Бак для рабочей жидкости

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Под гидроприводом понимают совокупность устройств (в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей), предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением.

В зависимости от вида используемой в гидромашинах энергии различают объемные и гидродинамические приводы.

Объемным называется гидравлический привод, машины которого в принципе своего действия используют потенциальную энергию давления. Связь между звеньями гидропривода осуществляется с помощью геометрически изолированных объемов, что и определило название привода. Кинематика передач этих приводов практически не зависит от нагрузки, поэтому скоростные и силовые параметры могут рассматриваться раздельно.

Гидравлический привод, использующий потенциальную и кинетическую энергию движущейся жидкости, называется гидродинамическим.

Регулируемые объемные гидроприводы широко используются в качестве приводов станков, прокатных станов, прессового и литейного оборудования, дорожных, строительных, транспортных и сельскохозяйственных машин и т.п. Такое широкое их применение объясняется рядом преимуществ этого типа привода по сравнению с механическими и электрическими приводами. Основные из этих преимуществ следующие.

1. Высокая удельная мощность гидропривода, т.е. передаваемая мощность, приходящаяся на единицу суммарного веса элементов. Этот параметр у гидравлических приводов в 3...5 раз выше, чем у электрических, причем данное преимущество возрастает с ростом предаваемой мощности.

2. Относительно просто обеспечивается возможность бесступенчатого регулирования скорости выходного звена гидропривода в широком диапазоне.

3. Высокое быстродействие гидропривода. Операции пуска, реверса и останова выполняются гидроприводом значительно быстрее, чем другими приводами. Это обусловлено малым моментом инерции исполнительного органа гидродвигателя (момент инерции вращающихся частей гидромотора в 5...10 раз меньше соответствующего момента инерции электродвигателя).

4. Высокий коэффициент усиления гидроусилителей по мощности, значение которого достигает ?10⁵.

5. Сравнительная простота осуществления технологических операций при заданном режиме, а также возможность простого и надежною предохранения приводящего двигателя и элементов гидропривода от перегрузок.

6. Простота преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное.

7. Свобода компоновки агрегатов гидропривода.

Наряду с отмеченными достоинствами гидропривода, при его проектировании или решении вопроса о целесообразности его использования следует помнить также и о недостатках, присущих этому типу привода. Эти недостатки обусловлены в основном свойствами рабочей среды (жидкости). Отметим основные из этих недостатков.

1. Сравнительно невысокий КПД гидропривода и большие потери энергии при ее передаче на большие расстояния.

2. Зависимость характеристик гидропривод от условий эксплуатации (температура, давление). От температуры зависит вязкость рабочей жидкости, а низкое давление может стать причиной возникновения кавитации в гидросистеме или выделения из жидкости растворенных газов.

3. Чувствительность к загрязнению рабочей жидкости и необходимость достаточно высокой культуры обслуживания. Загрязнение рабочей жидкости абразивными частицами приводит к быстрому износу элементов прецизионных пар в гидравлических агрегатах и выходу их из строя.

4. Снижение КПД и ухудшение характеристик гидропривода по мере выработки им или его элементами эксплуатационного ресурса. Прежде всего происходит износ прецизионных пар, что приводит к увеличению зазоров в них и возрастанию утечек жидкости, т.е. снижению объемного КПД.

Таким образом, гидравлические приводы имеют, с одной стороны, неоспоримые преимущества по сравнению с другими типами приводов, а с другой стороны -- существенные недостатки. В связи с этим перед специалистами, связанными с проектированием, изготовлением и обслуживанием гидроприводов, ставятся определенные задачи.

Задачами конструктора при проектировании гидропривода являются оптимизация его схемы, обеспечивающей выполнение приводом функциональных требований, и обоснованный выбор элементов гидропривода.

Задачами технолога при изготовлении элементов гидропривода являются обеспечение требуемого высокого качества изготовления, так как это оказывает колоссальное влияние на эксплуатационные характеристики гидропривода. Так, в прецизионных парах современных гидравлических агрегатов зазоры составляют 5 мкм и менее. Обеспечить такую точность достаточно сложно.

