Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции по гидроприводу. АГТУ - файл Конспект лекций гидропнев.doc


Лекции по гидроприводу. АГТУ
скачать (16643.4 kb.)

Доступные файлы (1):

Конспект лекций гидропнев.doc22790kb.09.03.2008 20:13скачать

Конспект лекций гидропнев.doc

1   2   3
6. Мультипликационный эффект автотранспортных домкратов и опрокидывателей, его оценки
6.1. Общие сведения.

Гаражные домкраты и опрокидыватели относятся к подъемно-осмотровому оборудованию автомобиля с его частичным вывешиванием. Примерно 45% объема работ по диагностике и техническому обслуживанию автомобилей в автосервисах и гаражах требуют доступа к рабочему объекту снизу.

6.2. Автотранспортные домкраты.

Гидравлические автотранспортные домкраты кратко можно классифицировать таким образом. По области применения – дорожные и гаражные. По типу привода – с ручным, педальным, пневматическим и электрическим. По конструкции механической передачи усилия обслуживаемому объекту - рычажные, штоковые, параллелограмные. По способу перемещения оборудования на территории обслуживания – передвижные (на колесах) и переносные. По способу установки под автомобиль – подставные, подкатные.

У выполненных моделей современных автотранспортных домкратов диапазон грузоподъемности находится в предлелах 1,6…12,5 тонн, а высота подъема объекта обслуживания до 500…900 мм.

6.3. Мультипликационный эффект статического (объемного) гидропривода заключается в его свойстве увеличивать (трансформировать) действующую на его входе силу. Для рассмотрения его принципа воспользуемся рис.16.



Рис. 16. Схема к описанию мультипликационного эффекта объемного

гидропривода

По закону Паскаля о равномерной передаче давления в замкнутом объеме гидравлической системы справедливы следующие зависимости.

. (12)

. (13)

. (14)

. (15)

. (16)

В формулах (12) – (16) и на рис. 16 обозначены величины:

HHусилие, действующее на ведущий (входной) поршень гидропривода, Н;

FH – площадь ведущего поршня, м2;

P – давление жидкости в гидросистеме объемного привода (на рис. 16 рабочую жидкость символизирует темная внутренняя окраска), Па;

HDусилие, действующее на ведомый (выходной) поршень гидропривода, Н;

FD – площадь ведомого поршня, м2.

Неравенства (15) и (16) отражают качественный характер рассматриваемого процесса.

Для оценки данного эффекта применяется безразмерный коэффициент мультипликации силы (момента) KMC равный

, (17)

или

, (18)

где gD и gH – удельные рабочие объемы соответственно выходного и входного гидроцилиндров рассматриваемой схемы на рис. 16 (в общем случае исполнительной и насосной гидромашин), м2;

ηDM, ηHM, ηA – КПД выходного гидроцилиндра, входного гидроцилиндра и промежуточной гидросистемы (в общем виде агрегатов привода), соответственно.

Как количественный примера мультипликационного эффекта объемного гидропривода рассмотрим гидравлический домкрат в соответствии с расчетной схемой на рис. 17.

В качестве основной рабочей гипотезы при идеализации расчета предположим отсутствие тепловых потерь при функционировании данной гидравлической системы.


Рис. 17. Схема к расчету оценок мультипликационного эффекта гидросистемы гаражного домкрата
Удельные рабочие объемы насосного gH (входного) и исполнительного gD (выходного) гидроцилиндров равны

, (19)

, (20)

где dH и dD – диаметры насосного и исполнительного гидроцилиндров, соответственно;

r1 и r2 – компоновочные размеры рукоятки привода насоса, см. рис. 17.

С учетом изложенных предпосылок, коэффициент мультипликации силы данной расчетной схемы математически моделируется так

. (21)

Имеем следующие исходные к расчету данные: ηDM = 0,925; ηHM = 0,87; ηA = 0,8; dD = 120 мм; dH = 16 мм; r1 = 300 мм; r2 = 25 мм; HH = 100 Н.

В результате вычислений по формуле (21) получим KMC = 435. С учетом уравнения (17) найдем HD = 43500 Н или можно сделать вывод о том, что проектная грузоподъемность рассмотренного домкрата составит 4434 кг.

Принятый в изложенном примере насос классифицируется как гидромашина плунжерного типа. В действительности именно они имеют наибольшее применение из-за их простоты и надежности. При эксплуатации таких насосов необходимо использовать чистое гидравлическое масло, заменять его в среднем один раз в три месяца и обязательно выпускать воздух из внутренних гидролиний домкрата.

В автосервисах и гаражах типичным представителем оборудования, в котором используется гидравлическая система аналогичная изображенной на рис. 17, являются передвижные подкатные рычажные домкраты с ручным приводом (рис.18).


Рис.18. Принципиальная схема подкатного гаражного гидродомкрата: 1 – рукоятка привода насоса гидросистемы; 2 – фиксатор положения исполнительного устройства; 3 – рукоятка управления иглы выпуска рабочей жидкости для возврата гидродомкрата в исходное положение; 4 – блок насоса, гидробака и клапана управления гидросистемы; 5 – исполнительный гидроцилиндр; 6 – силовой рычаг – стрела; 7 – подхват; 8 – рама; 9 и 10 – ходовые колеса домкрата

6.4. Гидромеханические подъемники – опрокидыватели предназначены для проведения осмотровых, ремонтных, сварочных, малярных и других работ. Их гидравлический привод действует аналогично рассмотренным ранее. Данное гаражное оборудование занимает промежуточное положение между домкратами и автомобильными подъемниками. Его краткую классификацию можно представить так.

По степени подвижности – стационарные и передвижные. По типу привода – электромеханические, гидромеханические и с ручным приводом. В зависимости от способа крепления автомобиля - захватом за бампер или колесо. Грузоподъемность современных подъемников – опрокидывателей находится в пределах 1000- 3000 кг.

Принципиальная компоновочная схема типичного стационарного подъемника – опрокидывателя изображена на рис. 19.



