Зміст

15.1. Загальні дані про гідроприводи 

15.2. Будова та складання насосів

15.3. Будова та складання елементів гідроприводу 

15.4. Складання контрольно-регулювальної апаратури 

15.5. Пневмоприводи 

15.6. Перевірка та випробування гідравлічних і пневматичних систем і приводів 

 

15.1. Загальні дані про гідроприводи

Гідравлічний привід — це система механізмів, які за допомогою рідини передають зусилля та рух до робочих частин машин. Гідроприводи використовують у гальмівних пристроях, у верстатах для передавання головного руху й подачі, для закріплення заготовок тощо. їхні силові пристрої (насоси, робочі циліндри), апаратура керування та трубопроводи з’єднані між собою в єдину гідравлічну систему.

У гідроприводі проходить подвійне перетворення енергії: механічна енергія перетворюється на енергію рухомої рідини, яка потім перетворюється на механічну енергію та передає її силовому органу. Насос подає робочу рідину (масло) у систему завдяки витратам механічної енергії (електродвигуна та ін.). Гідродви-гун (силовий орган) призначений для перетворення енергії рухомої рідини, що виробляється насосом, на механічну. Створений насосом тиск забезпечує гідро-двигун необхідною енергією, а рух рідини надає йому потрібної швидкості. Насос і гідродвигун зв’язані з механізмом керування трубопроводами. Зміна швидкості гідродвигуна досягається зміною кількості рідини, що надходить за одиницю часу в силовий орган. Зміна прискорення гідродвигуна здійснюється зміною тиску в насосі, а зміна напрямку руху потоку рідини — реверсуванням.

Роботу насоса й гідродвигуна забезпечують трубопроводи, апаратура контролю тиску й кількості масла в системі (клапани, регулятори), розподільні (золотники, крани) і допоміжні (фільтри, відстійники, резервуари) пристрої.

Як робочу рідину, що передає тиск і швидкість гідродвигуна, використовують масла різних марок: індустріальне-12 (веретенне-2), індустріальне-20 (веретенне-3), індустріаль-не-30 (машинне-Л).

Основною перевагою гідроприводів є безступінчасте регулювання в широких межах швидкостей та подач робочих механізмів машин. Такі приводи прості й легкі в керуванні, здатні передавати великі зусилля за невеликих розмірів механізмів, довговічні в роботі.

У гідравлічному приводі прямолінійного руху (рис. 15.1, а) насос 2 засмоктує масло з бака 1 і нагнітає його в циліндр 3 гідродвигуна.

Масло надає робочий прямолінійний рух штоку 4. У гідроприводі обертового руху (рис. 15.1, б) насос засмоктує масло з бака 1 і нагнітає його в гідродвигун 2, який передає робочий обертовий рух шпинделю 3 машини.

Гідросистеми бувають із відкритим або закритим потоком циркулюючого в них масла. У системі з відкритим потоком відпрацьоване масло витискується з гідроциліндра в резервуар, звідки знову засмоктується насосом для наступних циклів роботи. У такій простій конструкції масло охолоджується краще.

15.2. Будова та складання насосів

Насоси — це пристрої, призначені для засмоктування рідини та нагнітання її в гідросистему. Вони є головним елементом гідросистеми й забезпечують переміщення рідини по трубопроводах на задані висоту й відстань, створюють тиск у замкненій системі гідроприводу.

За способом передавання рідині енергії насоси поділяють на об’ємні (поршневі, пластинчасті, гвинтові, шестеренчасті) і центробіжні.

Основними характеристиками насосів є подача, напір, потужність, висота засмоктування та ККД. Подача Q — це кількість рідини, що подається насосом за одиницю часу (м³/с, м³/год, л/с). Напір — це максимальна висота, на яку піднімається рідина над поверхнею відліку. Потужність споживання завжди більша за корисну, тому що витрачається на роботу переміщення частин насоса. Відношення корисної потужності до споживаної називають коефіцієнтом корисної дії насоса (ККД поршневих насосів становить 0,6-0,92; пластинчастих, шестеренчастих і гвинтових — 0,7-0,85). Висота засмоктування становить 5-6 м.

Поршневі насоси відрізняються кількістю поршнів, подачею та тиском.