В задачи обслуживающего персонала во время эксплуатации гидропривода входит выполнение технических условий и требований по его эксплуатации, заключающееся, прежде всего в выполнении правил монтажа гидропривода, регулярной смене фильтрующих элементов фильтров и замене рабочей жидкости, а также при необходимости в ее доливке. Выполнение этих требований позволяет значительно продлить срок службы, как отдельных элементов гидропривода, так и всего гидропривода в целом.

Бак для рабочей жидкости. Конструктивные элементы. Основы расчета

Гидробак - это устройство, предназначенное для содержания рабочей среды с целью использования её в процессе работы объемного гидропривода. Гидробаки (баки) служат для хранения, очистки и охлаждения рабочей жидкости, циркулирующей в гидроприводе.

Гидробаки, применяемые в гидроприводах, бывают двух типов: открытые (с атмосферным давлением над жидкостью) и закрытые (с давлением, отличным от атмосферного). На рисунке 1 представлена типовая схема открытого гидробака. Корпус 1 бака закрыт крышкой 2, исключающей попадание в гидробак посторонних примесей. Через крышку 2 в бак входят трубы 3 и 5 соответственно сливной и всасывающей гидролиний. Для заполнения бака в крышке установлена заливная пробка 4 с дренажным отверстием, обеспечивающим выравнивание давлений внутри и снаружи бака, а также отвод в атмосферу выделяющихся из масла газов и воздуха. Для предотвращения попадания в бак пыли дренажное отверстие снабжено воздушным фильтром. В корпусе бака установлены сливные пробки 6 и 7, расположение которых обеспечивает полное опорожнение бака. С этой же целью дно бака имеет уклоны 5…10?.

Рисунок 1 - Типовая конструкция открытого гидробака.

Для удлинения пути жидкости в баке между сливным и всасывающим патрубками расположена перегородка. Это улучшает удаление из жидкости воздуха и повышает эффективность её охлаждения. С этой же целью труба 3 гидролинии имеет срез под углом 45?, направленный в сторону стенки. В гидробаке всегда должен быть указатель уровня жидкости, например мерное окно.

Основные размеры бака выбираются из следующих условий:

1. объем бака V = (2…3)Q, где Q - подача насоса в минуту, м³/ч;

2. высота перегородки H = 0,67H₀, где H₀ - уровень жидкости в баке, мм;

3. глубина погружения труб гидролиний h₁ ? (2…3)d, где d - диаметр трубы, мм;

4. срез всасывающей трубы должен находиться от дна на высоте h₂ ? 2d.

В большинстве случаев баки имеют сварную конструкцию и изготовляются из листовой стали. В некоторых гидроприводах баки служат станиной для установки насосов и других устройств. Насос следует устанавливать так, чтобы его высота над уровнем жидкости в баке не превышала 700 мм. Заливку жидкости в бак целесообразно производить через сетчатый фильтр. При проектировании бака следует руководствоваться ГОСТ 12448 - 80.

Закрытые гидробаки с избыточным давлением применяют в некоторых гидроприводах для обеспечения лучшего заполнения рабочих камер насосов и исключения возникновения кавитации на их входе. Герметичный бак, представляющий собой сварной цилиндр, заполняют воздухом или инертным газом под давлением до 0,2 - 0,3 МПа. Надув осуществляется инертным газом (азотом), применение которого не вызывает окисления масла. В гидросистемах прессов такие баки служат для заполнения рабочих цилиндров жидкостью при холостом ходе машины. Избыточное давление в них достигает 0,8…1,0 МПа.

На рисунке 2 представлена типовая схема закрытого бака. Надув бака производится через штуцер 3. Жидкость возвращается из гидросистемы в бак через насадок 1 с перфорированным колпаком для дробления струи. Бак заправляют жидкостью через снабженную фильтром горловину 4, герметично перекрываемую крышкой.

Рисунок 2 - Типовая конструкция закрытого гидробака.

