
Гидролриборы |
|
Электродвигатель |
:[ ^Гидронасос |
||
управленийи |
|||
или двигатель Вт- |
|
регулирован. |
|
реннего сгорания |
|
|
Потребитель
Приводимый в Гидрацилиндр, ' - действие гидродвигатель рабочийорган
Электро или |
Механическая |
Гидравлическая |
Гидравлическая |
Механическая |
тложреил |
энергия |
энергия |
энергия ' |
энергия |
установке. Давление является одной из самых важных величин гидравлики. Его следует определять как силу, действующую на единицу площади.
F_
Р S ’ 0)
где Р — давление в барах; F — сила в ньютонах; S — площадь в см2.
По международной системе СИ сила F измеряется в ньютонах (Н).
1 Н = |
1 кг |
. м |
.кг |
м |
||
1_с* |
* |
с? |
’ |
|||
|
|
|||||
Согласно прежней системе измерений |
|
|
|
|||
1 кгс = 1 |
кг • 9,81^- |
= |
9,81 |
|
||
1 кгс = |
9,81 Н; 1 кгс да 10 |
Н = 1 дан. |
Раньше давление измерялось в кгс/см2:
1 кгс/см2 = 1 ат (1 атмосфера).
В системе СИ 1 бар = 10 Н/см2 = 1 дан/см2;
1 бар = 1,02 кгс/см2;
1 кгс/см2 = 0,98 бар.
Подставив в уравнение (1) основные единицы силы (Н) и площади (м2), мы получим единицу измерения давления паскаль (Па);
1 Па = 1 Н/м2.
Поскольку при применении единицы давления паскаль получаются большие цифровые значения, ее заменяют баром;
1 бар = 100 000 Па.
Давление, возникающее в результате воздействия внешних сил
(Закон Паскаля).
Если на свободную поверхность находящейся в замкнутом кон туре жидкости действует сила F (рис. 38, а ), то в жидкости возни
кает давление.
Величина давления зависит от величины силы, направленной
перпендикулярно поверхности и площади поверхности, на которую действует сила (см. уравнение 1).
Давление равномерно распределяется во все стороны, т. е. оно
одинаково в любой точке. При этом гидростатическое |
давление |
не учитывается. |
|
Передача силы гидравлическим способом. Если сила |
F% будет |
давить на поверхность поршня Si (рис. 38, б), то под поршнем воз
никнет давление которое действует в любой точке си-
Д В С — двигатель автонобиля; Н — насос; д и Д 2, Д 3 — гидродвигатели; Б — бак; Р — гидрораспределитель; П — предохранительный клапан; Af — манометр; N — подводимая энергия; N u ЛГ2, N 3—расходуемая энер гия; / — всасывающая гидролиния: 2 — напорная гндролиния; J—слив
ная гидролиния; 4, 5, 6 — исполнительные гидролинии
стемы, т. |
е. и на поверхности |
S2, |
в |
результате чего возникает |
|
сила F2: |
F2 = Р • S 2. |
|
|
|
|
|
_ |
^ 2 |
или |
^ 2 |
'*S 2 |
|
Тогда "5^ = |
~ s^ |
- j - |
= - g - . |
Таким образом, отношение сил, действующих на поршни, прямо пропорционально площадям поверхностей поршней.
Давление в такой системе соответствует всегда величине нагрузки и площади, на которую она действует, т. е. давление уве личивается до тех пор, пока не будет преодолено сопротивление движению жидкости.
Если с помощью силы Fly действующей на поверхность 5 1у воз никнет давление, необходимое для преодоления силы F2 груза,
действующего на |
поверхность S 2, то груз можно поднять (потери |
|
от трения при этом не учитываются). |
||
Расстояния |
и /г2, пройденные поршнями в этом случае, об |
|
ратно пропорциональны площадям |
поверхностей поршней: |
|
|
hi. — |
*^2 |
|
/z2 |
5^ |
Нагнетательный поршень производит ту же работу, что и гру зовой:
А±= Fx • h±\
^2 = ^2 ^2*
Принцип передачи давления. Два поршня (рис. 38, в) с различ ными величинами их площадей соединены друг с другом штоком. Если на поверхность Sx действует давление Pi, то на поршне воз никает сила Fly которая с помощью штока передается на малый поршень. Эта сила действует теперь на поверхность S2. В резуль тате возникает давление Р2. Без учета потерь трения получим:
F ^ F |
^ F ; |
|
P1 ’ S 1 = F1; P2 - S 2 |
= F2 или |
* " * i |
|
^ 2 |
При передаче давления отношение величин давления обратно про порционально отношению площадей поверхностей поршней.