Горизонтальний поршневий триплунжерний насос (рис. 15.2) складається з частини низького тиску А, перемикаючого золотника Б, частини високого тиску В і

клапанної коробки Г. Частина низького тиску складається з двох зубчастих коліс 7 і 8, одне з яких установлене на осі 9, з’єднаної з колінчастим валом 10. Ця частина насоса постачає велику кількість масла й забезпечує холостий хід поршня. Трипоршнева частина високого тиску призначена для створення тиску в гідросистемі. Поршні 7 ущільнені чавунними пробками 2 у корпусі 3. Чавунні кроцкоп-фи 4 за допомогою сталевих пальців 6 з’єднані з шатунами 5. Клапанна коробка забезпечує подачу масла до виходу з насоса в заданій послідовності.

Складання поршневих насосів зводиться до забезпечення необхідної точності спряження поршня 1 і циліндра. Детально притерті до циліндра поршні мають входити в нього щільно, без гойдання, щоб вони могли опуститися в циліндрі під власного масою. Овальність і конусність поршнів не повинна перевищувати 0,005 мм, а циліндрів — 0,01 мм.

Через те, що поршні й циліндри невзаємозамінні, їх під час складання клеймують, щоб не сплутати. Усмоктувальні й нагнітальні клапани мають бути якісно притерті до своїх гнізд. Заключним етапом складання є встановлення сальників та ущільнювачів.

Шестерінчасті насоси низького тиску використовують у мастильних системах і системах охолодження, а високого тиску (до 120 МПа) — у гідравлічних системах.

Шестерінчасті насоси складаються з однієї або двох пар зубчастих коліс 1 (рис. 15.3), які встановлюють на осях у корпусі 8. Під час обертання зубчастих коліс масло з усмоктувальної порожнини А, потрапляючи між зубами коліс і стінкою корпусу, надходить у нагнітальну порожнину Б. Поверненню масла в порожнину А перешкоджають зуби коліс, які перебувають у зачепленні.

Складання шестерінчастих насосів починають із підбору зубчастих коліс. Від точності зубчастого зачеплення залежить працездатність насоса, тому що в разі похибок у зачепленні об’єм впадин одного зубчастого колеса не повністю заповнюється зубом іншого зубчастого колеса й рідина частково повертається у всмоктувальну порожнину. Тому ці зазори мають бути мінімальними й визначатися точністю зубчастого зачеплення. Підібравши зубчасті колеса, починають складання насоса.

Спочатку у вкладиші 4 і 10 запресовують втулки голчастих (або роликових) підшипників. Після цього лівий вкладиш запресовують у корпус 8. Із зовнішнього боку вкладиша встановлюють просочену маслом або нітролаком паперову прокладку й кришку 12, яку закріплюють гвинтами 13 і 14. У валик 3 запресовують штифт 5 і встановлюють зубчасте колесо 9. Зубчасте колесо 1 за допомогою сегментної шпонки встановлюють на другий валик. Внутрішню поверхню втулки 11 змащують солідолом і в отвір вставляють монтажний вал, установлюючи в зазор між валом і втулкою голки підшипника. Після витягування монтажного вала голки утримуються шаром солідолу. Правий вкладиш приєднують гвинтами до кришки 7, установлюють просочену паперову прокладку й за допомогою монтажного вала складають голчастий підшипник. Установлюючи зубчасті колеса, пере

віряють зазори в зачепленні та висоту корпусу, що виступає над колесами. Потім на місце кришки 7 із вкладишами монтують сальникове ущільнення.

Якість складання перевіряють на плавність ходу, подачу, об’ємний ККД за допомогою спеціального стенда.

Пластинчасті насоси призначені для створення тиску 3-7 МПа і нагнітання масла в гідросистему. Вони складаються з чавунного корпусу 9 і кришки 6 (рис. 15.4). У них умонтований сталевий статор 7, на поверхні якого ковзають лопатки 13. На шліцьовому валу 11 установлений ротор 3. До торців ротора та статора притиснуті розподільні диски 5 і 8, у яких є всмоктувальні 12 і нагнітальні 14 вікна. Під час обертання ротора 3 завдяки центробіжним силам лопатки притискаються до внутрішньої поверхні статора. За один оберт ротора З здійснюється два цикли всмоктування. Щоб масло не витікало між корпусом і кришкою, установлюють кільце 2, а вал ущільнюють гумовими манжетами.

Складання пластинчастого насоса починають з установлення розподільного диска 8 у корпус 9, а потім запресовують статор 7. Після цього правий підшипник напресовують на вал 11 і встановлюють їх у корпус 9. Фланець 10 установлюють на корпус і кріплять гвинтами. На вал 11 насаджують ротор 3 з лопатками 13, а на ротор — розподільний диск 5. Потім на вал 11 установлюють лівий підшипник. Розподільні диски 8 і 5 фіксують щодо корпусу штифтом. Ущільнювальне кільце 2 і кришку 6 установлюють так, щоб отвір кришки збігався із штифтом. Після цього, закріпивши кришку 6 гвинтами, установлюють у неї штуцер 4, через який масло зливається в бак.

