Меню

Давление в гидросистемах экскаваторов погрузчиков

Гидравлическая схема экскаватора

Гидравлическая схема одноковшевого навесного экскаватора показана на рисунке.

Подобные экскаваторы устанавливаются на базе тракторов.

Жидкость от нерегулируемого насоса Н1 поступает к многозолотниковому распределителю Р1, который управляет гидроцилиндрами подъема и опускания стрелы, поворота ковша, поворота рукояти.

Гидрораспределитель Р2 управляет гидроцилиндрами подъема и опускания стрелы и поворота рабочего оборудования.

Как видно из гидравлической схемы экскаватора распределитель Р3 расположен последовательно, после гидрораспределителя Р2. Золотники Р3.1 и Р3.3 позволяют управлять гидроцилиндрами выносных платформ, золотник Р3.2 необходим для управления гидроцилиндром подъема-опускания отвала бульдозера, для регулировки скорости опускания отвала в гидросистеме установлен дроссель ДР1.

Распределители оснащены предохранительными клапанами, ограничивающими максимальное давление в системе.

Почему подъемом стрелы экскаватора можно управлять от двух распределителей?

Подъемом и опусканием стрелы можно управлять как с помощью распределителя Р1, так и с помощью распределителя Р2, жидкость к которым подводится от разных насосов. Это позволяет при необходимости увеличить скорость подъема или опускания стрелы, переключив оба распределителя.

Кроме того, при переключении золотника Р1.1 не будет возможности задействовать золотники Р1.2 или Р1.3, но как быть, если нужно одновременно опускать стрелу и поворачивать ковш или задействовать рукоять. Для этого в системе установлен золотник Р2.1, он позволяет управлять стрелой и одновременно, с помощью золотников Р1.2 или Р1.3 перемещать ковш или рукоять.

Подпитка и ограничение движения

Гидроцилиндры поворота подпитываются через обратный клапан КО, это необходимо для исключения рассогласования поворота рукояти и рабочего оборудования.

На гидравлической схеме показаны два гидрозамка ГЗМ1 и ГЗМ2, они не допускают самопроизвольного опускания опор.

Обозначение на схеме экскаватора фильтра, и элементов контроля параметров жидкости

Для очистки рабочей жидкости в гидравлической системе экскаватора установлен сливной фильтр с перепускным клапаном. Давление на входе в фильтр контролируется манометром МН3, по величине давления можно судить о засорении фильтроэлемента.

Давление на выходе насосов контролируется с помощью манометров МН1 и МН2, манометры подключены к гидросистеме экскаватора через вентили.

Температура рабочей жидкости контролируется по термометру Т1.

Источник

Давление в гидросистемах экскаваторов погрузчиков

У гидравлических экскаваторов очень широкая сфера применения

  • В сравнении с другими машинами, такими как бульдозер или погрузчик, экскаватор может выполнять большой диапазон работ, находясь в одной точке;
  • Возможность поворачиваться на 3600 позволяет экскаватору легко работать на ограниченном пространстве;
  • Большая мощность капания позволяет экскаватору аккуратно капать, рыть траншеи и сформировывать основания;
  • Так как работа происходит практически без перемещения машины – износ ходовой части минимален;
  • Легкая смена рабочего оборудования позволяет использовать экскаватор для выполнения различных задач.

  • Перемещение грунта
  • Планирование
  • Рыхление
  • Погрузка
  • Планировка

Рабочее оборудование экскаватора похоже на руку человека и выполняет похожую функцию

При замене ковша на другое рабочее оборудование можно выполнять другую разичную работу, такую как захват грейфером или долбление

Сегодня в основном используются гусеничные экскаваторы, так как у них большая площадь опоры и высокая устойчивость

Достоинства гусеничных экскаваторов

  • Высокая устойчивость
  • Возможность работы на мягком и неровном грунте

Большая площадь опоры обеспечивает большую устойчивость. Это дает возможность легко работать на мягком или неровном грунте

