Гидравлический привод кранового оборудования
Объемный гидропривод представляет собой совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение механизмов крана посредством рабочей жидкости под давлением. Основным типом привода на кранах является насосный гидропривод. В зависимости от типа приводящего двигателя гидропривод бывает дизель-насосный и электронасосный.
Насосный гидропривод включает в себя насос, гидродвигатель (гидромотор, гидроцилиндр), распределительную и регулирующую аппаратуру и гидролинии. Часть насосного гидропривода, предназначенная для передачи движения от приводящего двигателя к механизмам, называется объемной гидропередачей. В кранах применяют в основном гидропередачи с разомкнутой циркуляцией жидкости, в которых одна из линий насоса является напорной и соединена с гидродвигателем, а другая — всасывающей и соединена с гидробаком. Гидропередача обеспечивает жесткую связь между входным и выходным звеньями, передавая создаваемое насосом давление к гидродвигателю через рабочую жидкость, заключенную в замкнутом пространстве.
В гидроприводе кранов применяют нерегулируемые насосы (с постоянным рабочим объемом). Для регулирования скорости выходного звена гидродвигателя используют гидропривод с комбинированным регулированием путем изменения частоты вращения вала насоса, дросселирования жидкости и поочередного подключения насосов к гидродвигателю.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
В качестве жидкости в гидроприводах применяют в основном минеральные масла. Одна из важных характеристик масла — его вязкость, определяющая подвижность жидкости. Другими свойствами, которыми должно обладать масло, являются его стабильность при заданном давлении, широких границах изменения температуры (от —60 до +80 °С) и высоких скоростях, смазывающие, антикоррозионные, противопенные и другие особенности.
Насосы и гидромоторы. Насосом называется машина для создания потока жидкой среды. Насос преобразует сообщаемую ему приводящим двигателем — дизелем, электродвигателем механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости, которая по гидролинии транспортируется к гидродвигателю исполнительного механизма.
В насосе основным элементом является рабочий орган, под силовым воздействием которого на жидкую среду в камере жидкость перемещается. Рабочие органы выполняют в виде поршней или шестерен. По характеру процесса вытеснения жидкости насосы разделяют на поршневые, роторные, крыльчатые. На кранах в основном применяют поршневые и роторные насосы. Роторные насосы в свою очередь делятся на зубчатые и винтовые.
Наиболее широко распространены шестеренные роторно-вращатель-ные и аксиально-поршневые насосы и гидромоторы. Конструкция и принцип действия шестеренных и аксиально-поршневых насосов и гидромоторов описаны на примере кранов КС-5363 и КС-6471.
Шестеренный насос ИШ-10Е1 (рис. 9) состоит из корпуса и двух шестерен — ведомой и ведущей. Шестерни изготовлены заодно с валами. Корпус закрыт крышкой, закрепляемой болтами. Плавающие втулки являются подшипниками скольжения для валов и одновременно служат упорными подшипниками для торцов шестерен.
Для исключения перекосов втулок со стороны всасывающей камеры предусмотрена разгрузочная пластина. При вращении шестерен рабочая жидкость, заключенная во впадинах шестерен, увлекается из
Рис. 9. Шестеренный насос НШ-10Е1:
1 — корпус, 2, 5, 8 — уплотнения, 3 — втулки, 4, 11 — ведущая и ведомая шестерни, 6 — штифт, 7 — крышка, 9 — резиновое кольцо, 10 — болт
чий объем подаваемой
Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы (моторы). В аксиально-поршневых насосах жидкость вытесняется из неподвижных (или качающихся) рабочих камер в результате прямолинейного возвратно-поступательного движения рабочих органов (поршней) относительно этих камер.
В аксиально-поршневых гидромоторах энергия потока жидкости преобразуется в механическую энергию ведомого звена в результате наполнения жидкостью рабочих камер и перемещения рабочих органов.
На стреловых кранах для гидропривода применяют нерегулируемые аксиально-поршневые насосы и гидромоторы бескарданного типа со сферическим распределением.
Основными параметрами насосов и гидромоторов являются рабочий объем, частота вращения вала, давление, мощность, а также подача и крутящий момент (для гидромоторов).
Основные параметры наиболее применяемых аксиально-поршневых насосов приведены в табл. 3.
полости всасывания в полость нагнетания и как бы запирается в ней зубьями, вступающими в зацепление. Выходя из зацепления, зубья освобождают объем в полости всасывания, который заполняется очередной порцией жидкости. Часть жидкости, просочившейся по валам шестерни, поступает через отверстия в крышке и ведомой шестерне в полость всасывания. Резиновые уплотнения препятствуют просачиванию жидкости из корпуса насоса. Давление шестеренных насосов НШ-50, НШ-92 составляет 16 МПа. Число, стоящее в марке насоса после буквенного обозначения, означает работу жидкости в см3, за один оборот.
Таблица 3.
Параметры аксиально-поршневых насосов
Принцип действия насоса заключается в том, что крнвошипно-шатунный механизм, шарнирно соединяясь через свои шатуны с внутренней поверхностью поршня, приводит в движение поршни относительно блока цилиндров, которые в свою очередь перемещаются параллельно своей оси. При вращении вала кривошипа поршень перемещается вместе с цилиндром и одновременно относительно него.
Рис. 10. Схема аксиально-поршневого насоса:
1 — распределительный диск, 2 — блок цилиндров, 3 — поршень, 4
шатун, 5 — корпус, 6 — шарикоподшипник, 7, 9 — передняя, задняя крышки, 8 — вал
Располагая несколько цилиндров по окружности под углом к оси ведущего вала, получают принципиальную схему насоса с наклонным блоком.
Насос (гидромотор) (рис. 10) состоит из неподвижного распределительного диска, вращающегося блока цилиндров, поршней, шатуна и корпуса. Блок цилиндров шарнирно соединен с диском, а с помощью шатуна — шарнирно связан с валом.
Жидкость подводится к блоку цилиндров и отводится от него через специальные окна, предусмотренные в корпусе насоса.
Гидроцилиндры. Гидроцилиндры являются объемными гидродвига-телями с возвратно-поступательным движением выходного звена. Выходное звено гидроцилиндров может быть штоком или плунжером. На кранах гидроцилиндры применяют для перемещения подвижных секций стрелы, подъема (опускания) стрелы и выдвижения (втягивания) выносных опор.
Наиболее распространены на кранах поршневые гидроцилиндры двустороннего действия. Эти гидроцилиндры имеют две рабочие полости: штоковую, в которой расположен шток, и противоположную — поршневую. В зависимости от того, в какую из полостей нагнетается рабочая жидкость (противоположная полость при этом соединяется со сливной линией), усилие и движение штока будут направлены в соответствующую сторону.
Гидроцилиндры механизма подъема стрелы крепят шарнирно со стороны корпуса и штока; гидроцилиндры перемещения секций стрелы — у корпуса с помощью сферических подшипников скольжения.
Поршень на конце штока крепят гайками. Для направления штока со стороны крышки служат втулки. Герметичность штоковой полости обеспечивают уплотнения.
На штоке рядом с поршнем установлен демпфер, предназначенный для смягчения удара поршня о переднюю крышку в конце его полного хода.
При подходе к внутреннему кольцу — крышке коническая поверхность демпфера во время дальнейшего движения штока вправо постепенно уменьшает зазор, через который жидкость выжимается поршнем из штоковой полости в штуцер. Поршень автоматически затормаживается в результате дросселирования масла через уменьшающуюся щель и штуцер.
При подаче рабочей жидкости в полость жидкость, проходя между торцом штока и цилиндром, давит на поршень, который вместе со штоком начинает медленно выдвигаться. При полном открытии отверстия цилиндра шток перемещается быстро. Жидкость из полости вытесняется в штуцер и далее попадает в сливную линию. При подаче жидкости в полость шток перемещается обратно и жидкость сливается через отверстие.
Источник
Гидравлический привод кранового оборудования
ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИВОДОВ АВТОКРАНОВ
Для приведения в действие (движение) какой-либо машины или механизма применяют комплекс устройств, который называется приводом. Привод автомобильного крана состоит из силового оборудования, трансмиссии и систем управления.
Силовое оборудование является источником энергии и представляет собой систему устройств, преобразующих тот или иной вид энергии в механическую.
Трансмиссия передает полученную механическую энергию (движение) своим конечным элементам — исполнительным механизмам, которые приводят в действие грузозахватные устройства, опускают или поднимают стреловое оборудование крана, вращают его поворотную часть, осуществляют передвижение машины.
С помощью систем управления производят пуск и остановку исполнительных механизмов и устанавливают необходимые режимы их работы, а также контролируют и корректируют работу всех устройств привода.
Привод автомобильного крана приводит в действие все исполнительные механизмы кранов, поэтому в инструкциях по эксплуатации кранов наряду с термином «привод крана» применяют термин «привод исполнительных механизмов крана» или просто «привод механизмов». Иногда говорят не о приводе крана в целом, . а о приводе его отдельных исполнительных механизмов: грузовой, стреловой или вспомогательных лебедок, механизмов поворота или передвижения. В этом случае под приводом механизма принимают силовую установку крана и ту часть трансмиссии и аппаратов управления, которая непосредственно передает и управляет движением крюковой подвески, стрелы, поворотной части или самого крана.
В качестве силового оборудования привода автомобильных кранов используют силовое оборудование (двигатель внутреннего сгорания) базовых автомобилей. На базовых автомобилях устанавливают поршневые двигатели внутреннего сгорания — двигатели, у которых топливо, распыленное и смешанное с воздухом, сгорает внутри цилиндров, а выделяющиеся при этом газы (продукты сгорания) производят работу, перемещая поршни, расположенные в цилиндрах. Таким образом, двигатель внутреннего сгорания 1 преобразует работу расширения газообразных продуктов сгорания топлива в механическую энергию. Полученная механическая энергия может непосредственно передаваться рабочим органам крана трансмиссией привода, которая в этом случае представляет собой единую механическую силовую передачу, состоящую из отдельных механических передач, коробок, редукторов и механизмов, а также соединительных муфт, обеспечивающих постоянное соединение узлов и деталей t силовой передачи между собой. Приводы с описанной схемой преобразования и передачи энергии называются механическими.
Схема преобразования и передачи энергии может быть и более сложной.
Например, механическая энергия, источником которой являются двигатели внутреннего сгорания базовых автомобилей, передается электрическим генераторам (или гидравлическим насосам), преобразующим ее в энергию электрического тока (или потока рабочей жидкости). Эта энергия подается к электрическим (или гидравлическим) двигателям, которые преобразуют ее в механическую энергию, передаваемую исполнительным механизмам и через них — грузозахватному устройству, стреле, поворотной платформе или ходовому устройству.
В этом случае трансмиссия привода представляет собой совокупность нескольких силовых передач: механической, передающей механическую энергию от двигателя базового автомобиля к электрическому генератору (или гидравлическому насосу); электрической (или гидравлической), передающей энергию электрического тока (или потока рабочей жидкости) от генератора (или гидравлического насоса) электрическим (или гидравлическим) двигателям; механической, передающей механическую энергию от электрического (или гидравлического) двигателя к грузозахватному устройству или стреле.
Рассмотрим, например, принципиальную схему объемного гидропривода поступательного движения (выходное звено — гидравлический цилиндр, например, подъема стрелы). С помощью механической силовой передачи (например, коробки отбора мощности) движение от двигателя базового автомобиля передается валу 7 (рис. 8,*:/) гидронасоса 2. Гидронасос преобразует механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости и подает ее в гидроцилиндр, гильза которого шарнирно крепится на поворотной платформе, а шток — на стреле.
Подъем стрелы (рис. 8, I) осуществится следующим образом: рабочая жидкость, поступающая в насос из гидробака // по всасывающей линии /2, подается под давлением по напорной линии 3 через гидрораспределитель 4 и по рабочей линии 5 в поршневую полость 6 гидроцилиндра. Под действием жидкости шток 8 в гидроцилиндре перемещается вправо (стрела поднимается). Из противоположной штоковой полости 7 ги-
ходного звена — гидромотора (рис. 8,6). Рабочая жидкость подается гидронасосом по напорной линии 3 через гидрораспределитель и одну из рабочих линий к гидромотору 13 и вращает вал 14 гидромотора в ту или другую сторону. Гидроцилиндр или гидромотор непосредственно или через механическую передачу передает энергию рабочему органу крана.
Объемный гидропривод, в котором рабочая жидкость от гидродвигателя поступает в гидробак, называется иногда объемным гидроприводом с разомкнутой циркуляцией.1
Приводы с описанной схемой преобразования и передачи энергии называются гидравлическими, несмотря на наличие в них механических силовых передач (например, исполнительных механизмов).
Аналогичную схему преобразования и передачи энергии имеют и электрические приводы: двигатель базового автомобиля — механическая силовая передача — электрический генератор — энергия электрического тока — электрический двигатель — механическая силовая передача — грузозахватное устройство, стрела и т. д.
У всех автомобильных кранов привод механизма передвижения (привод базового автомобиля) механический, приводы остальных исполнительных механизмов, расположенных на поворотной части, могут быть механическими, электрическими или гидравлическими. Поэтому в целом привод крана может быть либо механическим, либо смешанным (например, электро- и гидромеханическим).
При классификации автомобильных кранов принято считать, что механический привод механизма передвижения является постоянным признаком, не требующим специального разъяснения, и классификацию кранов производят по типу привода его механизмов, расположенных на поворотной части. Так, краны с механическим, электрическим или гидравлическим приводом этих механизмов соответственно называются кранами с механическим, электрическим или гидравлическим приводом. Для выдвижения секций выдвижных стрел и усдановки крана на выносных опорах в автомо-дроцилиндра рабочая жидкость через рабочую линию 9, гидрораспределитель и сливную линию 10 выжимается поршнем гидроцилиндра в гидробак, сообщающийся с атмосферой.
Если переместить золотник гидрораспределителя 4 (рис. 8,//) вверх, то рабочая жидкость будет подаваться по напорной линии 3 через гидрораспределитель и по рабочей линии 9 в штоковую полость гидроцилиндра — шток перемещается влево (стрела опускается). Из поршневой полости рабочая жидкость через рабочую линию 5, гидрораспределитель и сливную линию выжимается поршнем гидроцилиндра в гидробак.
Рис. 8. Принципиальные схемы объемного гидропривода поступательного (а) и поворотного (б) движения выходного звена:
/, // — выдвижение и втягивание штока гидроцилиндра; 1,14 — валы гидронасоса и гидромотора, 2 — гидронасос, 3, 10, 12 — напорная, сливная и всасывающая линии, 4 — гидрораспределитель, 5, 9 — рабочие линии, 6, 7 — поршневая и штоковые полости гидроцилиндра, 8 — шток гидроцилиндра, 11 — гидробак, 13 — гидромотор
В нейтральном положении золотника гидрораспределитель запирает обе рабочие линии и соединяет между собой напорную и сливную линии, что необходимо для разгрузки непрерывно вращающегося гидронасоса, подающего рабочую жидкость. Следует помнить, что объемы поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра с одним штоком не одинаковы, поэтому при работе привода уровень рабочей жидкости в гидробаке изменяется.
Аналогично работает и объемный гидропривод поворотным движением вы-
бильных кранах может быть применен и ручной привод.
Механический привод — наиболее дешевый из всех приводов. Вместе с тем в трансмиссиях кранов с механическим приводом приходится применять ряд узлов (например, муфты сцепления, реверсивные механизмы, коробки передач), которые обеспечивают возможность запуска двигателя под нагрузкой, реверсирование механизмов, регулирование скоростей движения и т. п. Это несколько усложняет кинематическую схему крана и конструкцию узлов трансмиссии и системы управления.
Электрический и гидравлический приводы позволяют более просто обеспечить независимое регулирование скоростей рабочих движений, а также широко применять автоматическое и полуавтоматическое управление краном. Оба типа привода обеспечивают лучшие возможности для применения унифицированных узлов, а следовательно, конструктивные и эксплуатационные преимущества кранам, удобную компоновку механизмов, лучшие условия труда, повышение точности выполнения рабочих операций, увеличение надежности и долговечности машины.
По сравнению с электрическим гидравлический привод позволяет получить большие передаточные числа от источника энергии к исполнительным механизмам или рабочим органам крана без применения сложных по кинематике устройств. Вместе с тем гидравлический привод обладает сравнительно меньшей надежностью и требует больших объемов работ по техническому обслуживанию.
Широкому применению гидравлического привода способствовало возникновение ряда новых технологических требований, предъявляемых к автомобильным кранам:
сокращение потерь времени на перевод рабочего оборудования из транспортного положения в рабочее, и наоборот;
использование кранов в стесненных условиях производства работ (закрытые помещения, малые размеры рабочих площадок при сложной их конфигурации);
повышение точности установки рабочего оборудования и груза, в том чис-ле при подаче груза через дверные и оконные проемы;
обеспечение при производстве монтажных работ необходимых диапазонов и четкости регулирования скоростей рабочих движений независимо от нагрузок.
Контрольные вопросы
1. Какова последовательность операций, производимых стреловыми самоходными кранами? 2. На какие группы подразделяют стреловые и стреловые самоходные краны? 3. Какие основные признаки положены в основу классификации автомобильных кранов? 4. Назовите основные части и сборочные единицы автокранов. 5. Расскажите об устройстве кранов с гидравлическим приводом, объясните, чем оно отличается от устройства кранов с механическим и электрическим приводами. 6. Назовите основные параметры кранов и дайте их определение. 7. Что называется коэффициентами грузовой и собственной устойчивости крановS. Какие основные нагрузки и параметры влияют на общую устойчивость крана? 9. Из чего состоит привод крана? 10. Охарактеризуйте гидравлический, электрический, механический и смешанный приводы крана.
Источник