Після складання повертають вал і перевіряють силу та рівномірність затягування гвинтів. Ротор має крутитися легко й плавно.

Гвинтові насоси вирізняються здатністю нагнітати рідини різної в’язкості, великою частотою обертання, безшумністю роботи, малими розмірами та простотою конструкції. Робочим органом гвинтових насосів (рис. 15.5) є ротор 5 із витками, що утворюють гвинтову лінію. Цей насос має три ротори: один (5) є ведучим, а решта (3 і 9) — ведені. Гвинтові ротори двозахідні із циклоїдним про

філем. На торцевих поверхнях роторів розміщені всмоктувальна 4 і нагнітальна 10 камери. Циліндричну частину кожного ротора щільно охоплює корпус 7.

Рідина з усмоктувальної камери надходить у гвинтову впадину ротора, яка під час обертання перекривається витками інших роторів, проштовхуючи її у напірну камеру; ця камера розмикається і рідина проштовхується в напірну магістраль гідроприводу.

Робота гвинтового насоса є надійною, якщо рідина з нагнітальної камери не перетікає у всмоктувальну. Для цього виконують герметичне ущільнення гвинтових впадин під час зачеплення витків роторів і припасування витків по їхній зовнішній поверхні до обойми 2 ротора.

Під час складання гвинтового насоса в корпус 7 установлюють упорну втулку 8 ущільнювального сальника, яка одночасно є підшипником ковзання ротора. Після цього встановлюють ведучий ротор 5, натискну втулку 6 ущільнювального сальника, закріплюючи її гвинтами, та обойму 2 роторів, у яку вставляють ведені ротори 3 і 9. На кришці 1 монтують розвантажувальні поршні 11 і 13 ведених роторів і поршень 12 ведучого ротора. Потім на корпус установлюють кришку 1 із прокладкою та кріплять її гвинтами.

15.3. Будова та складання елементів гідроприводу

Силові гідроциліндри — це пристрої, призначені для перетворення енергії рідини на механічну енергію зворотно-поступального або обертового руху робочих органів обладнання. їх поділяють на поршневі й плунжерні з одним або двома штоками. Поршневі гідроциліндри бувають із нерухомим поршнем і рухомим циліндром, а також із рухомим поршнем і нерухомим циліндром.

У простих гідроциліндрах є два штоки з поршнями, які забезпечують однакову швидкість прямого та зворотного ходів. У диференціальних циліндрах є один шток, а швидкість переміщення поршнів під час прямого та зворотного ходів неоднакова, тому що в різних площинах циліндра площі поверхні поршнів є різними.

Диференціальний силовий гідроциліндр (рис. 15.6; с. 232) складається з гільзи 10, усередині якої рухається ущільнений гумовими кільцями поршень 6, закріплений на штоці 5 за допомогою гайки 9.

Гільза 10 закривається кришками 3 і 8, що з’єднані шпильками 13 із фланцями 4 і 7, установленими на шпонках 11. Одна кришка має отвір для штока. Герметичність гільзи з кришками забезпечують ущільнювальні кільця 12. Сальником 1 кришку 3 додатково герметизують по отвору для штока. У кришках є штуцери 2 для підведення та відведення масла.

Спочатку виконують складання поршневої групи. На шток 5 установлюють поршень 6 і закріплюють гайкою 9. Потім складають корпус: запресовують гільзу 10, на якій за допомогою шпонок 11 установлюють фланці 4 і 7. Після вузлового складання корпусу й поршневої групи виконують завершальний монтаж гідроциліндра. У гільзу 10 установлюють шток 5 із поршнем б. Потім закріплюють кришки 3 і 8 з ущільнювальними кільцями 12. Кільця кріплять на фланцях 4 і 7 шпильками 13. Після цього сальником 1 і втулкою 14 ущільнюють шток. Наприкінці в ліву кришку вставляють штуцер 2, а в праву — інший штуцер (на рис. 15.6 не вказаний). Зібраний гідроциліндр перевіряють, прокачуючи через нього підігріте до температури +50 °С масло. Масло не повинне витікати в зазори, ущільнені кільцями 12 і сальником 1.