Недостатки гусеничных экскаваторов

  • Медленная скорость перемещения и мобильность
  • Повреждение поверхности дороги

Низкая транспортная скорость. Если машина оборудована стальными гусеницами, то при движении происходит повреждение поверхности дороги

Экскаватор можно разделить на 3 части: рабочее оборудование, верхнюю и нижнюю части

Основу верхней части составляет рама поворотной платформы

Система поворота состоит из:

  • Гидромотора поворота (поворачивает платформу)
  • Редуктор поворота (увеличивает усилие гидромотора и снижает скорость поворота)
  • Поворотный круг (соединяет платформу с гусеничной тележкой)
  • Центральное поворотное звено (передает поток масла к нижней части)

Поворотный круг состоит из двух колец, внешнего и внутреннего. Внутреннее кольцо прочно прикреплено к раме гусеничной тележки а внешнее кольцо – к раме поворотной платформы. Поворотный круг является звеном, передающим нагрузку поворотной платформы с рабочим оборудованием на ходовую часть для обеспечения устойчивости.

Поворотное звено состоит из корпуса (статора) и ротора

Ротор крепится к гусеничной тележке. Корпус крепится к поворотной платформе и поворачивается вместе с ней

Масло от контрольного клапана попадает в корпус звена и по кольцевым каналам проходит в каналы ротора. Выходя из каналов ротора по шлангам масло попадает к гидромоторам.

Нижняя часть состоит из большого количества разных элементов, которые крепятся к стальной раме, называемой рамой гусеничной тележки

Гидравлическая силовая линия экскаватора

Во время работы оператор может одновременно выполнять несколько операций, таких как перемещение стрелы, рукояти, ковша, поворот одновременно. При этом одновременно работают несколько секций контрольного клапана.

Ходовая часть гидравлического экскаватора существенно отличается от бульдозера или погрузчика, в которых мощность передается механически при помощи гидротрансформатора и шестерен

Так же как сердце качает кровь, гидронасос экскаватора качает масло для работы гидроцилиндров

Для выдвежения рукояти масло должно подаваться в штоковую полость

Для складывания рукояти масло должно подаваться в бесштоковую полость

Главный переливной клапан

Главный переливной клапан держит давление не превышающее определенного значения за счет перелива излишков масла в бак. Когда при перемещении поршень доходит до края цилиндра, то он останавливается. Так как масло продолжает поступать, до давление в системе начинает возрастать, что приведет к разрыву шлангов. Главный переливной клапан в системе предупреждает повышение давления до критического уровня путем перелива лишнего объема масла в бак. Главный переливной клапан находится между контрольным клапаном и гидронасосом.

Читайте также:  Хроматографическая система низкого давления

Предохранительный клапан служит для сброса масла в бак, если давление в система превысит кретическое значение. Если на стрелу упадет обломок породы, а контрольный клапан будет находится в нейтральном положении, то давление в цилиндре сразу возрастет и приведет к разрыву шлангов. Для предотвращения повышения давления выше определенного уровня в системе стоит предохранительный клапан. Этот клапан находится после распределительного клапана перед гидроцилиндрами.

Гидронасос→ Гидронасосы постоянного объема→ Гидронасосы с постоянной цикловой подачей→ Шестеренчатые гидронасосы
Гидронасосы переменного объема→ Гидронасосы с переменной цикловой подачей→ Поршневые насосы

Сравнение поршневых и шестеренчатых гидронасосов

Шестеренчатые гидронасосы Поршневые гидронасосы
Достоинства
  • Простая конструкция и малая стоимость
  • Устойчивость к загрязнению
  • Может работать с большим давлением
  • Может менять рабочий объем
  • Недостатки
  • Небольшое рабочее давление
  • Не может изменять рабочий объем
  • Сложная конструкция и стоимость (по сравнению с шестеренчатыми)
  • PC — Код продукта. [P : Гидравлические экскаваторы (Power shovel), C : Гусеничного типа, W : Колесного типа]
    200 — Код размера [Число, примерно в 10 раз больше чем эксплуатационная масса (в тоннах), но иногда отражается номер машины, родственной данной модели]
    XX — Дополнительный код модели [Обозначается одной или двумя буквами LC: Удлиненная база]
    7 — Модификация [Отображает историю модели (номера 4, 9 и 13 пропущены)]