Рис.19. Компоновочная схема гаражного подъемника – опрокидывателя: 1 – зажим крепления автомобиля; 2 – каретка; 3 – стойка с исполнительным устройством гидросистемы; 4 – подъемная рама; 5 – остов подъемника
Автомобиль, установленный на раме опрокидывателя, закрепляется на ней двумя захватами, нажатием кнопки на пульте управления включается электродвигатель насосной станции, распределитель гидросистемы устанавливается в положение «подъем», и каретка исполнительным гидроприводом перемещается вверх. При максимальном угле наклона рама автоматически останавливается.

Например, отечественный подъемник – опрокидыватель П-146 с электрогидравлическим приводом имеет грузоподъемность 2000 кг, наибольший угол наклона подъемной рамы 300, время наклона рамы на полный угол 30 с, массу 380 кг.

Основным перспективным направлением проектирования гидравлических домкратов и подъемников – опрокидывателей является расширение их изготовляемой номенклатуры.
^ 7. Гидроприводы автотранспортных подъемников: принципиальные схемы, проектный энергетический расчет
Подъемники служат для полного или частичного подъема автомобиля над уровнем пола или над канавой на высоту, необходимую для удобного обслуживания или ремонта агрегатов транспортного средства.

7.1. Классифицировать современные гаражные подъемники кратко можно так (всего выделяют 22 типа подъемников).

По принципу действия: с подъемом автомобиля на стойках или платформах, с подъемом автомобиля на устройствах параллелограмного типа. По технологическому расположению: напольные (подземные), наканавные – на ребордах канавы, канавные – на стенке или дне осмотровой канавы. По степени подвижности: стационарные, передвижные. По количеству стоек (плунжеров): одностоечные, 2 – стоечные, 3 – стоечные, 4 – стоечные и многостоечные.

В данном случае рассматриваются гаражные подъемники, имеющие гидравлический привод исполнительных устройств и грузоподъемностью от 2 до 48 тонн.

7.2. Некоторые принципиальные схемы компонентов гидроподъемников.

На рис. 20 представлен пример широко распространенных одноплунжерных (одностоечных) напольных подъемников – стационарный вариант. Грузоподъемность аналогичных конструкций не превышает 4 – х тонн, производительность насосной станции 150 – 200 л/мин, рабочее давление жидкости до 0,9 МПа, высота подъема объекта до 2 – х метров, время подъема 35 – 40 с, время опускания опоры 30 – 35 с.



Рис. 20 а, б. Схемы напольных (подземных) стационарных одноплунжерных гидроподъемников. а) компоновочная схема: 1 – гидроцилиндр, 2 – страховочная штанга, 3 – платформа, 4 – насосная станция (насос обычно шестеренный). б) структурная гидравлическая схема: 1 – корпус плунжера, 2 – плунжер, 3 – платформа, 4 – гидрораспределитель, 5 – насос, 6 – электродвигатель, 7 – бак для рабочей жидкости, 8 – манометр, 9 – редукционный клапан, 10 – фильтр гидросистемы

Для сравнения, например, двухстоечные напольные гидроподъемники (рис. 21) могут иметь грузоподъемность до 8 тонн, высоту подъема автомобиля до 2,5 метров. Следует отметить, что гидравлическая составляющая схемы на рис. 20 б практически повторяется для всех подъемников с гидроприводом, основное отличие может быть в типе привода насосной станции, например, пневмопривод или ручной, педальный приводы.


Рис. 21. Автомобильный двухстоечный напольный гидравлический подъемник фирмы ROTARI ( модель SPOA3T грузоподъемностью 3 тонны)
Рис. 22 дает представление о структурно – компоновочной схеме канавного гаражного подъемника. Направления стрелок говорят о том, что в технологическом процессе технического обслуживания или ремонта опорную головку плунжера можно по месту рационально расположить под объектом работы.



Рис. 22. Канавный одноплунжерный подъемник: 1 – плунжер, 2 – опорная головка штока, 3 – направляющие колеса, 4 – катки

7.3. Основы проектного энергетического расчета автомобильных гаражных гидроподъемников базируются, прежде всего, на исходных технических данных. Это: LП – высота подъема, м; tП – полное время перемещение выходного звена (плунжера) при подъеме, с; mВ – масса подвижных частей оборудования, связанных с выходными звеньями, кг; HС – проектная грузоподъемность, Н; PНОМ – номинальное давление в гидросистеме подъемника, МПа; Z – число стоек (плунжеров) оборудования, шт; ηГА – гидравлический КПД гидроагрегатов и гидролиний; ηДМ – механический КПД гидродвигателя. Методика проектного расчета имеет следующую последовательность.

Определение максимальной проектной скорости подъема (м/с)

. (22)

Рассчитывается показатель нагрузки (безразмерный)

. (23)

Из графика, представленного на рис. 23, по вычисленному параметру εН находится значение относительной предельной скорости подъема по мощности гидропривода - (безразмерная величина).



Рис.23. Зависимость оптимальной по мощности привода относительной предельной скорости движения выходного звена от показателя нагрузки εН
Далее рассчитывается проектная скорость выходного звена (м/с)

VП = VМАХ. (24)

Определение ускорения элементов исполнительных звеньев привода (м/с2)

. (25)

Находится расчетная нагрузка на штоки (плунжеры) оборудования (Н)

. (26)

Оценивается требуемая мощность на привод насосной станции подъемника (кВт)

NП = 10-3VПHВ. (27)

В итоге энергетического расчета исполнительной части гидропривода подъемника выбирают типоразмер объемного двигателя, который должен обеспечить скорость VП движения выходного звена (звеньев) и преодолевать максимальную внешнюю нагрузку HВ. Для этого находят расчетный удельный объем исполнительного гидродвигателя или гидродвигателей – если плунжеров или стоек несколько (м2)

. (28)

Определение расчетного диаметра поршней (плунжеров) исполнительных устройств гидроподъемника (м)

. (29)

По найденному параметру dD при проектировании подъемника разрабатывают конструкцию исполнительной части гидропривода, или подбирают готовый типоразмер.

Пример проектного энергетического расчета автомобильного гидроподъемника.

