Как работает гидравлическая система экскаватора

Устройство, преимущества и принцип работы гидравлического экскаватора. Проведение диагностики, регулировка и ремонт гидравлики. Схема гидравлической системы самоходной техники. Замена навесного оборудования в зависимости от типа предстоящих работ и условий эксплуатации, их виды и особенности

Принцип гидросистемы и особенности её конструкции

Принцип гидравлической системы такой же, как и у жидкостного рычага, где используя гидростатическое давление можно преобразовать малое усилие на относительно небольшой площади в достаточно большое.

Для того, чтобы понять принцип работы гидравлической системы, необходимо изначально разобраться с её конструкцией и основными комплектующими. Рассмотрим конструкцию гидросистемы специализированной техники, которая включает в себя:

  • устройство гидравлического бака с рабочей жидкостью внутри, где она не только находится в безопасности, но и поддерживается её необходимая для гидросистемы рабочая температура;
  • гидронасос — основа системы. Используя механический или электрический двигатель через ремни или муфту устройство гидравлического насоса (шестеренного, поршневого или пластинчатого) приводится в движение, которое под давлением подает рабочую жидкость к остальным комплектующим системы;
  • гидравлический распределитель (золотниковый, клапанный или крановый) — устройство ответственного за управление потоков рабочей жидкости;
  • механизмы управления (кнопки, пневматические джойстики и прочие приводы);
  • различные трубопроводы, рукава высокого давления, шланги, соединительные фитинги и крепежные элементы;
  • гидравлические цилиндры и механизмы отбора мощности (коробку и вал).

Несмотря на то, что конструкция установленной гидравлики может быть разной в зависимости от сферы использования, принцип работы гидросистемы остается неизменным.

Например, рассмотрим принцип гидросистемы сложного промышленного оборудования, где под воздействием силы тяжести рабочая жидкость попадает в устройство гидронасоса, а после к гидравлическому распределителю, который перенаправляет рабочую жидкость к поршню гидроцилиндра, тем самым создавая давление.

Сфера использования

Широкое применение системы этого типа нашли:

  1. В промышленности. Очень часто гидравлика является элементом конструкции металлорежущих станков, оборудования, предназначенного для транспортировки продукции, ее погрузки/разгрузки и т. д.
  2. В авиакосмической отрасли. Подобные системы используются в разного рода средствах управления и шасси.
  3. В сельском хозяйстве. Именно через гидравлику обычно происходит управление навесным оборудованием тракторов и бульдозеров.
  4. В сфере грузоперевозок. В автомобилях часто устанавливается гидравлическая тормозная система.
  5. В судовом оборудовании. Гидравлика в данном случае используется в рулевом управлении, входит в конструктивную схему турбин.

Определение

Гидравлическая система (гидропривод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии. 1)

Что такое гидравлический привод

Привод — это преобразователь мощности за счет движения разогретой жидкости под давлением. Устройство гидравлических систем состоит из движущихся (например, насос) и неподвижных частей (цилиндр), в которых преобразовывается энергия. Элементы объединены в так называемые линии для циклического преобразования энергии. Принцип работы заключается в превращении вращательного движения в поступательное.

Назначение

Назначение гидравлической системы заключается в приведении в движение механизмов посредством рабочей жидкости (гидравлического масла), подаваемой под давлением. Потоком жидкости можно управлять напрямую или автоматически — посредством управляющих клапанов. Распределение потока происходит по специальным гидравлическим шлангам и трубкам.

Гидравлические механизмы имеют большую популярность в машиностроении благодаря тому, что возможно передавать огромную энергию через тонкие трубки и гибкие шланги 2).

Что происходит внутри гидравлики?

Понять, в каком состоянии находится рабочая жидкость внутри гидравлической системы поможет программа S·O·S, позволяющая делать пробы жидкости и ее дальнейший анализ.

Регулярное взятие проб позволит вовремя определить степень загрязненности жидкости и уровень износа тех или иных элементов гидравлического оборудования. Рекомендуется осуществлять подобные заборы и анализ каждые 500 часов, проведенных машиной в эксплуатационном режиме. На основе полученной информации опытный специалист способен подобрать оптимальную методику ремонтных работ с реальной экономией времени и денежных средств владельца техники.