    Классификация гидравлических экскаваторов по типоразмеру

    Маленькие: менее 20 тон
    Средние: 20-59 тон
    Тяжелые: 60 и более

    Емкость «с шапкой» = Геометрическая емкость + Объем шапки

    Угол естественного откоса 1 : 1

    Угол естественного откоса 1 : 2

    Ковш ISO JIS SAE PCSA CECE
    Для копания 1:1 1:1 1:1 1:1 1:2
    Для погрузки 1:2 1:2 1:2 1:2 1:2

    ISO: Международная организация по стандартам ISO7451 и ISO7546
    JIS: Японский индустриальный стандарт JIS A8401-1976
    PCSA: Ассоциация по кранам и экскаватором (США) PCSA No.37-26
    SAE: Ассоциация Авто Инженеров (США) SAE J296/J742b
    CECE: Европейское общество строительной техники CECE SECTION V1

    Давление на грунт (кг/м 2 ) = Экскаваторная масса / Площадь опорной поверхности

    Давление на грунт экскаватора среднего класса не многим больше давления на грунт стоящего человека

    Если человек может идти по грунту, то экскаватор среднего класса сможет там работать

    Пример использования рабочего оборудования

    1. Мягкий грунт (широкие башмаки)
    Для работы на мягком, например, болотном грунте, для снижения давления на грунт используются широкие башмаки

    2. Смещаемая ось капания (offset boom)
    Если машина не стоять по центру копаемого объекта из-за различных препятствий с боков, работы проводятся экскаватором со смещаемой рукоятью. Такой способ используется для рытья траншей (смещаемая рукоять не меняет направление оси копания, а смещает ее в сторону относительно центра машины)

    3. Большой радиус действия (сверхдлинное оборудование)
    При использовании сверхдлинного рабочего оборудование позволяет проводить работы в местах, где машина не может работать с обычным оборудованием. Углубление рек, болот и прочее. Также можно выполнять планировку длинных склонов

    4. Планировка откосов (планировочный ковш)
    Планировка откосов рек, дорог и прочих объектов может легко выполняться специальным ковшом с плоским дном.

    5. Дробление (гидромолот)
    При использовании гидромолота,большие осколки породы после взрыва могут быть измельчены. Можно также разрушать бетонные дроги и здания

    6. Утилизация автомобилей (гидроножницы)
    При использовании специальных гидроножниц можно разбирать автомобили на части. Эти ноэницы могут захватывать маленькие части и сортировывать части для переработки

    7. Снос зданий (ножницы и гидромолоты)
    Машина оснащена сверхдлинным рабочим оборудованием и может выполнять работы по сносу зданий. При применении гидроножниц можно также резать стальной каркас и силовые элементы конструкций.

    8. Лесозаготовки (пилы и захваты)
    Экскаваторы используются при заготовительных работах. Захваты с пилами могут брать все подарят, включая поваленные деревья, удалять ветви и распиливать бревна. Захваты используются для погрузочных работ.

    Источник

    Простейшие методы диагностики гидросистем машин

    Техническое обслуживание гидросистем машин должно осуществляться высококвалифицированными специалистами с помощью высокоточных диагностических приборов, выводящих сведения о неполадках на компьютер. Последний должен указывать методы устранения неисправностей. Такой подход находит все более широкое применение.

    Однако, даже если рядом нет грамотного специалиста, а из средств диагностирования имеются только простые приборы измерения, определить причины неисправности гидросистемы можно достаточно точно и быстро, используя логический метод их нахождения. При этом необходимо хорошо понимать основные принципы гидравлики и знать основы работы и устройства каждого элемента гидропривода.