Исходные данные: тип оборудования – одноплунжерный канавный передвижной автомобильный гидроподъемник; LП – 0,4 м; tП – 1,6 с; mВ –2400 кг; HС –7500 Н; PНОМ – 10 МПа; Z – 1 плунжер; ηГА – 0,85; ηДМ – 0,95.

Результаты расчета: VМАХ = 0,5 м/с; εН = 0,1; из графика на рис. 23 имеем = 0,6; VП = 0,302 м/с; WП = 1,089 м/с2; HВ = 10114,56 Н; NП = 3,059 кВт; gD = 12,526 х 10-4 м2 ; dD = 0,0399 ≈ 0,04 м.

7.4. Синхронизация скорости движения выходных элементов исполнительных гидродвигателей многоплунжерных (многостоечных) подъемников должна обеспечить параллельное движение всех выходных звеньев, даже в случае неодинаковой нагрузки на них. Применение громоздких различных механических синхронизирующих устройств, связей и передач усложняет и удорожает конструкцию подъемника. Поэтому наиболее актуальны гидравлические синхронизирующие устройства – делители потока (рис. 24).



Рис.24. Принципиальная схема делителя потока

Гидроаппарат состоит из двух нерегулируемых дросселей 1 и двух дросселей 2, проходные сечения которых могут автоматически изменяться в следствии перемещения плунжера 3. При равенстве нагрузок на исполнительных цилиндрах P = P и площадей поршней (плунжеров) давление P1 = P2, перепад давлений P = (P3 P4) = 0, плунжер 3 делителя занимает среднее положение, расходы жидкости в обеих линиях одинаковы. Если нагрузка на один из гидродвигателей изменится, то под действием возникшего перепада давлений у плунжера дросселя 3 он начнет смещаться из среднего положения, одновременно изменяя проходные сечения дросселей 2 до тех пор, пока не обеспечится P = (P3 P4) = 0. При этом расходы жидкости в обеих ветвях будут одинаковыми. Клапаны 4 обеспечивают устранение рассогласования движения штоков, которое возникает из-за неизбежных погрешностей деления потока с увеличением числа ходов выходных звеньев подъемника.

При технической эксплуатации автомобильных гидроподъемников, в части их привода, обязательно контролируют наличие воздуха в гидросистеме – его не должно быть и оперативно устраняют возможные утечки рабочей жидкости.

Современными основными тенденциями в создании автомобильных гаражных подъемников являются: расширение их номенклатуры и типоразмерного ряда; отдание предпочтения передвижным напольным подъемникам. Это объясняется тем, что указанное оборудование не требует фундаментов, позволяет более гибко организовать технологию технического обслуживания и ремонта, а также улучшает условия труда специалистов, благодаря более рациональному размещению на участках автосервисов.
^ 8. Гидравлические системы заправочно-смазочного гаражного оборудования
Данные системы предназначены для подготовки, учета и выдачи топлива, масел и пластических смазок потребителю.

8.1. Заправка топливом в условиях гаражей и автосервисов в большинстве случаев осуществляется при помощи топливораздаточных колонок различного типа и конструкций. В настоящее время имеется тенденция к применению автоматизированной системы управления процессом заправки.

Базовая классификация топливораздаточных колонок такова. По типу привода: с электроприводом, ручные, с двойным приводом. В зависимости от принципа замера расхода топлива: с дискретным замером мерными емкостями, с непрерывным замером прямоточным объемомером. По способу монтажа: стационарные, передвижные, переносные.

Гидравлические схемы различных топливораздаточных колонок во многом схожи и иллюстрируются на рис. 25 (вязкость топлива менее 8 сСт).


Рис.25. Структурная схема гидросистемы топливораздаточной колонки: 1 – приемный фильтр с обратным клапаном, 2 – заборный рукав, 3 - фильтр предварительной очистки, 4 – насосная станция, 5 – фильтр-газоотделитель, 6 – поплавковая камера, 7 – счетчик жидкости, 8 – отсчетное устройство, 9 – индикатор, 10 – раздаточный кран, 11 – топливохранилище, 12 – рукав
Посредством насосной станции топливо из резервуара через приемный фильтр 1 подается в заборный рукав 2. Данный трубопровод длиной не более 4-х метров и внутренним диаметром до 32 мм. Фильтр предварительной очистки топлива 3 оснащен сменным фильтрующим элементом и улавливает частицы загрязнений более 100 мкм из бензина и более 20 мкм из дизельного топлива. Насосная станция 4 состоит из электродвигателя и насоса. Насос представляет собой объемную гидромашину роторно-пластинчатого типа, обычно однократного действия. Во многих конструкциях колонок предусмотрен дублирующий ручной привод насосной станции. Насос оснащен предохранительно-перепускным клапаном, отрегулированным на максимальное давление 0,35 МПа.

Газоотделитель 5 служит для выделения воздуха из топрлива, поступающего в счетчик жидкости. Он действует по принципу уменьшения на его входе скорости потока топлива, благодаря чему газовая среда отделяется от жидкой. Газовые пузырьки вместе с воздухом поступают в поплавковую камеру 6. Такие устройства необходимы для уменьшения искажений в показаниях счетчика в результате влияния паров и воздуха. Поплавковая камера 6 осуществляет конденсацию паров топлива и выпуск воздуха в атмосферу. Счетчик жидкости 7 обычно поршневого типа обеспечивает механическое или электронное управление отсчетным устройством 8, по которому осуществляется учет выдаваемого топлива. Расход топлива достигает 50 л/мин.

Индикатор 9 позволяет визуально контролировать подачу топлива потребителю через рукав 12 и раздаточный кран 10. Сечение рукава представляет собой устройство, оснащенное заземляющим проводом.

Основные гидравлические узлы колонки имеют пломбы, и один раз в год топливораздаточное оборудование проходит государственную поверку. В частности погрешность отпуска топлива не должна превышать ± 0,5% от объема контрольных мерников (10 и 50 литров).

8.2. Маслораздаточное оборудование, прежде всего, подразделяют по типу заправочных масел: для моторных масел, для трансмиссионных масел, для гидравлических масел. Кроме того, в зависимости от типа привода насоса установки их разделяют на типы: электрические, пневматические и с ручным или педальным приводом. Наиболее распространен электропривод от централизованной сети переменного тока, но все больше начинают использоваться пневмонасосы от воздушной сети давлением 0,8 МПа. В зависимости от технологического базирования маслораздаточное оборудование может быть стационарным, передвижным и переносным.

