gidrostancuya

Гидроагрегаты и насосные установки

35 руб.

Описание товара

Гидроагрегаты и насосные установки

Гидроагрегат или гидростанция представляют собой основной элемент гидравличекой системы содержащий гидробак на котором размещаются насосный агрегат, состоящий из одного  или нескольких насосов с приводным электродвигателем, гидропанель с гидроапапратами и вспомогательные элементы гидропривода, кроме того на гидроагрегате могут быть установлены гидроаккумулятор и маслоохладитель. Общий вид гидроагрегата показан на Рис 1, где: 1 это гидробак, 2 – насосный агрегат, 3 – гидропанель., 4 – воздушный масло -охладитель, 5 – электрошкаф.

 Рис 1Рис. 1.Общий вид гидроагрегата

        Гидробак является базовым элементом гидроагрегата, на котором, как правило, монтируются все остальные его элементы, насосный агрегат, гидропанель и прочее. Конструкция гидробака должна соответствовать требованиям ГОСТ 16770-86 и ГОСТ 17411-91. Расположение на гидробаке агрегатов и гидропанелей должно предусматривать удобный доступ к элементам их настройки и регулировки, а также возможность их демонтажа и ремонта. Гидробак представляет собой сваренную из листового материала герметичную емкость, обычно прямоугольной формы с разделительной перегородкой внутри, которая образует его всасывающую и сливную полости. Конструкция гидробака должна соответствовать следующим требованиям:

  1. Высота перегородки внутри бака должна быть не ниже ¾ уровня масла, а имеющиеся в ней отверстия для перетока масла из сливной полости во всасывающую должны иметь достаточную площадь, обеспечивающую скорость движения масла в баке  не более 0,6 м/сек.
  2. Верхняя плоскость гидробака выполняется из более толстого листа и в ней предусматриваются два окна с герметичными крышками, которые закрывают всасвающую и сливную полости, чаще всего, на эти крышки устанавливаются гидропанель и насосный агрегат.
  3. Крепление насосного агрегата и гидропанели на баке должны обеспечивать его герметичность поэтому их установка на плоскость бака должна осуществляться через резиновые прокладки необходимой для герметичного уплотнения толщины.
  4. С одной стороны на боковой поверхности гидробака выполняются смотровые окна с герметичными крышками, необходимые для его периодического осмотра и чистки.
  5. Верхняя плоскость гидробака имеет выступающее обрамление высотой 10-12 мм, необходимое для сбора масла которое может подтекаль из стыков и соединений особенно при настройке, первом пуске и ремонте гидроагрегата.
  6. На верхней плоскости гидробака устанавливается заливочная горловина с сапуном, которая должна выступать на 40-50 мм, на боковой стенке, имеющей хороший доступ, устанавливается указатель уровня масла, а в нижней части бака датчик температуры масла.
  7. Гидробак выполняется на ножках высотой 100 – 150 мм, которые необходимы прежде всего для охлаждение его со стороны дна естественным потоком воздуха.
  8. Внутренняя полость бака должня быть тщательно очищена от окалины прогрунтована и покрыта специальной маслостойкой эмалью.
  9. Для соединения со сливной магистралью на верхней поверхности бака должны быть выполнены соответствующие бобышки, предусматривающие возможность герметичного уплотнения соединения с трубопроводом.
  10.  Сливной и всасывающий патрубки должны быть расположены друг от друга на максимальном удалении.
  11. Всасывающий трубопровод должен располагаться не ниже, чем на 40-50 мм от дна бака.
  12. Сливной трубопровод должен быть расположен на расстоянии не менее 50 мм от нижнего уровня жидкости в баке, а его нижний торец должен быть срезан под углом 450
  13. Дренажные трубопроводы для отвода утечек из гидроаппаратов не должны объединяться с общим сливом из гидросистемы.
  14. В нижней части бака должен быть предусмотрен сливной клапан позволяющий обеспечить полный слив масла и регулирование величины потока масла при его сливе.
  15. В нижней части бака должен быть встроен магнитный уловитель для сбора магнитных частиц находящихся в масле (чаще всего это продукты износа гидроаппаратов и гидродвигателей).
  16. На баке также могут размешаться гидроаккумуляторы и маслоохладители воздушные или водяные.
  17. На гидробаке устанавливается разветвительная коробка (см. Рис 1) для подвода электрокоммуникаций и подключения электропитания к электродвигателю и электрофицированным гидроаппаратам расположенным на баке и прежде всего на гидропанели (гидрораспределители и клапаны с электромагнитным управлением, реле давления и проч.). Разветвительная коробка как и гидробак должны быть заземлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0 – 75 и ГОСТ21130 – 75.

       Емкость гидробака определяющая его габаритные размеры должна обеспечивать охлаждение масла до температуры не выше 50 град, если это невозможно всвязи с напряженным циклом работы гидроагрегата и требует необоснованно большого объема бака, то в его конструкцию вводят маслоохладители. Емкость гидробака согласно рекомендациям работы [4] выбирается в зависимости от напряженности работы гидроагрегата, а ее предварительный расчет выполняется по следующей формуле: Wб = к•Q; где к коэффициент режима работы выбирается по таб. 1

Рис 2     Насосный агрегат содержит, соосно установленные на базовом кронштейне основной насос (в гидроагрегатах тяжело нагруженного оборудования это обычно радиально или аксиально-поршневоц насос) и электродвигатель, валы которых соединяются посредством упругой муфты компенсирующей их несоосность и перекос, а также систему всасывающего трубопровода с фильтром и нагнетательного трубопровода. Кроме того в гидроагрегатах со переменным расходом в течении цикла его работы на противоположном фланце основного насоса обычно устанавливается однопоточный или двухпоточный пластинчатый насос с системой всасывающего трубопровода с фильтром и нагнетательных трубопроводов. Нагнетательные трубопроводы, как правило, герметично соединяются с бобышками выполненными на нижней базовой плоскости кронштейна, которые предусматривают их соединение с соответствующими трубопроводама гидросистемы. Базовый кронштейн насосного агрегата может бать выполнен за одно целое с верхней плитой гидробака, но в этом случае необходимо обеспечить его герметичное крепление по всему перметру прилегания к верхней поверхности бака. Общий вид насосного агрегата с вертикальным расположением оси насос – электродвигатель показан на Рис 1.

Рис 3Рис 3 Общий вид насосного агрегата и гидропанели

         Помимо вертикального расположения насосный агрегат может быть выполнен в горизонтальном исполнении (см. Рис. 3а), при этом он крепится на боковой стенке гидробака но в обоих случаях насосы погружаются в рабочую жидкость. Компоновка насосного агрегата может быть выполнена и с непогруженным насосом (см. Рис. 3б), при этом он располагается на верхней поверхности бака, или на общей с баком раме.

Рис 3АРис 4 Варианты расположения насосного агрегата

         Выбор насоса или насосов осуществляется на основе расчета потребного давления, которое необходимо создать для работы исполнительного механизма и расхода жидкости, который определяется скоростью перемещения исполнительного механизма приводимого гидродвигателем (гидроцилиндром или гидромотором).
Гидропанель представляет собой стальной блок или комплект блоков с системой взаимосвязанных ответстий, которые являются магистралями, соединяющими между собой согласно принципиальной гидросхеме гидроаппараты (гидрораспределители, гидрклапаны, регуляторы потока, реле давления и проч.) входящие в гидравлическую систему гидроагрегата. Общий вид гидропанели показан на Рис 3. Заготовкой гидропанели служит поковка из конструкционнной стали (Сталь 35) все плоскости которой, контактирующие с гидроаппаратами шлифуются для получения плоскостности не ниже 0,05/100 мм в зависимости от размеров гидропанели, а отверстия под установку встраиваемых гидроклапанов обрабатываются по посадке H8.
При оформлении рабочего чертежа гидропанели используются некоторые условные приемы не предусмотренные соответствующими стандартами ЕСКД, которые направлены на внсение в чертеж дополнительной информации в более простой и доступной форме объясняющей взаимосвязь отверстий в гидропанели. Они заключаются в присвоении каждому отверстия гидропанели своего идентификационного номера, состоящего из двух цифр, первая из которых обозначает номер плоскости, со стороны которой данное отверстие сверлится, а вторая его порядковый номер на этой плоскости. Кроме того на поле чертежа в крайнем правом углу помещается таблица отверстий в которой в порядке возрастания указываются все отверстия, а также информация об их диаметре и длине, пересечении каждого с другими отверстиями панели и соединением с отверстиями гидроаппаратов установленных на панели. Элемент чертежа гидропанели показан на Рис 5, а пример таблицы отверстий приведен на Рис 6

Рис 4Рис. 5.Элемент чертежа гидропанели

Рис 5Рис 6 Пример заполнения таблицы отверстий на чертеже гидропанели

      Помимо вышеперечисленных элементов гидроагрегат оснащается системой очистки и охлаждения масла. Система очистки масла состоит из всасывающих фильтров, в качестве которых могут применяться фильтры приемные по ОСТ 2 С41 – 1 – 80, которые устанавливаются на соответствующих патрубках насосного агрегата, напорных фильтров типа фильтров ФГМ, которые устанавливаются в напорной магистрали сразу после насоса, и комплекта фильтров сетчатого типа С42 и магнитного типа ФМ, которые устанавливаются в сливной магистрали. Кроме того в баке гидроагрегата устанавливается магнитный уловитель, а заливочная горловина содержит сетку и фильтрующее полотно.
РИС 5АРИС 5Б       Необходимо отметить, что снизить температуру масла и достаточно существенно можно изменив принципиальную гидросхему гидроагрегата, что особенно результативно при наличии нескольких гидродвигателей (гидроцилиндров, гидроматоров) работающих последовательно и параллельно-последовательно с переменным усилиями и скоростями, а также делая выстои в течении цикла. Такие приемы будут рассмотрены в следующих разделах. Важным моментом для вновь созданного гидроагрегата является его первый пуск и испытания под нагрузкой, проведение которых должно осуществляться в определенной последовательности с соблюдением правил техники безопасности, особенно при работе с высоким давлением.
Перед пуском гидроагрегата необходимо убедиться в следующем:
– наличии заземления электродвигателя и гидроагрегата,
– требуемом уровне масла в баке,
– наличии и правильности маркировки всех гидроаппаратов входящих в гидроагрегат и прежде всего указателя направления вращения вала электродвигателя привода насоса(ов),
– правильности соединения трубопроводов,
– нахождении в исходном положении всех управляющих гидроаппаратов (гидрораспределителей, клапанов управления)
– нахождении исполнительного механизма в исходном положении, если гидроагрегат испытывается в составе оборудования для привода которого он предназначен,
– выполнения необходимой затяжки всех крепежных элементов гидроагрегата,
нахождении в выкрученном положении регулировочных винтов предохранительных клапанов.
Первый запуск гидроагрегата осуществляется в следующей последовательности:
– в толчковом режиме проверяется правильность направления вращения вала электродвигателя,
– запускается насос(ы) в холостом режиме (без нагрузки) и проверяется герметичность гидросистемы в целом (отсутствие подтеканий масла из соединений, стыков и сварных швов),
– настраивается предохранительный клапан(ы) на минимально необходимое давление и в ручном режиме несколько раз переключаются гидрораспределители для перемещения исполнительных органов,
– настраиваются предохнительные клапаны и гидроклапаны управления на рабочее давление и в ручном режиме перемещаются исполнительные органы,
– переключается кран манометра и проверяется величина давления в магистралях при ручном режиме работы,
– выполняется переключение на автоматический режим работы, делается несколь пробных циклов и выполняется замер продолжительности цикла работы оборудования (для оборудования автоматического действия работающего в определенном цикле),
– проработв на оборудовании требуемое время (согласно методики испытаний) проверяется температура нагрева масла (при нормально работающем гидроагрегате она не должна превышать 50 град,
– повторно проверяется герметичность гидросистемы.

Насосные установки выпускаемые серийно

             При создании гидрофицированных машин и оборудования необходимо иметь в виду, что гидроагрегат является специфическим устройством проектирование которого требует определенных знаний и опыта, а изготовление – наличия на предприятии соответствующих технологических возможностей. Поэтому при создании специальных машин и нестандартного оборудования небольшой мощности, с гидравлическим приводом, на-пример миханизированного или авоматизированного сборочного оборудования, не требующего для его работы наличия высокого давления и большого расхода, нужно стремиться применять серийно выпускаемые насосные установки (гидроагрегаты). Наиболее широко при создании гидрофицированных машин и оборудования указанного типа применяются насосные установки типа Г48 и СВ отечественного производства.
Насосные установки типа Г48 обеспечивают нагнетание, охлаждение, фильтрацию масла и защиту систем от перегрузок. Все установки имеют бак емкостью 63л, однопоточный или двехпоточный пластинчатый насос, а в зависимости от исполнения установки (Г48 – 1…Г48 – 3 по ТУ2 – 053 -1806 -86) могут развивать давление р = 2,0 – 6,3 МПа и обеспечивать расход Q = 10 – 40 л/мин, при однопоточном насосе и расход Q = 10/10 – 15/40 л/мин, при двухпоточном насосе. Потребляемая установками мощность в зависимости от исполнения составляет N = 2 – 15 квт. Кроме того в определенном исполнении установки оснащаются гидропанелью, которая обеспечивает чередование увеличенной подачи масла с малым давлением и уменьшенной подачи масла с увеличенным давлением, или гидропанелью обеспечивающей три режима подачи масла: с малым расходом и разгрузкой насоса большей производительности, с большим расходом при разгрузке насоса малой производительности и суммарной производительностью при подаче масла обоими насосами.

Рис 6Рис 7 Гидравлическая схема насосной установки Г48 – 32

       На Рис 7 показана принципиальная гидросхема насосной установки Г48 – 32. Она состоит из двухпоточного насоса Н1, Н2, гидропанели управления ГП, напорного фильтра Ф1, обратного клапана КО, предохранительного клапана КП, фильтра Ф2, маслоохладителя МО, подпорного клапана ПК, манометра М и золотника включения манометра ЗМ. Гидропанель ГП, состоит из двух предохранительных клапанов КП1 и КП2, подвод к которым от секции насоса Н1 и секции Н2 соединен через обратный клапан КО. За счет этого обеспечивается подача масла в напорную магистраль с низким давлением и большим расходом от обоих секций насоса Н1, Н2, а также подача масла с высоким давлением и уменьшенным расходом от секции насоса Н1, через фильтр Ф1 и обратный клапан КО1. Обратный клапан КО1 установленный в напорной магистрали исключает слив масла из гидросистемы в бак. Слив масла из гидросистемы осуществляется по двум каналам, через подпорный клапан КП и воздушный маслоохладитель МО и через фильтр Ф2. Подпорный клапан ПК служит для предохранения от перегрузки радиатора маслоохладителя МО, которая возможна в начальный момент работы установки.

Рис 7Рис. 8. Гидравлическая схема насосной установки СВ – М5

         Насосные установки типа СВ выпускаются двух типов СВ – М1 и СВ – М5 по ТУ2 – 053 – 1703 – 84. Установки СВ – М1 выпускаются с баком емкостью 10, 25 и 40л, давлением р = 4 – 25 МПа и расходом Q = 4 – 32,7 л/мин. Эти установки состоят из бака, насосного агрегата с однопоточным пластинчатым насосом типа БГ12, гидропанели, с предохранительным клапаном, манометром и воздушным маслоохладителем (в одном из исполнений). Установки СВ – М5 выпускаются с баком емкостью 40 л, давлением р = 4 – 25МПа и расходом Q = 5,3 – 12,7 л/мин. Эти установки дополнительно комплектуются пневмогидроаккумулятором, а на гидропанели установлена гидроаппаратура для управления совместной работой насоса и аккумулятора. Гидравлическая схема насосной установки СВ – М5 показана на Рис 8. Она содержит пластинчатый насос Н, напорный фильтр Ф, пневмогидроаккумулятор А и гидропанель на которой расположены предохранительный клапан КП, гидрораспределитель с электромагнитным управлением Р, обратный клапан КО, два реле давления РД1 и РД2, манометр М и золотник включения манометра З. Работает установка следующим образом. При включении насоса Н начинается зарадка аккумулятора А, при этом гидрораспределитель Р переключен в положение, когда слив масла через него невозможен, при достижении верхнего предела давления в аккумуляторе включается реле давления РД1 и гидрораспределитель Р переключается в другое положения при котором масло от насоса Н идет на слив, а обратный клапан КО удерживает давление в напрной магистрали и не позволяет разряжаться аккумулятору. Через определенное время, когда давление в аккумуляторе А опускается до нижнего предела, включается реле давления РД2, что приводит к переключению гидрораспределителя Р в первое положение перекрывающее слив масла и как следствие поток масла от насоса Н поступает в аккумулятор А для его подзарядки до верхнего предела давления. Такие насосные установки целесообразно использовать в качестве привода различных зажимных приспособдений, а также исполнительных механизмов, в цикле работы которых имеются продолжительные остановки, в период которых гидропривод должен только компенсировать внутренние утечки гидродвигателя (гидроцилиндра, гидромотора).

           Насосная установка Г48 – 44 предназначена для питания шаговых электрогидравлических приводов в которых необходимо автоматически изменять подачу регулируемого насоса в соответствии с количеством масла поступающего в гидросистему. Она состоит из бака, насосного агрегата содержащего основной насос (регулируемый аксиально-поршневой насос 2Г15 – 14) и насос подпитки, систему фильтрации и охлаждения масла, пружинный аккумулятор с дросселирующим золотником, а также необходимую контрольно-регулирующую аппаратуру. Установка обеспечивает при давлении р = 4 – 6,3 МПа регулируемый расход масла Q = 0 – 63 л/мин (0 – 100 л/мин) в зависимости от исполнения.

Рис 8Рис 9 Гидравлическая схема насосной установки Г 48 – 44

              На Рис 9 показана гидравлическая схема насосоной установки Г48 – 44 с регулируемой производительностью. Она содержит регулируемый аксиально-поршневой насос Н1, насос подпитки Н2, пружинный аккумулятор А, снабженный распределителем запуска РЗ с золотником П и дросселирующим золотником ДЗ, управляющий золотник УЗ, реле давления РД1 и РД2, предохранительный клапан КП и подпорный клапан ПК, а также электродвигатель М1 привода насоса Н1 и электродвигатель М2 привода насоса Н2, фильтр тонкой очистки Ф, воздушный маслоохладитель МО и температурные реле ТР1 и ТР2. При включении электродвигателя М2 масло от насоса Н2 через фильтр Ф и клапан КП поступает во всасывающую линию насоса Н1 и далее сливается в бак через подпорный клапан ПК и маслоохладитель МО. Когда давление во всасывающей линии достигнет величины настройки клапана ПК, реле давления РД1 дает команду на включение электродвигателя насоса Н1. В этот момент распределитель запуска РЗ и золотник П пружинами установлены в крайнее верхнее положение (по схеме) и камеры насоса Н1 объединены между собой (11-16-22-РЗ-14-12), благодаря чему обеспечивается его плавный запуск. При возрастании давления в напорной линии 11 масло через дроссель 19 поступает к управляющему поршню распределителя РЗ. А так как полость под поршнем постоянно соединена со всасывающей линией через канал 21, поршень устанавливает распределитель РЗ в среднее положение, при котором линии насоса Н1 соединяются через дроссель. Величина подачи насоса Н1 определяется углом наклона его шайбы – а, который в свою очередь зависит от давления в гидроцилиндрах Ц1 и Ц2, причем первый из которых стремится увеличить подачу, а второй уменьшить. Масло поступает в гидроцилиндр Ц2 от управляющего золотника УЗ, который представляет собой двухкромочный золотниковый усилитель с одной стороны нагруженный регулируемым усилием пружины и давлением во всасывающей линии (12 – 6 – 7), а с другой давлением в напорной линии (11 – 9 – 10). Если давление в напорной линии ниже давления настройки, камера гидроцилиндра Ц2 соединяется со всасывающей линией (12 – 6 – 5 – УЗ – 8 – Ц2), и пружины прижимают наклонную шайбу к упору, ограничивающему ее максимальный угол наклона. По мере роста давления в напорной линии плунжер УЗ смещается влево, сжимая пружину, при этом давление в камере гидроцилиндра Ц2 увеличивается и угол а соответственно уменьшается. Наконец при максимальном давлении линии 8 и 9 соединяются через УЗ и цилиндр Ц2 ставит шайбу насоса Н1 в положение близкое к нулевому, при котором подача насоса используется только для компенсации утечек в гидроприводе. Аккумулятор А служит для уменьшения пульсации давления в гидроприводе и исключения пиков давления в переходных прцессах работы насоса Н2.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Брон Л. С. Гидравлический привод агрегатных станков и автоматических линий. М.: Машиностроение, 1974.
2. Гришаков В. И. Баки для гидросистем промышленного гидропривода. Киев. Техника 1968
3. Свешников В. К. Станочные гидроприводы. М.: Машиностроение, 1988.
4. Игнатьев Н. П. Основы проектирования Азов 2011г.

В Статье использована информация из раздела «Система гидропривода» работы автора «Основы проектирования. Часть 2 «Проектирование механизмов и систем» изданной в 2011г

Кроме того, в пособии содержится весь необходимый материал для проектирования гидравлического привода машин и оборудования, включая методику его проектирования, а также большое количество примеров оригинальных конструкций его элементов, позволяющих обеспечить требуемый режим работы гидравлической системы с учетом заданных требований и ограничений

Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину,

Стоимость полной версии статьи 35 рублей.