    Как остановить экскаватор?

    Источник фото: exkavator.ru Определить причины неисправности гидросистемы можно, используя логический метод их нахождения

    Если возникшая неисправность привела к потере функций машины, или (и) негативно сказывается на безопасности ее эксплуатации, или наносит вред окружающей среде (например, обрыв рукава высокого давления), то машину следует немедленно остановить.

    Для обеспечения безопасности при остановке машины необходимо провести следующие мероприятия:

    • опустить все подвешенные рабочие органы машины или зафиксировать их механическим способом;
    • сбросить давление во всей гидросистеме;
    • разрядить все гидроаккумуляторы;
    • снять давление с преобразователей давления;
    • выключить электрическую управляющую систему;
    • отключить электрическое питание.

    При этом следует учесть, что рабочие жидкости, используемые в гидроприводах, являются малосжимаемыми по сравнению с газом и при снижении давления расширяются незначительно. Однако в тех местах гидросистемы, где может находиться сжатый газ (из-за недостаточной деаэрации или при подключенном гидроаккумуляторе), уменьшать давление следует очень осторожно.

    Как подойти к диагностике гидросистемы?

    Неисправности гидравлической системы можно разделить на два вида:

    • неисправности, не влияющие (безусловно, до определенного времени) на функционирование машины, — функциональная неполадка в гидросистеме (например, повышение утечки, температуры и т.п.);
    • неисправности, влияющие на функционирование машины, — функциональная неполадка в машине (например, снижение производительности).

    Поиск разных видов неисправностей выполняется по разным алгоритмам.

    Возможны случаи, когда одна и та же неисправность (например, насоса) может привести к функциональной неполадке и в машине (снизив производительность), и в гидросистеме (повысив уровень шума).

    Опыт показал, что поиск неисправностей предпочтительно начинать с основных проблем и прорабатывать тестовые процедуры, учитывая такие признаки, как повышение температуры, шума, утечки и т.п., в качестве «путеводных нитей». При этом решающее значение имеет здравый смысл, так как определенные симптомы могут непосредственно указать на проблемную область. Струя масла, вытекающая из-под уплотнения гидроцилиндра, указывает, где находится проблемная область.

    Источник фото: exkavator.ru Одна и та же неисправность может привести к неполадке как в машине, так и в гидросистеме

    Однако некоторые симптомы являются не столь очевидными. Если в каком-либо узле имеет место утечка потока при переходе от высокого давления к низкому, то в нем происходит локальное выделение тепла, что не всегда удается сразу же обнаружить.

    С чего бы вы ни начинали поиск, на определенные вопросы необходимо получить ответ до того, как начнете действовать. Если имеется сообщение о какой-либо проблеме, то необходимо собрать как можно больше фактической информации. Возможно, эта проблема уже имела место и зафиксирована в эксплуатационных документах. В этом случае можно сэкономить много времени. Следует проверить, не проводились ли в системе незадолго до возникновения неисправности какие-либо работы по техническому обслуживанию или настройке. Следует определить точную природу неисправности: возникла она внезапно или развивалась постепенно, в течение продолжительного времени, на работу каких частей машины она влияет.

    Источник фото: exkavator.ru Если в каком-либо узле имеет место утечка потока, то в нем происходит локальное выделение тепла

    Как определить простейшие неисправности гидросистемы?

    Определить неисправности можно двумя способами:

    • с помощью органов чувств;
    • с помощью приборов и инструментов.

    Простейшие неисправности гидравлической системы можно определить с помощью органов чувств — увидев, ощутив, услышав, — причем очень быстро. На практике многие проблемы решаются именно таким способом, без применения каких-либо инструментов.