Однако, несмотря на большую номенклатуру такого оборудования, основу каждого образца составляет идентичная гидравлическая система. На рис. 26а. представлена ее интерпретация.



Рис. 26. а) структурная схема гидросистемы колонки для раздачи масла: 1 – хранилище, 2 – насосная станция, 3 – фильтр, 4 – кран запорный, 5 – счетчик масла, 6 – индикатор, 7 – рукав раздачи, 8 – раздаточный пистолет, 9 – манометр, 10 – наконечники; б) схема маслораздаточного оборудования с пневматическим насосом
Назначение многих элементов на рис.26а. аналогично гидросистеме топливораздаточной колонки. Следует только отметить, что в качестве насосов станции 2 применяются, прежде всего, шестеренные гидромашины, реже – центробежные и поршневые (с ручным и педальным приводом).

Производительность маслораздаточных колонок составляет 10 – 16 л/мин при рабочем давлении масла в среднем 1,4 МПа. Наиболее распространенные передвижные конструкции имеют мощность электропривода 1,1 – 1,5 кВт, а стационарные до 5,5 кВт. В последнем случае установка оборудуется устройством для подогрева масла, состоящим их электрического калорифера с вентилятором.

На рис.26 б. изображена схема стационарной маслораздаточной колонки с пневматическим приводом. При подаче воздуха от компрессорной установки автосервиса в пневматический двигатель 3 под давление 0,8 МПа масло непрерывно из бака 1 (емкостью 200 – 250 л) нагнетательным насосом 2 через счетчик 4 подается в магистраль. Это происходит до тех пор, пока при закрытии клапана раздаточного пистолета 5 в напорной магистрали не возникнет противодавление порядка 2,4 МПа – затем автоматическое отключение оборудования. Подача насоса при температуре масла 180С составляет около 12 л/мин. Раздаточный рукав длиной 6 метров в исходном состоянии автоматически укладывается в барабан 6.

На рис.27 представлен пример современной маслораздаточной передвижной установки модели 32024 (Италия) с ручным приводом. Она имеет объем резервуара 0,09 м3, длину раздаточного рукава 2 метра, ручной поршневой насос двойного действия, может работать как с моторными, так и трансмиссионными маслами, вес нетто 13,7 кг.

Для аналогичных конструкций характерным является мерная трубка для слежения за уровнем масла, иногда применяются электронные счетчики.



Рис.27. Маслораздаточная установка фирмы RAASM с ручным насосом
8.3. Оборудование для ввода пластичных (консистентных) смазок через пресс – масленки к трущимся узлам автомобилей называется нагнетателями смазок. В настоящее время нагнетатели консистентных смазок подразделяются, прежде всего, по конструктивному исполнению. Это стационарные нагнетатели с электроприводом, передвижные нагнетатели с пневматическим и ручным приводом (реже с электроприводом). Исполнительная гидравлическая система всех указанных типов нагнетательных устройств аналогична (рис.28а), и действует следующим образом. Из бункера 1 через сетчатый фильтр 2 плунжерным насосом 3, проходя обратный клапан 4 и манометр высокого давления 5, консистентная смазка подается в рукав 6 и далее к раздаточному пистолету 7.

Передвижные установки имеют: однорежимный уровень рабочего давления в диапазоне 20 – 35 МПа, производительность 150 – 300 г/мин, длину раздаточного рукава 2,5 - 4 метра, вместимость бункера 13 – 60 литров, массу нетто 15 – 50 кг. В случае пневматического привода рабочее давление воздуха 0,8 МПа.

Стационарные нагнетатели дополнительно оснащаются перекачным шестеренным насосом, и шнековым питателем для подачи смазки из тары к рабочему плунжерному насосу с электроприводом. Установка может иметь двухрежимное реле давления, настроенное, например, на предельные уровни 25 или 40 МПа. Данное оборудование имеет манометр низкого давления для линии питания нагнетателя, в которой подача смазки примерно 7 л/мин при давлении около 2,4 МПа. Раздаточные пистолеты – до 4-х на нагнетатель, как правило, оснащаются включателем электродвигателя рабочего насоса питательной установки. Мощность привода до 1,5 кВт.

На рис. 28б представлен общий вид передвижного нагнетателя с пневматическим приводом насосной станции, а на рис. 29 итальянская установка для заправки консистентных смазок модели 68012 с ручным приводом.


Рис.28.а) структурная схема гидросистемы нагнетателя пластической смазки: 1 – бункер (бак), 2 – фильтр, 3 – насосная станция, 4 – обратный клапан, 5 – манометр, 6 – рукав, 7 – раздаточный пистолет; б) передвижной нагнетатель смазки с пневматическим приводом
В технической эксплуатации для маслораздаточных гидравлических систем и нагнетателей консистентных смазок основным требованием является герметичность оборудования. Так, например, для трубопроводов с жидким маслом 100% герметичности должно обеспечиваться при давлении не менее 3 МПа, а для пластических смазок - 30 МПа. Регламентные испытания должны производится давлением на 30% больше, чем рабочая величина для данного оборудования.


Рис.29. Нагнетатель консистентных смазок модели 68012 фирмы RAASM
^ 9. Гидравлические системы оборудования для разборочно-сборочных и ремонтных работ
Данные виды работ являются основными при выполнении текущего ремонта автомобилей на автотранспортных предприятиях. Значительная доля технологического оборудования, используемого при этом, оснащена объемными гидравлическими силовыми приводами.