Фільтри призначені для очищення масла в гідросистемах. Вони бувають щілинні, пластинчасті та сітчасті, що мають металеву (латунну) сітку з 3000 отворів на 1 см² площі поверхні. Фільтри розміщують у всмоктувальній та зливній частинах гідросистеми, що забезпечує послідовне й паралельне очищення масла. За послідовного очищення масло пропускають через усі фільтри, а за паралельного через кожний фільтр проходить тільки частина масла. За паралельного очищення швидкість протікання масла буде меншою, ніж за послідовного, а отже, й очищення буде якіснішим.

Забруднення фільтрів призводить до підвищення тиску в гідросистемі, тому поряд з ними встановлюють запобіжні клапани, що забезпечують зливання масла (неочищеного) у бак поза фільтрами.

Резервуари гідросистем призначені для розміщення гідравлічної рідини. Вони можуть міститися в порожнинах корпусних деталей або в спеціальних баках.

У корпусі 1 гідравлічного бака роблять перегородки, які збільшують довжину ходу рідини від зливного 4 до всмоктувального 2 патрубка (рис. 15.7, а). Це покращує осідання твердих частинок, які потрапляють у рідину через спрацювання деталей гідроприводу. Для стабілізації тиску в баці в кришці корпусу встановлюють клапан 3, що спрацьовує в разі зниження тиску всередині бака нижче від атмосферного. Зливний 4 і всмоктувальний 2 патрубки не повинні

доходити до дна на відстань (2-3)б/, яка залежить від їхнього діаметра d. Для контролю рівня рідини в баці передбачений спеціальний отвір 5, який закривається пробкою.

Для кращого очищення рідини на зливному патрубку встановлюють спеціальний пристрій — сапун (рис. 15.7, б), який забезпечує відстій та фільтрування рідини перед її подаванням у бак.

Об’єм резервуара встановлюють так, щоб він уміщав кількість рідини, яку подає насос протягом 3-5 хв.

Використання як резервуара порожнин корпусних деталей дає змогу компактно розміщувати гідравлічне обладнання та полегшує збирання рідини в разі її витікання.

15.4. Складання контрольно-регулювальної апаратури

Контрольно-регулювальна апаратура — це

апаратура, призначена для регулювання та керування роботою насоса й гідродвигуна. До контрольно-регулювальної та керувальної апаратури гідравлічних систем належать дроселі, клапани, золотники, реле тиску та ін.

Дроселі використовують у гідросистемах для регулювання швидкості переміщення робочих органів шляхом зміни кількості рідини, що перетікає через отвір. Для цього змінюють поперечний переріз прохідного отвору дроселя.

У щілинному дроселі (рис. 15.8, а; с. 234) масло через отвір 8 надходить у корпус 4 й, проходячи через щілинний отвір 7 і внутрішній отвір валика 3, підходить до отвору 2, через який потрапляє в гідросистему. Поперечний переріз щілинного отвору 7 змінюють прокручуванням валика 3. За допомогою лімба 5 валик установлюють у задане положення та фіксують гайкою 6. Масло, що просочилося в зазори з’єднань, зливається із дроселя через отвір 1.

У процесі складання дроселя важливе значення має щільність прилягання валика 3 до стінок корпусу. Щільність прилягання забезпечують високою точністю виготовлення корпусу й валика або їхнім притиранням.

Дроселі монтують за допомогою гвинтів, розміщуючи їх горизонтально або вертикально. Витрати масла, що проходить через дросель, залежать від розміщення лімба. Тому під час складання дроселя необхідно стежити за зміною витрат масла під час обертання лімба. Якщо вони не зменшуються, то клапан у корпусі не переміщується або перекосилася пружина.

Клапани керують напрямком потоку рідини й обмежують підвищення тиску в гідросистемі. Вони бувають запобіжні, тиску, комбіновані, напрямку потоку, редукційні, дозувальні та блокувальні.

Запобіжні клапани (рис. 15.8, б) обмежують підвищення тиску. Вони складаються з кульки 9, яка утримується в сідлі пружиною 10. Натяг пружини регулюють гвинтом 11 па максимально допустиме значення тиску в порожнині А. З підвищенням тиску в порожнині А до максимального значення під його впливом кулька відтискається, відкриваючи прохід для рідини з порожнини А в порожнину Б, а потім на зливання.

Зворотні клапани (рис. 15.8, в) забезпечують проходження рідини в одному напрямку. Під час роботи зворотного клапана масляний потік під тиском надходить через отвір А у корпус 15 під клапан 12, який, протидіючи тиску пружини 13, піднімається над сідлом і відкриває шлях маслу до отвору Б. Зі зміною напрямку руху рідини клапан 12 притискається пружиною 13 до сідла 14 і перекриває доступ масла у зворотному напрямку. Технологічний отвір у корпусі 15 закритий пробкою 16.