Принцип действия гидросистемы. На поршень простого порш
невого насоса действует сила F (рис. 38, г), в результате чего под
Р
поршнем возникает давление, равное Р = ^ , где S — площадь
поршня. Чем большая сила действует на^поршень, тем выше дав ление. Однако давление увеличивается лишь до тех пор, пока не поднимется груз. В дальнейшем давление не увеличивается, если груз остается постоянным. Таким образом, давление зависит от сопротивления, оказываемого течению жидкости. Если давление достаточное для преодоления сопротивления, груз приходит в дви жение.
Скорость движения груза зависит только от количества жидкости, которое подается в цилиндр. Из нашего примера следует, что чем быстрее движение поршня вниз, тем большее количество жидкости подается в цилиндр за единицу времени и тем с больше^ скоростью осуществляется подъем груза. Однако на практике прщ меняются более сложные системы. Необходимо установить приборы, с помощью которых можно регулировать, например, менять на' правление и скорость движения груза, максимальное давление в цилиндре. Кроме того, нужно заменить ручной поршневой насос насосом с непрерывно действующим приводом.
Приводом называют агрегат для приведения в движение машин и механизмов. Агрегатами в гидравлическом приводе являются гидравлические машины (гидронасосы, гидродвигатели и гидро цилиндры). Гидравлические машины преобразуют энергию движу щейся жидкости в механическую энергию (гидродвигатели, гидро цилиндры) или механическую энергию первичного двигателя
вэнергию жидкости (гидронасосы).
Уавтомобильных кранов с гидравлическим приводом переда ча энергии от двигателя автомобиля к исполнительным механиз
мам осуществляется с помощью гидравлической силовой передачи за счет гидростатического напора рабочей жидкости. Гидропере дача состоит из объемного гидравлического насоса, гидродви гателей и соединяющих их рабочих линий высокого давления (на порные) и низкого давления (сливные, всасывающие, подпиточные).
Принцип действия гидропривода основан на использовании двух главных свойств рабочей жидкости; жидкость является упру гим телом и практически несжимаема; в замкнутом объеме измене ние давления жидкости в каждой точке передается в другие точки без изменения.
Для обеспечения нормальной работы насосов и гидродвигате
лей |
в |
качестве |
рабочей жидкости в |
гидроприводе кранов |
сле |
|||
дует |
применять |
только |
минеральные |
масла, указанные в табл. 5. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
Температура масла, °С |
|
|
||
Марка |
Номер стандарта |
при длительном |
при кратковременном |
минималь |
||||
масла |
или ТУ |
|||||||
|
|
|
|
режиме работы |
|
режиме работы |
ная |
при |
|
|
|
|
|
|
|
запуске |
|
вмгз |
|
ТУ38-ГО1479-74 |
От —35 до +45 |
От —40 до +65 |
—45 |
|||
мгзо |
|
ТУ38-1-01-50-70 |
От 0 до +70 |
|
От —5 до +75 |
—10 |
||
|
|
|
Заменители основных марок масел |
|
|
|||
АУ |
|
ГОСТ 1642-75 |
От — 15 до + 45 |
От —20 до + 65 |
—25 |
|||
И-ЗОА |
|
ГОСТ 25799-75 |
От 0 до + 7 0 |
От —5 до + 75 |
—5 |
При работе насосов и гидродвигателей нагрев масла в гидро системе выше величин, указанных в таблице, не допускается.
Хранить масло следует в чистой опломбированной таре и иметь документ о соответствии его стандарту или техническим условиям.