9.1. Гидравлические прессы относятся к группе гаражного оборудования для выполнения ремонтных работ на участках (в цехах). При этом для универсального применения пресса он оснащается набором приспособлений о оправок. В основу классификации гидропрессов положены способ их технологического базирования – верстачные переносные, передвижные и стационарные, а также величина создаваемого усилия. По последнему фактору определяется область применения оборудования. Например: 10-ти тонные гидропрессы используются для выпрессовки и запрессовки втулок поршневых пальцев, втулок шестерен, правки осей и валов агрегатов трансмиссии и двигателей, сборке рессор и т.д.; 40-ка тонные гидропрессы эффективны при правке коленчатых валов двигателей, балок мостов, выпрессовки и запрессовки шкворней грузовых автомобилей лестничных и хребтовых рам транспортных средств, при работе со штампами и т.п. Стационарные гидропрессы (Р-342, ПГ-15), передвижные (П-5), а также верстачные переносные (ПГ-10), имеют аналогичные гидравлические системы (рис.30).



Рис.30. Структурная схема гидросистемы гаражного пресса: 1 – силовой гидроцилиндр, 2 – манометр, 3 – распределитель, 4 – ручной плунжерный насос с предохранительным клапаном (30 МПа), 5 – бак для рабочей жидкости, 6 – масляный фильтр, 7 – насосная станция (поршневой насос с электроприводом)
Основными техническими характеристиками данного оборудования являются: ход штока силового цилиндра 15 – 200 мм, ход опорного стола (для стационарных) 900 – 1200 мм, рабочее давление до 20 МПа, мощность электропривода 1 – 3 кВт. Привод плунжерной насосной станции пресса обычно комбинированный – электрический и ручной. Исключение составляют верстачные варианты конструкции, в которых применяются ручные приводы.

В технической1эксплуатации гидропрессов важным является: замена рабочей жидкости примерно через 100 часов работы с обязательной промывкой гидросистемы керосином, ежемесячная протяжка всех резьбовых соединений.

9.2. Гидравлические системы гаражного оборудования для выполнения постовых ремонтных работ.

В данном случае в отношении аналогии можно сослаться на рис. 17. Речь идет о гидравлических передвижных кранах, устройствах для замены агрегатов автомобилей, снятия-установки колес ходовой системы грузовиков и монтажа - демонтажа их рессор. Плунжерные (поршневые) насосы гидравлических систем данного оборудования обычно двойного действия с рабочим давлением жидкости до 12,5 МПа могут иметь как ручной, так и педальный привод.

Например, на рис. 31а представлен общий вид широко применяемых передвижных гаражных гидравлических кранов (гуськов) грузоподъемностью от 150 до 1000 кг, особенно эффективных при установке и снятии двигателей легковых автомобилей.

Рис. 31б дает представление о передвижных трансмиссионных телескопических гидродомкратах для снятия-установки и транспортировки узлов и агрегатов автомобиля при ремонте. Они имеют грузоподъемность от 800 до 1500 кг. Привод данных гидравлических устройств педальный.

Важным специфическим эксплуатационным требованием при использовании рассмотренного гаражного оборудования является наличие ровного пола площадок его технологического базирования.

Современной основной тенденцией при проектировании рассмотренных типов гаражного оборудования с объемным гидроприводом является его технологическая привязка к напольным подъемникам.


Рис.31. Гидравлическое оборудование для ремонта автомобилей. а) передвижной гидравлический кран: 1 – стрела подъема выносная, 2 – гидравлический механизм подъема, 3 – опорные ролики; б) трансмиссионный домкрат, 1- силовой гидроцилиндр, 2 – поворотная опора, 3 – педаль привода насоса, 4 – остов, 5 – опорные ролики
9.3. Гидравлическое оборудование для ремонта кузовов.

До 70% ремонтных работ легковых автомобилей составляет кузовной ремонт.

В основу действия данных устройств положен принцип вытягивания путем создания силовым гидроцилиндром через промежуточную связь нагрузки, противоположной по направлению внешней силе вызвавшей повреждение кузова.

Рассматриваемое оборудование может быть переносным – его устанавливают в зоне правки кузова непосредственно без дополнительных опор объекта ремонта, а также стационарное. В этом случае автомобиль или его кузов крепят на подъемнике или раме с фундаментом (анкерами). Следует отметить, что гидравлические системы при этом аналогичны схеме на рис 17, привод плунжерных насосных станций исключительно ручной или педальный.

На рис. 32 представлена принципиальная схема переносной гидравлической растяжки (внутреннее растягивание) для правки кузовов легковых автомобилей. Такое устройство может создавать на штоке усилие до 20 тонн. Предохранительный клапан плунжерной насосной станции с ручным приводом регулируется на давление примерно 50 МПа. В комплект к данному оборудованию может входить до 55-ти наименований дополнительных приспособлений. Необходимо отметить важность практических навыков и знания особенностей конструкции автомобильных кузовов для грамотной производственной эксплуатации рассматриваемых технических средств. Основной их недостаток – невозможность устранения сложных перекосов кузовов и, в частности, нарушений геометрических параметров их днищ (оснований), так как отсутствует возможность крепить силовые элементы на нижней части кузова ремонтируемого автомобиля.



Рис.32. Принципиальная схема гидравлической растяжки: 1 – рычаг привода плунжерного насоса, 2 – насос с предохранительным клапаном (50 МПа0, 3 – резервуар рабочей жидкости, 4 – запорный вентиль, 5 – силовой гидроцилиндр, 6 – гидравлический рукав, 7 – резьбовой шток, 8 – заливная горловина
Отмеченный недостаток устраняется применением метода наружного растягивания на специальных стендах и стапелях для кузовного ремонта. В отличие от стенда стапель позволяет не только осуществлять правку кузова, но и производить замеры его геометрических параметров, прежде всего его нижней части, так как именно она определяет безопасную эксплуатацию автомобиля. Выделяют две основные системы установки автомобильного кузова на стенде (стапеле).

Первая (классическая) предусматривает жесткое крепление кузова за пороги автомобиля и последующее прикладывание определенного растягивающего усилия посредством силового гидроцилиндра к различным точкам конструкции. Затем методом последовательного приближения добиваются возвращения геометрических параметров кузова в исходное состояние. В процессе правки периодически проводятся замеры оптическим или механическим способом на соответствие. Основное достоинство данной системы – относительная простота конструкции и низкая стоимость. Недостаток – в процессе приложения усилия к одной точке конструкции неизбежно «потянутся» и другие, что требует значительной трудоемкости для качественного ремонта. Для примера на рис. 33 показан стенд Р-620 для выполнения ремонтных операций кузова методом гидравлической вытяжки или растяжки с одновременным контролем геометрии конструкции.