Для полного понимания принципов работы данной программы рекомендуется обратиться в компанию Caterpillar, которая готова предоставить всем желающим необходимые материалы на кассетных и цифровых носителях.

Существует стандарт чистоты гидравлических систем — ISO 18/15. Всегда рекомендуется придерживаться его или делать гидравлику еще чище!

Принцип работы гидравлической системы экскаватора

Присутствует гидросистема на экскаваторе любого вида. В Украине можно приобрести спецмашины:

  • одноковшевые и многоковшеве;
  • баштовые;
  • драглайны;
  • цепные;
  • роторные – компактные и обычные;
  • фрезерные;
  • траншеекопательные.

Набор сменных навесок позволяет превратить технику одного вида в другую и расширить ее функциональные возможности за кратчайшее время. Этим самим можно существенно увеличить спрос на услуги экскаватора и прибыль владельца машины.

Работа гидравлической системы выглядит так:

  • приводной дизельный мотор крутит вал насосного гидроустройства, которое в свою очередь трансформирует энергию механическую в гидравлическую;
  • жидкая среда, перемещаясь по трубопроводу, направляется к гидромотору или цилиндрам, поступает внутрь них через клапана управления и превращается в энергию механическую или возвратно-поступательный ход;
  • рабочая жидкость, выполнив работу, сливается в гидролинии, возвращается в бак, затем подается в насос;
  • этапы повторяются на следующем цикле.

     Для нормального функционирования экскаваторной гидросистемы важно соблюсти несколько условий. Во-первых, поручить проектирование и монтаж агрегатов профессионалам. Отклонения при установке могут стать причиной некорректной работы одного или нескольких узлов, всей гидравлики и машины в целом. Также возможны преждевременный износ и повышенное потребление ресурсов, снижение производительности.
     Второй момент – перевозить на место работы экскаватор тралом, а не своим ходом. Третье условие – регулярно проводить техосмотр строго по графику, разработанному производителем, проводить техническое обслуживание и своевременный ремонт, использовать оригинальные запчасти и качественные ГСМ. Четвертый момент – привлекать к работе только опытных специалистов – мастеров и операторов, соблюдать рекомендации и инструкции касательно условий и режимов работы.

Устройство элементов гидравлической системы

Несмотря на сложность, схема гидросистем является стандартизированной, что удобно при заменах-ремонтах элементов. Устройство гидравлического оборудования включает в себя следующие элементы:

Оборудование гидравлических систем — преимущества применения и недостатки

Устройство гидросистемы достаточно широко применяется практически во всех отраслях, так как обладает рядом преимуществ, среди которых выделяют:

  • высокую эффективность — возможность перемещения крупногабаритного и тяжелого груза с максимальной точностью;
  • гибкость работы — наличие возможности регулировать как большие, так и малые усилия;
  • наличие практически неограниченного диапазона скоростей;
  • долговечность и надежность оборудований гидравлических систем, так как устройства можно предварительно оснастить клапанами сброса давления для защиты от перегруза;
  • компактность и экономичность — дают возможность агрегатировать навесные устройства, тем самым уменьшая расходы на покупку новой специализированной техники.

К недостаткам использования оборудований гидросистем относят:

  • вероятность возникновения течи рабочей жидкости, которую необходимо устранять;
  • большую чувствительность комплектующих гидравлической системы к разнообразным загрязнениям и наличию абразивных частиц в рабочей жидкости (масле);
  • наличие вероятности возгорания в процессе работы, так как чаще всего в качестве рабочей жидкости используют горючую жидкость.

Если следовать рекомендациям по обслуживанию и уходу за устройствами гидравлической системы, следить за чистотой рабочего масла, то тогда недостатки гидросистемы теряют свою значимость.

  • 05.07.2021Как устроен и как работает гидроцилиндр
  • 02.07.2021Зачем нужен гидроаккумулятор?