Запобіжний клапан із переливним золотником (рис. 15.8, г) підтримує постійним заданий тиск і захищає гідросистему від перенавантажень. У такому пристрої масло надходить у порожнину Є і під клапан (кульковий) 19 через отвір В у демпфері золотника 21. Через канал Б масло надходить до отвору В. Кульковий клапан 19 регулюють на певний тиск, який задається пружиною 18. Золотник утримується пружиною 20 у крайньому положенні, перекриваючи зливання масла.

З підвищенням тиску вище від допустимого клапан 19 відкривається і масло з порожнини Є по каналу Д надходить на зливання та спричинює зниження тиску в порожнині Є. У разі порушення рівноваги золотник 21 під тиском масла в порожнинах Г і Е піднімається та сполучає порожнину тиску з порожниною для зливання масла, що спричиняє зниження тиску в гідросистемі. Якщо тиск зменшиться нижче від заданого пружиною 18 значення, то кульковий клапан 19 закриється і золотник 21 під дією пружини 20 опуститься. Гвинтом 17 регулюють клапан на заданий тиск.

Клапан монтують у горизонтальному, вертикальному або похилому положенні. Для запобігання підсмоктуванню повітря через зливну трубку під час складання трубопроводу необхідно забезпечити щільність прилягання трубки та корпусу.

Напірний золотник із зворотним клапаном (рис. 15.8, ґ) пропускає масло в одному напрямку під заданим тиском й у зворотному напрямку з мінімальним опором.

Масло подається в порожнину А. Золотник 24 під впливом пружини 23 займає крайнє нижнє положення, роз’єднуючи порожнини А і Г. Порожнина Г з’єднана з порожниною гідроциліндра. Масло через отвір Б одночасно надходить у порожнину В під нижній торець золотника 24. Зі збільшенням тиску вище від значення, на яке відрегульована пружина 23, золотник 24 піднімається та сполучає порожнини А і Г. Масло під тиском перетікає в порожнину гідроциліндра. Відтаскаючи золотник 22 у крайнє нижнє положення, масло проходить у зворотному напрямку.

Реверсивні золотники змінюють напрямок руху робочих частин. Вони можуть мати різне керування: ручне, від кулачка, електричне, електромагнітне, електрогідравлічне та ін.

У золотнику з керуванням від кулачка (рис. 15.9, а) за вільного положення важеля 1 золотник 2 міститься в крайньому верхньому положенні. Порожнина А

з’єднана з порожниною Б, а порожнина В — з порожниною Г. Масло під тиском проходить із порожнини В у порожнину Г і в одну з порожнин силового гідроциліндра. З іншої порожнини гідроциліндра масло подається на зливання через порожнини А і Б. Натискаючи на важіль 1 і пересилюючи пружину, золотник опускається і напрямок потоку масла змінюється. Поршень при цьому здійснює зворотний хід.

Золотник з керуванням від електромагніта (рис. 15.9, б; с. 235) дає змогу подавати масло під тиском то в одну, то в іншу порожнину циліндра та під’єднувати дві порожнини до зливання, зупиняючи рухому частину верстата (машини) у будь-якому заданому місці. Плунжер 7 золотника, переміщуючись у втулці 4, може займати три положення. Під впливом пружини 3 золотник перебуває в середньому положенні, рідина з трубопроводу 11 проходить по порожнинах втулки 4 та через трубопроводи 10 і 12 надходить на зливання. При цьому робоча частина верстата (машини) нерухома.

У разі вмикання нижнього електромагніта 9 якір утягується в котушку та через штифт 8 переміщує плунжер уверх. Рідина під тиском із трубопроводу 11 надходить у трубопровід 5 і звідти — у праву порожнину гідроциліндра. Рідина з лівої порожнини через трубопроводи 6 і 12 надходить на зливання. Якщо ж увімкнено верхній електромагніт 9, який впливає на штифт 8, рідина під тиском буде надходити в ліву порожнину гідроциліндра, а з правої — зливатися через трубопроводи 5 і 12.

Золотники установлюють горизонтально, що унеможливлює їхнє самовільне переміщення в разі зниження тиску. Швидкість перемикання золотника залежить від розміщення дроселів. Тому після встановлення золотника його регулюють шляхом обертання дроселів. Якщо неможливо відрегулювати час переміщення золотника, то причиною цього є нещільне прилягання кульки до сідла, витікання масла в стінках або ненормальна робота притискної пружини кульки.