    Подтекание рабочей жидкости В местах соединений элементов — Слабая затяжка резьбовых соединений
    — Разрушение уплотнительных элементов (манжет, колец)
    Вспенивание рабочей жидкости В масляном баке — Подсос воздуха во всасывающей гидролинии
    — Низкий уровень рабочей жидкости в баке
    Недостаточная скорость выполнения операций Рабочие органы машины — Большие утечки рабочей жидкости
    — Недостаточная подача насоса
    Недостаточное усилие при выполнении операций Рабочие органы машины — Большие утечки рабочей жидкости в системе
    — Неправильная настройка предохранительного клапана
    Шум при работе насоса Насос — Кавитация во всасывающем трубопроводе
    — Несоосность валов насоса и приводной установки
    — Износ приводных редукторов и муфт
    Шум и стук при работе клапанных аппаратов Клапан — Засорен клапан
    — Сломана пружина
    — Разрегулирован клапанный узел
    Нагрев рабочей жидкости до температуры более 60 °С На трубопроводах — Низкий уровень рабочей жидкости в баке
    — Засорены фильтры
    — Засорен сапун
    Нагрев насоса На корпусе насоса и прилегающих к нему узлах — Низкая подача и, как следствие, недостаточная скорость выполнения рабочих операций
    Нагрев гидроцилиндров и гидромоторов На корпусе гидроцилиндра, гидромотора и прилегающих к ним трубопроводах на расстоянии 10-20 см — Неисправен гидроцилиндр (износ уплотнений, повреждение поршня)
    — Неисправен гидромотор (износ поршней и распределителя, выход из строя подшипников)
    Нагрев гидрораспределителей На корпусе гидрораспределителя и прилегающих к нему трубопроводах слива рабочей жидкости — Неисправен гидрораспределитель (износ золотников, неисправность клапанов)

    Если с помощью органов чувств не удалось выявить неисправность, то необходимо использовать приборы: манометры, расходомеры и т.п.

    Как подойти к поиску более сложных неисправностей гидросистемы?

    Перед тем как начинать поиск неисправностей, нужно четко знать, какие параметры гидравлической системы необходимо измерить, чтобы получить информацию о месте нахождения неисправности, и с помощью каких специальных инструментов, приборов и оборудования это сделать.

    Измеряемые параметры

    Для нормального функционирования машины на ее рабочий орган должна быть передана определенная сила (крутящий момент) с определенной скоростью и в определенном направлении. Соответствие этих параметров заданным и должен обеспечить гидропривод, преобразующий гидравлическую энергию потока жидкости в механическую энергию выходного звена. Правильная работа рабочего органа зависит от параметров потока — расхода, давления и направления.

    Следовательно, для проверки работы гидравлической системы необходимо проверить один или несколько из этих параметров. Для принятия решения о том, какие параметры надо проверить, необходимо получить полную информацию о неисправности.

    Часто сообщение о неисправности в машине состоит из довольно неточной информации, например: «недостаточная мощность». Мощность зависит как от усилия на выходном звене, так и от его скорости, т.е. от двух параметров. В этом случае для принятия решения о том, какой параметр нужно проверить, следует задать более целенаправленные вопросы: привод работает слишком медленно или он не развивает требуемого усилия или крутящего момента?

    Источник фото: exkavator.ru Часто сообщение о неисправности в машине состоит из довольно неточной информации

    После определения сути неисправности (недостаточная скорость или сила, неправильное направление движения рабочего органа) можно определить, отклонение какого параметра потока (расхода, давления, направления) от требуемого значения привело к этой неисправности.

    Хотя процедура поиска неисправности основана на контроле расхода, давления и направления потока, имеются и другие параметры системы, которые можно измерить как с целью локализации неисправного узла, так и для определения причин его неисправности:

    • давление на входе в насос (вакуумметрическое) — для выяснения неисправностей во всасывающих линиях;
    • температура — обычно более высокая температура одного из узлов системы (по сравнению с температурой остальных) является верным признаком того, что имеет место утечка;
    • шум — при систематических и рутинных проверках шум является хорошим индикатором состояния насоса;
    • уровень загрязнения — при неоднократном появлении отказов гидросистемы следует проверить загрязненность рабочей жидкости для определения причин неисправности.