Рис.33. Гидравлический стенд Р-620 для ремонта кузовов. а) внешний вид фундаментной рамы; б) силовая стойка стенда с вариантами приспособлений: 1 – скоба, 2 – втулка, 3 – нажимная опора, 4 – набор пластин, 5 – тяга, 6 – рычаг, 7 – захват, 8,10 – вилка, 9 – опора, 11 – оправка для гнезд фар, 12 – захват, 13,14 - замки, 15 - серьга

В комплект Р-620 входят 243 приспособления для установки, крепления и правки кузова легкового автомобиля, а также четыре гидравлических насосных станции с ручным приводом.

Вторая система (шаблонная) основывается на креплении кузова автомобиля за его технологические отверстия к конструкции стапеля. На каждый тип автомобиля имеется карта расположения данных отверстий. Для надежной фиксации кузова посредством их к стапелю необходимы адаптеры –переходники – «джиги». При правке кузов закрепляют на раме стапеля за точки, которые имеют правильное расположение. После чего приступают к вытягиванию. Очевидно, что «исправленные» точки при этом не смещаются.

Возможны два варианта установки джиг. Первый – когда джиги крепятся на раму стапеля через специальные, оригинальные для каждого автомобиля колонны и балки. Недостаток состоит в необходимости иметь большое количество джиг, балок и колонн для универсального участка кузовного ремонта. Второй – когда универсальные джиги крепятся на колонны, высота которых задается и фиксируется по необходимым размерам. Кроме того, колонны на раме стапеля устанавливаются и фиксируются при помощи универсального комплекта балок. В колонны, балки и саму раму встроены измерительные линейки. В результате можно скомпоновать шаблон под любой кузов. На рис. 34 показан пример такого универсального стапеля итальянской фирмы BBM Global jig. Стапель оснащен гидроподъемником грузоподъемностью 2500 кг, а силовая стойка (башня) перемещается человеком и фиксируется по всему периметру рамы в любом положении. Силовой гидропривод обеспечивает тянущее и давящее действие с усилием до 10 тонн. Возможна работа с несколькими силовыми стойками, или проведение несложного ремонта по традиционной технологии с применением гидрорастяжек и тисочных зажимов. Точность правки нижней части кузова 1 мм, после чего правят верхнюю часть. В некоторых конструкциях механическая система измерений позволяет контролировать положение практически всех точек конструкции по высоте и ширине автомобиля. В базе шаблонов состоит 3000 автомобилей.



Рис.34. Стапель модели G 829 для правки и измерения кузовов: а) общий вид стапеля с автомобилем; б) джиговая система с фиксацией одним болтом
9.4. Гидрофицированный гаражный инструмент.

В общей массе механизированного инструмента для ремонта автомобилей, оборудование с гидроприводом уступает количественно электрическим и ручным пневматическим машинам. Однако, перспективы в отдельных видах гаражного инструмента у объемного гидропривода есть. Например, гидравлические гаражные гайковерты на основе объемных винтовых гидродвигателей. На рис. 35 представлены иллюстрации, дающие представления о данных приводных машинах.

Следует отметить следующие достоинства применения трехвинтовых объемных гидромашин для привода гайковертов: меньший износ элементов конструкции из-за наличия смазки, малая шумность оборудования при работе, отсутствуют пульсации крутящего момента при затяжке гаек.

Указанные гайковерты могут быть как статического, так и ударного действия. Основные объекты их применения – гайки крепления колес, гайки стремянок грузовых автомобилей и т.п.( модель И335).

Основной недостаток современных гайковертов с винтовыми гидромашинами – невозможность их объемного регулирования. В целом они могут обеспечить частоту вращения выходного вала от 50 до 30 х 103 мин-1 при максимальном крутящем моменте до 2500 Нм и максимальном рабочем давлении в гидросистеме 20 – 30 МПа.



Рис.35. Трехвинтовый объемный гидродвигатель с циклоидным зацеплением для привода гаражного гайковерта. а) принципиальная схема: 1 – корпус, 2 – ведущие винты, 3 – выходной вал с ведомым винтом, 4 – рабочая головка; б) комплект рабочих винтов
В таблице 1 приведены сравнительные данные широко распространенных в автосервисах пневматических гайковертов и их гидравлических «конкурентов» для гаек М10 – М12.

Сравнение пневматических и гидравлических гайковертов

Таблица 1


Показатели

Тип гайковерта (один шпиндель)

пневматический

гидравлический

Давление воздуха или масла при

затяжке резьбы

Расход воздуха или масла, л/мин

Передаточное число редуктора

до 1 МПа
≈ 700

до 100

До 6 МПа
≈ 30

до 20



Продолжение таблицы 1

Стоимость изготовления

Срок службы

Габариты, вес, диаметры рукавов

Производственная площадь установки на

один шпиндель

Уровень шума

100%

≈ 30%

одинаковы

100%
100%

70%

100%

одинаковы

≈ 70%
≈ 70%


Следует отметить, что с эргономической точки зрения ручные ударные гайковерты предпочтительнее, так как они разгружают руки работающего от длительного реактивного момента на корпусе инструмента.

При технической эксплуатации всех рассмотренных в данном разделе типов гидравлического оборудования используются аналогичные технические гидравлические масла, например отечественные МГ-22-а (АУ), МГ-46-В (МГ-30У) и их зарубежные аналоги Tell us C22 (Shell), Hyspin AW S22 (Mobil), Hydraulic 38 (Mobil) и другие.

Наличие воздуха в гидроагрегатах объемного привода недопустимо. При длительном хранении оборудования все детали должны быть смазаны техническим вазелином.

9.5. Гидравлическое оборудование для ремонта колес.

В качестве примеров таких установок можно привести стенды для шиномонтажа колес грузовых автомобилей и для правки литых и штампованных дисков без предварительного нагрева.