Гідропілоти є органами допоміжного керування золотниками (рис. 15.10). Рідина подається в трубопровід, що з’єднаний із гідропілотом 5, і по трубопроводу 7 надходить до торця золотника 10, зміщуючи його праворуч. Потрапляючи в порожнину циліндра 8, потік рідини зміщує його поршень 9 також праворуч.

а — будова гідропілота; б — схема керування золотником за допомогою гідропілота; 1 — поворотний пілот; 2 — корпус; 3 — кришка; 4 — рукоятка; 5 — гідропілот;

6 — упор; 7,11 — трубопроводи; 8 — циліндр; 9 — поршень; 10 — золотник

Робочий механізм також рухається праворуч, а рідина з правої порожнини гідроциліндра подається на зливання. Коли упор 6, розташований на робочому механізмі, зсуне важіль гідропілота, то він повернеться та з’єднається з трубопроводом 11. Під час повторного циклу всі рухомі частини будуть переміщуватися ліворуч.

Ці пристрої мають малі розміри, тому що розраховані на невелику пропускну здатність (до 10 л/хв). Якщо з’єднати розміщений у корпусі 2 поворотний пілот 1 із золотниковим пристроєм, можна керувати робочим циклом гідросистеми на відстані.

Реле тиску застосовують для відведення інструмента за надмірного зусилля подачі й автоматичного відведення супорта верстата під час роботи по упорах. Реле тиску (рис. 15.11) за допомогою штуцера 1, розміщеного в корпусі 2, під’єднують до контрольованої лінії гід-роприводу. Зі збільшенням тиску масла вище від допустимого значення мембрана 4 прогинається та передає зусилля через шайбу 5 на важіль 6, повертаючи його навколо осі 7.

Гвинт 17, що закріплений на важелі 8 за допомогою гайки 18, діє на штифт мікровимикача 16 і вмикає його. Зі зниженням тиску пружина 10 через конічне сідло клапана 9, розташованого в корпусі 12, діє на важіль 8, повертає його в початкове положення та вимикає мікровимикач. Гвинтом 11 налагоджують пружину на заданий тиск і фіксують гвинтом через мідний штифт. Щоб уникнути випадкового замикання контакту мікровимикача, на корпус 12 установлюють прокладку 14, закріплюючи її гвинтом 13. Реле тиску монтують у кожусі 3, закритому кришкою 15.

Складання контрольно-регулювальної апаратури гідросистеми здійснюють відповідно до технічних вимог. Золотник виготовляють із високою точністю, витримуючи осьові й діаметральні розміри із жорсткими допусками.

Деталі розподільних пристроїв подають для складання остаточно обробленими. Вікна корпусів не повинні мати заокруглень, тому що це призведе до зміни витратної характеристики. Інколи відмовляються від вимірювання контрольованих розмірів, а застосовують гідравлічні вимірювання: визначають кількість робочої рідини, яка пройшла через вікна й зазори. Для підвищення точності виготовлення та складання розподільні пристрої роблять секційними. Кожну секцію виготовляють окремо, а потім складають в один корпус.

Під час складання потрібно дотримуватися таких вимог:

• співвісність поясків золотників і клапанів не повинна перевищувати 0,01 мм;

• конусність та овальність мають бути в межах 0,005-0,01 мм;

• неперпендикулярність торців — до 0,01 мм;

• зазор між отвором корпусу й золотником має бути в межах 0,015-0,05 мм.

Високої точності складання досягають селективним складанням з деталей, посортованих на окремі розмірні групи, або додатковим притиранням спряжува-них поверхонь. Безвідмовність і надійність роботи пристроїв залежить від якості виготовлення та складання прецизійних пар (наприклад, плунжер-втулка).

15.5. Пневмоприводи

Пневматичні приводи й системи керування працюють на основі стисненого повітря, яке характеризується тиском, температурою та густиною.

Тиск — це сила, що діє по нормалі на одиницю площі поверхні. Нормальний атмосферний тиск еквівалентний тиску ртутного стовпа заввишки 760 мм. Одиницею тиску є паскаль (1 Па = 1 Н/м²). Температуру вимірюють у градусах; 0 °С = 273,16 °К (Кельвіна). Густина — маса одиниці об’єму речовини (г/см³).

Компресори — це пристрої, призначені для живлення пневмосистем стисненим повітрям. Залежно від конструкції та принципу дії їх поділяють на поршневі, ротаційні й центробіжні. За умовами експлуатації компресори можуть бути стаціонарні та пересувні.

Поршневий компресор (рис. 15.12) має відкритий з одного боку циліндр 4, у якому рухається поршень 3, що приводиться в дію кривошипно-шатунним механізмом. З лівого боку циліндра є всмоктувальні клапани 2, які відкриваються в бік поршня, і нагнітальний клапан 1, що відкривається в бік нагнітального трубопроводу.

Принцип дії та складання подібні до механізмів перетворення руху.

Повітряні збирачі, або ресивери (рис. 15.13), призначені для зняття пульсацій стисненого повітря, яке надходить від компресора, створення запасу повітря та виокремлення з нього вологи й масла. Повітря подається в середню частину, а трубопровід усередині кожуха відгинається вниз. Об’єм повітряного збирача визначають відповідно до подачі компресора.

Для подавання повітря від повітряного збирача до пневмосистеми використовують трубопроводи, які бувають жорсткими й еластичними.

Пневматичні приводи складаються з пневматичного двигуна й апаратури для підготовки повітря, регулювання тиску та витрат, зміни напрямку руху стисненого повітря.

Поршневі двигуни однобічної (рис. 15.14, а) і двобічної (рис. 15.14, б) дії передають рух на достатньо велику відстань. У двигунах однобічної дії прямий хід здійснюється під впливом стисненого повітря, а зворотний — під дією пружини. У двигунах двобічної дії прямий та зворотний ходи здійснюються за допомогою стисненого повітря.

Діафрагмовий двигун (рис. 15.14, в) складається з гумової діафрагми 1, яка закріплена в корпусі по зовнішньому діаметру за допомогою кришки, а по внутрішньому — на поршні. Прямий хід здійснюється завдяки стисненому повітрю, а зворотний — пружиною або стисненим повітрям (залежно від принципу дії). Масло, що з’являється внаслідок витікання, зливається через отвір 2.

Рис. 15.14. Пневмодвигуни:

а — поршневий однобічної дії; б — поршневий двобічної дії; в — діафрагмовий:

1 — діафрагма; 2 — отвір для відведення масла

До апаратури підготовки повітря належать фільтри-вологовідокремлювачі й маслорозпилювачі. Вони забезпечують надійну роботу пневмосистеми. Повітря, що подається в пневмосистему, необхідно очищати від забруднень і насичувати маслом для мащення тертьових частин деталей.

Фільтр-вологовідокремлювач (рис. 15.15, а; с. 240) установлюють на вході пневмосистеми й підводять стиснене повітря через отвір 4. Потім повітря проходить через щілини відбивача 3 у порожнину стакана 2. Під впливом центробіж-них сил частинки води відкидаються до стінок стакана, де збираються в краплі й стікають у зону, відокремлену заслінкою 1. Прозорий стакан дає змогу спостерігати за рівнем конденсату та своєчасно його випускати через зливний отвір із пробкою 7. Проходячи через металокерамічні фільтри б, повітря очищається від механічних домішок і потрапляє до вихідного отвору 5.

Маслорозпилювач (рис. 15.15, б; с. 240) призначений для насичення очищеного повітря дисперсними частинками масла для мащення тертьових деталей пневмо-

приводу. Через отвір 11 стиснене повітря підводиться до маслорозпилювача, де розділяється: основна частина подається через щілину 10 до вихідного отвору 15, а решта — послідовно проходить через канали 9, 12, 16 і 17. Коли дросель 20 відкритий повністю, тиск повітря в резервуарі 8 і порожнині 13 однаковий, тому масло з трубки 21 не надходить. Якщо ж дросель 20 закриється, тиск у порожнині 13 порівняно з тиском у резервуарі 8 зменшиться і масло підійметься по трубці 18, відтисне кульку клапана 19 і по трубці 21 потрапить у порожнину 13. У зоні отвору 15 (розташованого після кільцевої щілини) тиск також знизиться, масло крапельками витікатиме з трубки 21, проходитиме через отвір 14 і розпилюватиметься в потік стисненого повітря. В основному потоці повітря масло повторно розпилюється і потрапляє в пневмосистему в стані дрібних частинок.

15.6. Перевірка та випробування гідравлічних і пневматичних систем і приводів

Після складання гідравлічні й пневматичні системи та приводи піддають різним перевіркам і випробуванням. Гідро- й пневмосистеми, які в процесі експлуатації зазнають впливу різних тисків, проходять перевірку на герметичність і міцність. Гідроприводи контролюють на відповідність технічним вимогам.