    Источник фото: exkavator.ru В гидравлической системе давление обычно измеряется манометром или вакуумметром

    Специальные приборы, инструменты и оборудование для диагностики гидросистемы

    В гидравлической системе давление обычно измеряется манометром или вакуумметром, а расход — расходомером. Кроме этого, для специалиста по диагностике могут быть полезны и другие приборы и инструменты:

    • преобразователь давления и самописец — если точность измерения давления должна быть выше точности, которую обеспечивает манометр, а также если необходимо измерить давление при переходном процессе или при действии реактивных возмущений со стороны внешней нагрузки (преобразователь давления выдает переменное напряжение, зависящее от приложенного давления);
    • градуированный сосуд и секундомер — при измерении очень малых расходов, например утечек, с их помощью можно получить большую точность, чем при измерении расходомером;
    • температурный датчик или термометр — для измерения температуры в гидравлическом баке можно установить температурный датчик (часто его совмещают с индикатором уровня рабочей жидкости), причем рекомендуется пользоваться датчиком, выдающим сигнал тревоги, как только температура рабочей жидкости становится слишком низкой или слишком высокой;
    • термопара — для измерения локальной температуры в системе;
    • измеритель шума — повышенный шум также является явным признаком неисправности системы, в особенности для насоса. При помощи измерителя шума всегда можно сравнить уровень шума «подозреваемого» насоса с уровнем шума нового насоса;
    • счетчик частиц — позволяет с высокой степенью достоверности определить уровень загрязненности рабочей жидкости.

    Диагностика гидросистемы при функциональной неполадке в экскаваторе

    Шаг 1. Неправильная работа привода может иметь следующие причины:

    • скорость исполнительного механизма не соответствует заданной;
    • подача рабочей жидкости исполнительного механизма не соответствует заданной;
    • отсутствие движения исполнительного механизма;
    • движение в неправильном направлении или неконтролируемое движение исполнительного механизма;
    • неправильная последовательность включения исполнительных механизмов;
    • «ползучий» режим, очень медленная работа исполнительного механизма.

    Шаг 2. По гидравлической схеме определяют марку каждого компонента системы и его функцию

    Шаг 3. Составляют списки узлов, которые возможно, являются причиной нарушения функционирования машины. Например, недостаточная скорость исполнительного механизма привода может быть следствием недостаточного расхода жидкости, поступающей в гидроцилиндр, или ее давления. Следовательно, надо составить список всех узлов, которые влияют на эти параметры.

    Шаг 4. На основании определенного опыта диагностирования определяют приоритетный порядок проверки узлов.

    Шаг 5. Каждый узел, содержащийся в списке, подвергают предварительной проверке в соответствии с очередностью. Проверка проводится по таким параметрам, как правильная установка, настройка, восприятие сигнала и т.д., с целью выявления ненормальных признаков (как, например, повышенные температура, шум, вибрация и т.п.)

    Шаг 6. Если в результате предварительной проверки узел, имеющий неисправность, не найден, то проводят более интенсивную проверку каждого узла с применением дополнительных инструментов, без снятия узла с машины.

    Шаг 7. Проверка с использованием дополнительных приборов должна помочь найти неисправный узел, после чего можно решить, следует его ремонтировать или заменить.

    Шаг 8. Перед повторным запуском машины необходимо проанализировать причины и последствия неисправности. Если неполадка вызвана загрязнением или повышением температуры гидравлической жидкости, то она может повториться. Соответственно, надо провести дальнейшие мероприятия по устранению неисправности. Если сломался насос, то его обломки могли попасть в систему. До подключения нового насоса гидроситему следует тщательно промыть.

    *Подумайте над тем, что могло привести к повреждению, а также о дальнейших последствиях этого повреждения.

    Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!

    Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

    Источник

    Adblock
    detector