Общие технические требования, предъявляемые к гидробакам:

1. Конструкция бака должна:

1.1 обеспечивать возможность циркуляции всей рабочей жидкости или жидкого смазочного материала (далее -- жидкости), размещенного в баке, не допуская прямой циркуляции между всасывающими и сливными трубопроводами, а также завихрений во время работы объемного гидропривода или циркуляционной смазочной системы;

1.2 при креплении гидравлических или смазочных устройств на крышке бака иметь достаточную прочность и жесткость, а также при необходимости предусматривать на крышке бака возможность сбора и отвода утечек жидкости;

1.3 не усиливать шум, создаваемый насосом и приводящим двигателем, которые устанавливают на гидробаке, и не создавать дополнительных вибраций;

1.4 способствовать охлаждению жидкости, удалению из нее пузырьков воздуха и осаждений загрязнений;

1.5 предотвращать проникновение воздуха в рабочую жидкость и вспенивание ее;

1.6 исключать наружные утечки жидкости, попадание загрязняющих частиц из окружающей среды и всасывание осадков со дна бака в гидравлическую систему.

2. Бак должен иметь устройство для свободной (без давления) или закрытой (под давлением) заливки жидкости. Устройство для закрытой заливки рекомендуется как предпочтительное.

3. Заливное устройство должно иметь герметичное запорное устройство или герметично закрывающуюся крышку. Конструкция крышки должна исключать возможность ее утери в процессе эксплуатации (откидная крышка, крышка на цепочке и т. п.).

4. Устройство для свободной заливки (заливная горловина) должно быть снабжено фильтром. Конструкция фильтра и заливной горловины должна исключать возможность повреждения фильтра и обеспечивать удобство его замены.

5. Бак должен быть оборудован указателем уровня жидкости или выполнен из прозрачного материала, а при необходимости снабжен автоматическим устройством, регулирующим уровень жидкости или подающим сигнал при достижении заданного уровня.

6. Бак, предназначенный для работы под атмосферным давлением, в верхней части должен иметь сапун, снабженный воздушным фильтром.

Утечки жидкости через сапун не допускаются.

7. Конструкция бака должна обеспечивать быстрый и полный слив жидкости из бака и удобство его очистки.

8. Внутренние поверхности бака, изготовленного из корродирующего металла, должны иметь антикоррозионные покрытия, стойкие к воздействию жидкости и не вызывающие ее загрязнения.

9. Пропускная способность заливного устройства должна обеспечивать заполнение бака жидкостью в течение заданного времени.

10. Пропускная способность одного или нескольких сапунов должна соответствовать максимальной скорости измерения уровня жидкости в баке.

11. Номинальная тонкость фильтрации воздушного фильтра должна определяться требованием к чистоте жидкости, на которой должна работать гидросистема.

12. Срок службы баков не должен быть менее срока службы машин, на которых они устанавливаются.

13. После изготовления внутреннее пространство бака должно быть очищено от загрязнений. Чистота промывочной жидкости, слитой из бака, должна соответствовать требованиям к чистоте жидкости, на которой должна работать гидросистема.

гидравлический бак жидкость пропускной

Заключение

Гидравлический бак является одним из важных элементов гидросистемы. На первый взгляд его конструкция является простой, но принимая в учет условия эксплуатации, тип используемой рабочей жидкости, следует придерживаться общепринятых государственных стандартов.

Технический прогресс стремится к более эффективным и мощным техническим устройствам. Гидропривод также не стоит на месте, поэтому со временем многие устройства станут не приемлемы, что потребует их модернизации или создание принципиально нового устройства. Гидравлический бак - это не самое совершенное устройство гидропривода, перспектива дальнейшего развития возможна и будет эффективна.

Список литературы

1. Гудилин Н.С., Кривенко Е.М., Маховиков Б.С., Пастоев И.Л. Гидравлика и гидропривод: Учеб. пособие /Под общ. ред. И.Л. Пастоева. - 3-е изд., стер. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2001. - 520 с.

2. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы, Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. - М.: Машиностроение, 1982.

3. Гидравлические и пневматические системы: Учебник для сред. проф. образования / А.В. Лепешкин, А.А. Михайлин; Под ред. Ю.А. Беленкова. - М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 336 с.

4. ГОСТ 16770-86

Размещено на Allbest.ru