Возможные последствия наличия загрязнений

Существует два основных следствия от наличия загрязняющих веществ в составе гидравлической жидкости:

  • Падение эффективности гидравлики. Это приводит к резкому снижению КПД всего оборудования/техники. Обычно эффективность падает постепенно и ее трудно обнаружить, если проверяющий специалист не обладает нужными познаниями и опытом. Как минимум подобный эффект приведет к резкому возрастанию расхода топлива.
  • Наличие загрязнений ускоряет износ деталей, входящих в состав гидравлической системы. Как показывает статистика, 75-85 процентов неисправности важнейших элементов гидравлики связано именно с наличием загрязнений в используемой жидкости. Существует три основных типа износа: абразивный, адгезионный, усталостный.

Износ абразивного типа
Наличие абразивных частиц в гидравлической жидкости приводит к соскабливанию металла с элементов этой системы. Это не только ускоряет износ важнейших компонентов гидравлики, но и повышает общий уровень загрязненности, что ускоряет проявление различных неприятностей.

Износ усталостного типа Высокое давление, а также ударные нагрузки, постоянно оказывающие воздействие на изделия, входящие в состав гидравлической системы, являются причиной появления стружки из металла, которая еще больше загрязняет гидравлическую жидкость.

Износ адгезионнного типа или облитерация Разнообразные частицы, находящиеся в составе гидравлической жидкости, начинают прилипать к металлическим поверхностям системы. Итог — клапаны перестают правильно функционировать, а сама жидкость не может эффективно циркулировать в системе.

Преимущества и недостатки гидравлических систем

К достоинствам узлов, работающих по этому принципу, можно отнести:

  • Возможность перемещения грузов больших габаритов и веса с максимальной точностью.
  • Практически неограниченный диапазон скоростей.
  • Плавность работы.
  • Надежность и долгий срок службы. Все узлы такого оборудования можно легко защитить от перегрузок путем установки простых клапанов сброса давления.
  • Экономичность в работе и небольшие размеры.

Помимо достоинств, имеются у гидравлических промышленных систем, конечно же, и определенные недостатки. К таковым относят:

  • Повышенный риск возгорания при работе. Большинство жидкостей, используемых в гидравлических системах, являются горючими.
  • Чувствительность оборудования к загрязнениям.
  • Возможность протечек масла, а следовательно, и необходимость их устранения.

гидравлические системы отопления

Расчет гидравлической системы

При проектировании подобных устройств принимается во внимание множество самых разных факторов. К таковым можно отнести, к примеру, кинематический коэффициент вязкости жидкости, ее плотность, длину трубопроводов, диаметры штоков и т. д.

Основными целями выполнения расчетов такого устройства, как гидравлическая система, чаще всего является определение:

  • Характеристик насоса.
  • Величины хода штоков.
  • Рабочего давления.
  • Гидравлических характеристик магистралей, других элементов и всей системы в целом.

Производится расчет гидравлической системы с использованием разного рода арифметических формул. К примеру, потери давления в трубопроводах определяются так:

  1. Расчетную длину магистралей делят на их диаметр.
  2. Произведение плотности используемой жидкости и квадрата средней скорости потока делят на два.
  3. Перемножают полученные величины.
  4. Умножают результат на коэффициент путевых потерь.

Сама формула при этом выглядит так:

  • ∆pi = λ х li(p) : d х pV2 :2.

В общем, в данном случае расчет потерь в магистралях выполняется примерно по тому же принципу, что и в таких простых конструкциях, как гидравлические системы отопления. Для определения характеристик насоса, величины хода поршня и т. д. используются другие формулы.

работа гидравлической системы

Дополнительные элементы

Могут присутствовать такие запчасти, как фильтры, накидные гайки, зарядные устройства, крепеж, манометры, маслоохладитель и др.

Как выполняется ремонт

Поскольку гидравлическая система в машинах и механизмах играет значимую роль, ее обслуживание часто доверяют высококвалифицированным специалистам занимающихся именно этим видом деятельности компаний. Такие фирмы обычно оказывают весь комплекс услуг, связанных с ремонтом спецтехники и гидравлики.

схема гидравлической системы

Разумеется, в арсенале этих компаний имеется все необходимое для производства подобных работ оборудование. Ремонт гидравлических систем обычно выполняется на месте. Перед его проведением при этом в большинстве случаев должны быть произведены разного рода диагностические мероприятия. Для этого компании, занимающиеся обслуживанием гидравлики, используют специальные установки. Необходимые для устранения проблем комплектующие сотрудники таких фирм также обычно привозят с собой.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...