Гидропривод обладает рядом достоинств в сравнении с механи ческим, к которым прежде всего относятся:
1)независимость расположения узлов и возможность разветв ления мощности. В этом отношении гидропривод подобен электро приводу;
2)простота преобразования вращательного движения в посту пательное. Система насос — гидроцилиндр позволяет легко пре образовывать вращательное движение в поступательное;
3)простота создания больших передаточных чисел и возмож ность бесступенчатого регулирования скоростей и усилий в ши роком диапазоне. Большие передаточные числа в гидроприводах можно получить просто, соответствующим подбором рабочих объемов насоса и гидродвигателя;
4)реверсирование движения исполнительного механизма в гид роприводах не представляет затруднений и не вызывает необходи мости применения дополнительных устройств;
5)высокая компактность передачи и малая масса, приходя щаяся на единицу передаваемой мощности;
6)предохранение гидропривода и машины от перегрузок;
7)легкость стандартизации и унификации элементов и схем гидропривода.
Кнедостаткам гидропривода можно отнести:
1)сложность коммуникаций (трубопроводов и рукавов);
2)большие потери давления на трение жидкости в трубопро
водах; 3) внутренние и наружные утечки жидкости, снижающие
к.п. д. гидросистемы;
4)зависимость характеристик гидросистемы от температуры
жидкости; 5) растворимость воздуха в жидкости и выделение его при по
нижении давления, приводящие к нарушению работы системы.
Принципиальная |
схема гидропривода представлена на рис. |
38, д. От двигателя |
автомобиля ДВС энергия поступает к насосу |
Я и может расходоваться через гидродвигатели Д и Д 2 и Д 3на при вод рабочих механизмов крана. Рабочая жидкость поступает к на сосу Я из бака Б по всасывающей гидролинии 1 и подается по на порной гидролинии 2 к распределителю Р, перед которым установ лен предохранительный клапан Я . Распределитель и клапан со единены с баком сливной гидролинией 3. Распределитель Р соеди нен с 'каждым гидродвигателем исполнительными гидролиниями 4, 5 и 6. В напорной магистрали устаноблен манометр М для конт роля давления в гидросистеме.
При отключенных гидродвигателйх Д и Дг и Дз рабочая жйд-
кость перекачивается насосом Я |
из бака Б к распределителю Р |
и обратно в бак. Всасывающая, |
напорная и сливная гидролинии |
образуют цепь циркуляции. Энергия расходуется на преодоление сопротивления в цепи циркуляции, на нагрев жидкости и элемен тов гидропривода.
Распределителем Р включается один из гидродвигателей, им же регулируется поток жидкости как по расходу, так и по направ лению (реверсирование). Гидродвигатель соединяется с распреде лителем двумя гидролиниями, каждая из которых может быть напорной или сливной.
Предохранительный клапан Я вступает в работу при перегрузке гидросистемы, которая может произойти в момент подхода штока гидродвигателя в крайнее положение. В этот момент насос продол жает работать, а жидкость в гидроцилиндр уже не поступает. Дав ление в системе резко повышается. Предохранительный клапан, как правило, срабатывает при превышении давления на 10— 15 % и соединяет напорную линию со сливной, восстанавливая круг циркуляции.
Гидравлический привод автомобильных кранов состоит из меха нической части и гидравлической.
Г л а в а V. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО
|
ПРИВОДА |
Механическая |
часть кранов КС-3562А первых выпусков |
(рис. 39) включает |
привод гидронасоса У, стреловую лебедку 7, |
грузовую лебедку 8 и механизм вращения поворотной платформы 9• Привод гидронасоса осуществляется от коленчатого вала дви гателя через сцепление и коробку передач 2, карданный вал, ре
дуктор отбора мощности, затем на вал гидронасоса.
Стреловая лебедка состоит из гидродвигателя, двухступенча того редуктора, тормоза и барабана.
Грузовая лебедка состоит из гидродвигателя, двухступенча того редуктора, тормоза и барабана.
Механизм вращения поворотной платформы состоит из гидро двигателя, тормоза, редуктора, на выходном валу которого уста
новлена |
шестерня |
10, находящаяся |
в |
постоянном |
зацеплении |
|
с зубчатым |
венцом |
опорно-поворотного |
устройства |
11. При вра |
||
щении |
вала |
гидронасоса шестерня |
10 |
поворачивает |
поворотную |
платформу крана с размещенными на ней механизмами. Измене ние направления вращения поворотной платформы осуществляется путем изменения направления вращения вала гидродвигателя.
На кранах КС-3562А последующих выпусков кинематическая схема несколько изменена. Привод гидронасоса (рис. 40) осуществ ляется от коленчатого вала двигателя У, через сцепление, коробку передач 2, карданный вал 3, редуктор отбора мощности 4, упру гую муфту 3, затем на вал гидронасоса.
Рис. 40. Кинематическая схема привода гидронасоса крана КС-3562А:
1 — двигатель автомобиля; 2 — коробка перемены передач; 3 — карданный вал; 4 — редуктор отбора мощности: 5 — гидронасос; 6 — упругая муфта
з ' ^ Коробко отбора мощности
Рис. 41. Кинематическая схема кранов КС-3562А и КС-3562Б:
I, |
II, |
VIII — валы; III — карданная передача; IV, V, VI, VII |
валы-шестерни; /, 2, |
3, |
6, |
7, 8, 14, /5 — шестерни; 4 — насос; 5 — зубчатый венец; 9 |
колодочный тормоз; |
|
|
10, 12 — гидромоторы; Ц — барабан; 13 — ленточный тормоз |
|
|
|
на |
штоке 7, который фиксиру |
|||||
|
|
|
ется шариком 10 в двух крайних |
||||||
|
|
|
положениях. |
|
|
рычага |
|||
|
|
|
При |
перемещении |
|||||
|
|
|
включения |
в кабине водителя в |
|||||
|
|
|
положение |
«от |
|
себя» |
вилка |
||
|
|
|
переместит |
шестерню-каретку |
|||||
|
|
|
в |
крайнее |
правое |
положе |
|||
|
|
|
ние, при |
котором |
она |
войдет в |
|||
|
|
|
зацепление |
с зубьями промежу |
|||||
|
|
|
точной шестерни 3, которая на |
||||||
|
|
|
ходится в постоянном зацеплении |
||||||
|
|
|
с шестерней 2 и передает крутя |
||||||
|
|
|
щий момент на вал гидронасоса. |
||||||
|
|
|
При |
перемещении |
рычага |
||||
|
|
|
включения |
в |
положение «на |
||||
|
|
|
себя» шестерня-каретка переме |
||||||
|
|
|
щается в крайнее |
левое положе |
|||||
1 — шестерня; 2 ,5 — подшипники; Я — |
ние и внешними |
зубьями входит |
|||||||
ось; 4 — муфта-шестерня; 6, 11 — крыш |
в |
зацепление |
с |
внутренними |
|||||
ки; 7 — вал; |
8 — шток; |
9 — шариковый |
|||||||
фиксатор; |
1 0 вилка; |
1 2 ^ корпус |
зубьями |
ведомого вала 14. Валы |
|||||
|
|
|
6 к |
14 вращаются при этом как |
одно целое и передают крутящий момент от коробки передач через карданный вал к главной передаче автомобиля. Осевое смещение ведомого вала регулируется набором прокладок под крышкой 13. Масло в корпус редуктора отбора мощности заливается через от верстие под пробку 15. Для слива масла имеется пробка 8. Редук тор закреплен шарнирно на раме автомобиля на упругих резино металлических втулках.
Коробка отбора мощности кранов КС-3562А, КС-3562Б и КС-3571 предназначена для передачи крутящего момента от двигателя автомобиля валу гидронасоса.
Коробка (рис. 43) представляет собой одноступенчатый редук тор с цилиндрическими прямозубыми шестернями и устанавли вается на корпусе коробки передач автомобиля. Она состоит из корпуса 12, оси 3, на которой на шариковых подшипниках уста новлена промежуточная шестерня 1, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней промежуточного вала коробки передач. В корпусе на шариковых подшипниках установлен ведомый вал 7 привода гидронасоса. По шлицам вала может перемещаться муф та-шестерня 4 и входить в зацепление с промежуточной шестерней 1. Перемещается муфта-шестерня вилкой 10, закрепленной на под вижном штоке 8. Положение вилки 10 и штока 8 фиксируется ша риковым фиксатором 9. Выходной конец вала 7 уплотняется ман жетой. Смазка шестерен и подшипников осуществляется разбрыз гиванием масла, залитого в коробку.
Управление приводом насоса производится рычагом, установ ленным в кабине водителя. Рычаг управления соединен тягой со