На рис. 36.а представлен общий вид автоматического стенда, позволяющего монтировать и демонтировать колеса грузовых автомобилей и автобусов. Благодаря набору дополнительных кулачков и зажимов возможна работа как с цельнометаллическими, так и с разборными дисками с запорными кольцами, с камерными и бескамерными шинами. Станок имеет электрогидравлический привод, при этом гидравлический зажим колеса самоцентрирующийся. Диапазон мощности гидростаций реализованных моделей лежит в пределах 1,2 – 5,2 кВт, максимальный диаметр колес 2500 мм, максимальное рабочее давление гидропривода упора с ручным приводом до 4 МПа, причем его гидроцилиндр оснащен обратным клапаном для надежной блокировки колеса в случае отключения электропитания стенда.

На рис. 36.б изображен станок для правки литых и штампованных дисков легковых автомобилей. В состав станка входят силовая станина и токарный модуль. Для правки дисков применяется гидроцилиндр с ручным управлением. Мощность привода насосной станции 0,55 кВт. Токарный модуль предназначен для окончательной доводки поверхности диска после ремонта. В комплекте оборудования переходники для различных размеров колес, спецключи, проставки, резцы.



Рис. 36. Гидравлическое оборудование для ремонта колес и их элементов: а) стенд для шиномонтажа; б) станок для правки колесных дисков
^ 10. Элементная база автотранспортных гидросистем
10.1. Основы расчета роторных гидромашин.

Шестеренные насосы и гидромоторы нашли широкое применение на автомобилях и в гаражном оборудовании, прежде всего благодаря своей конструктивной простоте и нетребовательности к высокой тонкости очистки рабочей жидкости.

В общем виде подачу (расход) шестеренного насоса (гидромотора) определяют по формуле

, (30)

где RГ и RН – соответственно радиусы окружностей головок зубъев и начальной окружности шестерен; b – ширина шестерен; lполовина длины линии зацепления; nчастота вращения ведущей шестерни, мин-1; ηО – объемный КПД гидромашины.

Геометрический параметр l равен

l = RН cos αφ, (31)

где α – угол зацепления шестерен, рад; φ – угол поворота шестерен, рад.

Если шестерни имеют одинаковые размеры и число зубьев, то

Q = 2πDmbnηО, (32)

где Dдиаметр начальной окружности; m – модуль зацепления.

Основные недостатки шестеренных гидромоторов: при малых n и больших давлениях в системе привод имеет значительную неравномерность вращения, относительно большой пусковой момент (давление пуска без нагрузки 1 – 1,7 МПа).

Роторно-пластинчатые гидромашины однократного действия имеют следующую подачу (расход)

Q = 2eb(πDzt)nηО, (33)

где e – эксцентриситет гидромашины; b – ширина пластин; D – диаметр статора; n – частота вращения ротора, мин-1; z – число пластин; t – толщина пластин.

Данные гидромашины компактны, достаточно долговечны, хорошо компонуются в приводах, но очень чувствительны к качеству рабочей жидкости. В конструктивном исполнении как многократного действия они целесообразны в качестве высокомоментных гидроагрегатов для установки непосредственно в ступице ведущих колес транспортных машин.

Роторные радиально-поршневые гидромашины однократного действия имеют среднюю подачу (расход) равную

Q = 0,25πd2eznηО, (34)

где d – диаметр цилиндра; zчисло цилиндров (5, 7, 9). При нечетном числе поршней меньше неравномерность подачи. Достоинства и недостатки этого типа гидромашин аналогичны вышерассмотренным агрегатам.

Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы по сравнению со всеми проанализированными ранее типами положительно отличаются следующим: благодаря торцевому распределению они могут работать при больших давлениях с практически постоянным ηО; они способны работать при сравнительно больших n в результате чего имеют меньший рабочий объем на единицу подачи и меньшую массу насоса на единицу передаваемой приводу мощности. Основные недостатки данного типа агрегатов: сложнее и дороже конструкция и производство; они требуют высокой тонкости очистки рабочей жидкости (менее 25 мкм) и ее стабильной вязкости (20 -25 сСт).

Среднюю подачу (расход) аксиально-поршневых гидроагрегатов с шатунным приводом поршней оценивают по формуле

Q = 0,25πd2 D0sinγ znηО, (35)

где D0диаметр, на котором закреплены шатуны на фланце ведущего вала, γ – угол наклона блока цилиндров гидромашины, рад; z – число поршней ( 7, 9, 11).

Центробежные насосы нашли широкое применение в моечном гаражном оборудовании благодаря своей простоте и относительно малой стоимости производства и эксплуатации.

Подача однопоточного центробежного насоса равна

, (36)

где VВ – скорость жидкости на входе в насос, м/с; r1 – радиус отверстии – центрального входа жидкости; r2 – радиус ступицы центробежного колеса насоса.

Во всех рассмотренных выше примерах затраты мощности на привод насосной станции составляют (Вт)

, (37)

где Q – номинальная подача станции, м3/с; P – рабочее давление в гидросистеме, Па; ηП – КПД привода насоса (0,93 – 0,95).

10.2. Проблема кавитации объемных гидромашин.

Слово кавитация происходит от латинского глагола cavocavare – делать пустым, так как явление кавитации заключается в образовании разрывов сплошности в некоторых участках потока движущейся капельной жидкости. Разрывы возникают в тех участках потока, где в результате перераспределения давления, обусловленного движением жидкости, происходит значительное местное понижение давления. При глубоком развитии процесса возникают крупные кавитационные каверны, которые являются последней формой кавитационных течений, особенно в потоках около плохо обтекаемых несущих поверхностей.

Основными отрицательными последствиями кавитации для объемных гидромашин являются: уменьшение КПД агрегата, гидроудары на поверхности рабочих элементов машины от замыкания кавитационных пузырьков и постепенное коррозионное механическое разрушение детали; повышенный шум и вибрации оборудования при работе, невозможность применения обычных уравнений гидродинамики при теоретических исследованиях гидромашин, повышенная температура рабочей жидкости и ее быстрое старение.

Наиболее целесообразными путями борьбы с кавитацией в объемных гидронасосах (гидродвигателях) являются: выбор оптимальных геометрических форм деталей, использование качественных сталей и сплавов, подбор рабочих жидкостей с антикавитационными свойствами, создание подпора при входе потока в рабочие объемы гидромашин.