Складені системи піддають візуальному контролю й гідростатичному випробуванню на герметичність і міцність.

Візуальному контролю підлягають трубопроводи, арматура та вузли кріплення. Під час перевірки шлангів виявляють пошкодження та скручування. Для виявлення скручувань на зовнішню поверхню шлангів наносять осьову кольорову смужку, а на наконечники шлангів — осьові риски.

Герметичність гідросистем контролюють після промивання системи. Оцінюють герметичність за наявністю або відсутністю крапель рідини або плям на фільтрувальному папері, який використовують як індикатор.

Герметичність пневмосистем перевіряють намилюванням. Для цього місця стиків намащують милом (мильною емульсією) і в систему подають стиснене повітря. За наявності підтікання на поверхні утворяться бульбашки.

Герметичність відповідальних систем перевіряють фреоновими шукачами, випробуванням під тиском сумішами гелію з повітрям або повітря з радіоактивними ізотопами.

Спосіб контролю залежить від призначення системи й визначається технічними умовами на випробування. Виявлені дефекти усувають заміною деталей, підтягуванням кріпильних з’єднань, після чого випробування повторюють.

Складені гідроциліндри випробовують на стендах для визначення тягових характеристик і герметичності. При цьому оцінюють інші якісні показники роботи циліндра: рівномірність переміщення поршня, заїдання штока або поршня, утворення повітряних пробок.

Під час випробовування гідроприводів обов’язковому контролю підлягають подача, потужність, об’ємний та загальний ККД, робочий об’єм, октавний рівень звукового тиску й маса. Стенди для випробовування обладнують системами контрольно-вимірювальних пристроїв, які забезпечують знімання характеристик, а також системами фільтрації, стабілізації температури, запобігання перенаван-таженням тощо.

Об’ємний ККД гідропривода визначають за формулою:

Подачу та витрати рідини вимірюють витратомірами або мірильними баками. Крутний момент визначають під час випробувань за допомогою мотор-ваг або крутних динамометрів.

Октавний рівень звукового тиску визначають за рівнем звуку, виміряним у контрольних точках. Герметичність перевіряють під час роботи гідродвигуна протягом 2 хв під тиском Р = 1,25Р_тЯу за максимальної температури. Кількість рідини, що витікає, визначають за допомогою мензурки. Усмоктувальні характеристики визначають поступовим збільшенням опору на вході до критичного значення вакууму, коли проходить різке зменшення подачі рідини та її тиску.

Випробовуючи насоси, контролюють продуктивність, об’ємний ККД (відношення продуктивності насоса під тиском до продуктивності без тиску), потужність і герметичність.

Об’ємний ККД насоса визначають за формулою:

Об’ємний ККД визначають під тиском 2, 4 і 6 МПа в межах максимального діапазону тиску та за температури нагрівання масла 40 або 50 °С.

Несправності в роботі насосів супроводжуються шумом, зниженням тиску, витіканням рідини через ущільнення. Шум виникає через надмірні зазори, не-співвісність осей обертання, недостатнє заповнення впадин зубів або заїдання лопаток у пазах ротора. Причиною зниження тиску в насосі є засмоктування повітря. Для усунення несправностей перевіряють герметичність ущільнення всмоктувального трубопроводу, підтягують усі з’єднання. У разі витікання масла через ущільнення треба замінити пошкоджену манжету.

Запитання та завдання

1. Охарактеризуйте гідропривід.

2. З чого складаються гідроприводи?

3. Який принцип дії гідроприводу?

4. Яке призначення насосів?

5. Назвіть види насосів.

6. Які основні характеристики насосів?

7. Як виконують складання поршневих насосів?

8. Охарактеризуйте технологію складання шестеренчастих насосів.

9. Як складають пластинчасті насоси?

10. Назвіть особливості складання гвинтових насосів.

11. Охарактеризуйте будову гідроприводу.

12. Як виконують складання гідравлічних приводів?

13. Охарактеризуйте технологію складання контрольно-регулювальної апаратури.

14. Яка будова та принцип дії пневматичних приводів?

15. Назвіть способи перевірки й випробування гідравлічних і пневматичних систем і приводів.

16. Де встановлюють фільтр-вологовідокремлювач?

17. Для чого призначений маслорозпилювач?

18. Як перевіряють герметичність пневмосистем?

19. Що є причиною зниження тиску в насосі?

20. Унаслідок чого виникає шум у роботі насоса?

 

 

Це матеріал з підручника "Технологія механоскладальних робіт" Гуменюк 2020