Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы (ТУ
22-3444 -75) лесозаготовительных машин
В лесозаготовительных машинах используются
насосы типа 210. Они являются по принципу действия обратимыми
гидромашинами и имеют однотипный качающий узел с насосами переменной
производительности типа 207 и 223.
Устройство аксиально-поршневого насоса-гидромотора типа 210 показано на
рис. 38.
Качающий узел (рис. 38, а) гидромашины состоит из приводного вала 1,
семи поршней 12 с шатунами 11, радиального 14 и сдвоенного
радиально-упорного 13 шарикоподшипников, блока цилиндров 7,
центрируемого сферическим распределителем 8 и центральным шипом 5. От
осевого перемещения внутренние кольца подшипников удерживаются двумя
пружинными кольцами 15, втулкой 3 и стопорным кольцом 2. В передней
крышке 16 установлено армированное манжетное уплотнение 17, опирающееся
на термообработанную втулку 18. В сферических гнездах вала 1 установлены
семь шатунов 11, которые вместе с центральным шипом 5 прижаты к фланцу
вала у гидромотора штампованной, а у насоса сборной усиленной пластиной
4. На центральном шипе 5 с помощью штифта 10 установлен блок цилиндров
7.
К внутренней поверхности крышки 20 неподвижно примыкает распределитель
8, два дугообразных паза которого совмещены с такими же пазами крышки
20. Сферическая поверхность блока цилиндров 7 с помощью тарельчатых
пружин 6 прижата к сферической поверхности распределителя таким образом,
что при вращении блока полости цилиндров в определенной
последовательности совмещаются с дугообразными пазами распределителя.
Вращение приводного двигателя через вал передается
шатунам. Шатуны, опираясь на конические юбки поршней, приводят блок
цилиндров во вращение относительно неподвижного распределителя. При
вращении приводного вала и изменении угла наклона поворотного корпуса
поршни 12 с завальцованными в них сферическими головками шатунов 11
совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах. Полость
цилиндра сообщается с напорным каналом при перемещении поршня в глубь
цилиндра и с всасывающим каналом при обратном ходе.
Если ось центрального шипа 5 совпадает с осью вала
1, как показано на рис. 38, а, то при вращении вала поршни не совершают
возвратно-поступательного движения и, следовательно, не всасывают и не
нагнетают рабочую жидкость. Если блок цилиндров 7 вместе с центральным
шипом 5 наклонить на некоторый угол к оси вала 1 (см. рис. 38, б), то
при вращении блока за один оборот приводного вала каждый поршень
совершит один двойной ход. При этом поршень, выходящий из блока,
засасывает рабочую жидкость в освобождаемый объем, а при движении в
обратном направлении вытесняет ее в напорную магистраль. Количество
рабочей жидкости, нагнетаемой насосом, зависит от частоты вращения
приводного вала.
При работе гидромашины в режиме гидромотора рабочая жидкость поступает
из гидросистемы в рабочие камеры блока гидроцилиндров через отверстие в
задней крышке 20 и полу-кольцевой паз в распределительном диске 8.
Давление жидкости на поршни передается через шатуны, расположенные под
углом 25° к оси приводного вала.
В месте контакта шатуна с валом сила от давления жидкости на поршень
раскладывается на осевую составляющую, воспринимаемую радиально-упорными
шарикоподшипниками 13, и тангенциальную, создающую момент. Величина
крутящего момента, развиваемого гидромотором, пропорциональна рабочему
объему и давлению, определяемому величиной внешней нагрузки
(сопротивления).
При изменении количества рабочей жидкости или направления ее подачи
изменяются частота и направление вращения вала гидромотора. Насос
правого вращения может работать как гидромотор левого вращения. Для
использования гидромотора в режиме насоса необходимо дополнительное
согласование с заводом-изготовителем.
Направление вращения насоса указано стрелкой на корпусе 19. По
специальному заказу могут быть изготовлены насосы левого вращения.
Обозначение насоса или гидромотора образуется прибавлением через точку к
обозначению 210 трех парных цифр, т. е. 210.XX.yy.ZZ, где XX — диаметр
поршня, мм (может быть 12, 16, 20, 25, 32), УУ — тип гидромашины (11, 13
— гидромотор реверсивный с одинаковыми проходами подсоединений; 12, 16 —
насос нереверсивный самовсасывающий с разными проходами подсоединений),
ZZ — условное обозначение типа вала (20 или 00—шпоночный вал и 21 и 01 —
шлицевой вал — основное исполнение). В конце обозначения
модернизированных гидромашин ставится буква. Так, например,
аксиально-поршневой гидромотор с диаметром поршня 25 мм и шлицевым валом
имеет обозначение 210.25.13.21.Б.
Сдвоенные аксиально-поршневые регулируемые насосы
типа 223 и 224 (рис. 39) состоят из унифицированных качающих узлов
насоса типа 210, установленных параллельно в общем корпусе 5. Каждый из
блоков цилиндров 2 со сферическим распределителем 1 установлен в
поворотном корпусе 3, который может поворачиваться на угол до 25°.
Вал насоса 6 приводится- во вращение от приводного двигателя и через
встроенный в насос редуктор 7 передает вращение валам 4 качающих узлов.
При отклонении поворотных корпусов от положения, при котором ось
приводного вала параллельна осям блоков цилиндров, изменяется величина
хода поршней, что вызывает изменение подачи насоса. Оба поворотных
корпуса жестко связаны пластиной регулятора, состоящего из
двухступенчатого поршня
8 с равными площадями каждой ступени и комплекта пружин
9 с компенсационными шайбами 10.
Из напорной магистрали каждого насоса давление подводится к поршню 8.
При работе насоса с небольшими нагрузками усилие пружин регулятора
удерживает поворотные корпусы в положении, соответствующем максимальной
подаче насоса. При увеличении давления поршень 8 сжимает пружины, угол
наклона поворотного корпуса уменьшается и соответственно снижается
подача насоса. Пружины 9 регулятора и толщину шайб 10 подбирают так,
чтобы обеспечивалось постоянное значение приводной мощности.
Насосы типа 223 и 224 изготовляют самовсасывающими
(со встроенным регулятором мощности) в двух исполнениях, различающихся
диаметром поршня качающего узла (20 и 25 мм) и передаточным числом
редуктора.
Гидроцилиндры лесозаготовительных машин
Являются объемными гидродвигателями,
предназначенными для преобразования энергии потока рабочей жидкости в
механическую энергию выходного звена. Выходным (подвижным) звеном может
быть как шток, так и корпус (гильза) гидроцилиндра. На
лесозаготовительных машинах преимущественно применяются гидроцилиндры
двустороннего действия. Каждый гидроцилиндр имеет: корпус (гильзу),
верхнюю и нижнюю крышки, поршень, шток (плунжер) и уплотнения поршня и
штока. Для очистки штока от грязи и предохранения уплотнений
устанавливают чехлы или грязесъемные манжеты. На некоторых
гидроцилиндрах в штоки монтируют специальные разгрузочные клапаны,
которые после окончания хода поршня соединяют полости цилиндра и снимают
нагрузку.
В поворотных гидроцилиндрах выходное звено совершает движение,
поворачиваясь на угол меньше 360 °С.
Уплотнительные устройства лесозаготовительных
машин
Предназначены для обеспечения герметичности гидрооборудования, т. е. его
способности не пропускать рабочую жидкость под давлением через зазоры
двух неподвижных или перемещающихся одна относительно другой жестких
поверхностей. Это достигается установкой между уплотняемыми
поверхностями эластичного материала (контактного уплотнения),
устраняющего зазор и обеспечивающего необходимую герметизацию
соединения.
В гидравлическом оборудовании устанавливаются уплотнения, совместимые с
применяемыми рабочими жидкостями, работоспособные в интервале температур
рабочей жидкости для определенных климатических условий.
В гидравлическом оборудовании, изготовляемом заводами Минстройдормаша
СССР, наибольшее применение получили следующие виды уплотнений:
резиновые кольца круглого сечения, резиновые манжеты уменьшенного
сечения, манжеты армированные и многорядные резинотканевые уплотнения.
Резиновые уплотнительные кольца круглого сечения с
размерами по ГОСТ 9833—73 и ГОСТ 18829—73 предназначены для уплотнения
подвижных и неподвижных соединений деталей гидрооборудования при
следующих условиях эксплуатации: скорости относительного движения до 0,5
м/с, номинальном давлении для подвижных соединений до 32 МПа, для
неподвижных соединений до 50 МПа.
Внутренние диаметры резиновых колец и обозначения их типоразмеров
определены указанными стандартами. Пример условного обозначения кольца
для штока диаметром 20 мм (первая группа из трех цифр), втулки крышки
цилиндра диаметром 25 мм (вторая группа из трех цифр), кольца с
диаметром сечения 3 мм (третья группа из двух цифр — диаметр сечения,
умноженный на 10), группы точности 2 (четвертая цифра), из резины группы
4 (пятая цифра): кольцо 020-025-30-2-4 ГОСТ 9833—73.
Кольца, снятые при демонтаже уплотнительного узла повторно применять не
рекомендуется.
Защитные кольца гидросистемы лесозаготовительных
машин
Применяются для предупреждения выдавливания
резины уплотнительного кольца в зазор под влиянием давления рабочей
жидкости. Их устанавливают в канавки под уплотнительные кольца со
стороны противоположной направлению давления, а при двустороннем
давлении — с обеих сторон от уплотнительного кольца. Изготавливаются из
фторопласта.
Резиновые манжеты уменьшенного сечения гидросистемы лесозаготовительных
машин
Предназначены для уплотнения поршней и штоков
гидроцилиндров при следующих условиях эксплуатации: скорости
относительного движения до 0,5 м/с; номинальном давлении без защитных
колец до 10 МПа; с защитными кольцами до 50 МПа.
Герметизация соединений, совершающих возвратно-поступательное движение,
обеспечивается контактной поверхностью усов манжеты за счет ее
деформации при установке и передаче воспринимаемого рабочего давления.
Конструкция и номинальные размеры манжет должны соответствовать ГОСТ
14896—74.
Армированные манжеты (с пружиной) гидросистемы лесозаготовительных
машин
Применяются для уплотнения вращающихся валов.
По ГОСТ 8752—70 такие манжеты изготовляют двух типов: однокромочные и
однокромочные с пыльником.
Манжеты изготовляют из резиновой смеси ИРП-1068-Зс по технологическому
регламенту ТР-51-306—63 для работы в температурном диапазоне —50... +120
°С или из резиновой смеси ИРП-1287 по ТУ 38.005.204—71 для работы в
температурном диапазоне —25... + 120 °С.
Многорядные резинотканевые уплотнения (ГОСТ 9041—59). Применяются для
герметизации узлов объемных гидроприводов
с возвратно-поступательным движением плунжеров,
поршней, штоков, работающих при давлении до 63 МПа, температуре от —50
до +100°С, скорости до 3 м/с в среде минеральных масел.
Резиновые уплотнения армируют тканями для повышения их прочности,
износостойкости и улучшения эксплуатационных характеристик.
Резинотканевые уплотнения по сравнению с резиновыми имеют больший предел
прочности на сжатие и меньшие потери на трение вследствие лучшей
износостойкости при контакте с уплотняемой поверхностью, смазанной
рабочей жидкостью.
Конструкция многорядного уплотнения по ГОСТ 9041—59 представляет собой
пакет, состоящий из набора манжет, нажимного и опорного колец.