10.3. Уплотнения компонентов гидромашин являются весьма ответственными узлами оборудования, от надежности которых зависит работоспособность гидропривода в целом.

По принципу работы выделяют две основные группы уплотнений, это: в которых контактное давление осуществляется за счет предварительного сжатия уплотняющего элемента при монтаже (прокладки, набивки, шевронные уплотнения и т.д.); уплотнения в которых герметизация достигается за счет увеличения контактного давления под действием рабочего давления жидкости. По характеру работы бывают уплотнения подвижных и неподвижных элементов гидропривода.

Срок службы уплотнительного узла должен составлять не менее 7 лет с суммарным рабочим ходом LРХ до 6000 м, 5 лет при LРХ до 20000 м и 1 – 2 года при LРХ более 50000 м.

Например, для гидродомкратов и подъемников утечки через уплотнения не должны превышать 0,5 – 0,6 капель на 1 метр рабочего хода.

Материал уплотнений должен быть химически устойчив к рабочей жидкости и не вызывать коррозии деталей гидропривода.

Важнейшим оценочным показателем гидроуплотнений является сила трения, которую они создают.

Манжетные уплотнения из маслостойкой резины и полихлорвинила создают силу трения (Н)

FТРDШ lКμP, (38)

где DШ – диаметр штока (цилиндра), см; lКширина контактной поверхности между манжетой и штоком (цилиндром), см; μ – коэффициент трения, 0,08; P – рабочее давление в системе, Н/см2.

Сила трения для резиново-тканевых уплотнений шевронных манжет с предварительным сжатием равна (Н)

FТРDШ lКk, (39)

где kудельное трение, 22 Н/см2.

10.3. Основы расчета гидролиний

Проектный расчет гидравлических трубопроводов включает гидравлический расчет и расчет на прочность. В гнидросистемах автомобилей и гаражного оборудования используются жесткие металлические трубопроводы и гибкие рукава (шланги).

Внутренний диаметр (условный проход) трубопровода dТР определяется по формуле (мм)

, (40)

где Q – наибольший расход на расчетном участке гидросистемы, л/мин; V – допускаемая скорость течения рабочей жидкости, м/с (в зависимости от типа линии и рабочего давления в ней от 2 до 10 м/с).

Затем осуществляется по общепринятой в гидравлике методике оценка потерь давления на преодоление гидравлических сопротивлений.

По результату (40) выбирают трубы или рукава по ГОСТ. Толщину стенки металлических тонкостенных труб оценивают поверочным расчетом по формуле (мм)

, (41)

где PMAX – максимальное статическое давление, Па; σВ предел временного сопротивления материала трубы, (20…41)х106 Па (сталь); dН – наружный диаметр трубы, мм; КЗ – коэффициент запаса, 3 – 6.

10.4. Основы контроля гидравлических сопротивлений в автотранспортных гидросистемах.

Данный контроль касается, прежде всего, гидравлических фильтров, форсунок и т.п. В общем случае это могут быть любые элементы гидравлического привода. В ходе данных испытаний принято задавать величину гидравлического сопротивления двумя способами. В первом случае при заданном массовом или объемном расходе жидкости через изделие устанавливается величина и допустимое отклонение перепада давления. Для второго способа характерно то, что при заданном перепаде давления устанавливается величина и допустимое отклонение массового или объемного расхода рабочей жидкости. При втором способе величину расхода принято называть пропускной способностью , а применительно к форсункам – производительностью.

Технологическая операция контроля гидравлического сопротивления осуществляется на соответствующих стендах, которые часто называют проливочными установками (рис.37).



Рис. 37. Структурная гидравлическая схема стенда для определения местных гидравлических сопротивлений: 1 – манометр, 2 – фильтр установки, 3 – насосная станция, 4 – вентиль регулирования расхода, 5 – расходомер, 6 – объект испытаний, 7 – бак с рабочей жидкостью
Через испытываемый гидроагрегат 6 пропускается заданный расход рабочей жидкости, установленный вентилем 4 и измеряемый расходомером 5. Жидкость, не поступающая в расходомер через вентиль от насосной станции 3, подается в бак 7. Рабочая жидкость из агрегата 6 свободно сливается в бак стенда, поэтому манометр 1 измеряет избыточное давление на входе в испытываемый объект, а значит, контролирует перепад давления на нем. Дополнительно стенд может иметь термометр для поддержания рабочей температуры жидкости.

10.5. Теоретические основы истечения жидкостей через отверстие и насадки.

Изложенные далее теоретические предпосылки положены в основу расчета, проектирования, изготовления и эксплуатации таких групп гаражного оборудования, как моечное, топливо и маслораздаточное.

При изучении истечения жидкости через отверстие (рис.38.с) предполагается, что стенка тонкая, т.е. dО – отсутствует направляющее действие стенок отверстия.



Рис.38. Схемы истечения жидкости через отверстие и насадки. с) истечение через отверстие; у) истечение через насадки: а – цилиндрический внешний, б – цилиндрический внутренний, в – конический сходящийся, г – конический расходящийся, д – коноидальный
Скорость истечения через отверстие в тонкой стенке равна (м/с)

, (42)

где φО – скоростной коэффициент (таблица 2); Н – высота от центра отверстия до свободной поверхности жидкости, м; gускорение свободного падения, 9,81 м/с2.

Расход жидкости в процессе истечения через отверстие равен (м3/с)

, (43)

где μO = εO φО - коэффициент расхода; (44)

εO – коэффициент сжатия струи после истечения; ωО – поперечное сечение отверстия (м2).

Наиболее распространенные в технике типы насадок представлены на рис. 38 у. Анализ данных таблицы 2 совместно с уравнениями (42) – (43) указывает на то, что коноидальные насадки имеют самые лучшие показатели из всех представленных вариантов: самые большие скорости истечения и максимальные расходы при этом. Поэтому в реальных конструкциях моечных, топливо и маслораздаточных установках именно они взяты за основу при проектировании моечных и раздаточных пистолетов.

Коэффициенты истечения для воды в различных случаях

Таблица 2
1   2   3



Скачать файл (16643.4 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации