Author: Ковалевский В.Ф. Железняков Н.Т. Бейлин Ю.Е.
Tags: машиностроение гидропривод горное дело гидравлика горные машины
Year: 1973
Text
В.Ф.НОВАЛЕВСНИИ,, Н.Т. ЖЕЛЕЗНЯКОВ., Ю.Е.БЕИЛИН
СПРАВОЧНИК
ПО ГИДРОПРИВОДАМ
ГОРНЫХ МАШИН
Издание второе,
переработанное и дополненное
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДР А»
МОСКВА 1973
УДК [622—82—822 : 621.2251(031)
Ковалевский В. Ф., Железняков Н. Т., Бейлин Ю. Е.
Справочник по гидроприводам горных машин. Изд.
2-е, перераб. и доп. М. (1 изд. — 1967), «Недра»,
1973, 504 с.
В справочнике кратко изложены основные теоре-
тические и практические сведения по гидравлике и
гидроприводу. Собраны необходимые справочные дан-
ные о рабочих жидкостях гидросистем, насосах,
гидродвигателях, механизмах управления, распределе-
ния и защиты, вспомогательных устройствах гидрав-
лических систем и измерительных приборах, применя-
ющихся в угольном машиностроении. Даны основные
рекомендации по эксплуатации и обслуживанию гидро-
привода и его элементов. Приведены гидравлические
схемы горных машин, а также данные по таким
специальным гидравлическим устройствам, как гид-
равлические подающие части, гидростойки и тур-
бомуфты. Изложены основные технические требования
и вопросы технологии изготовления деталей гидро-
привода.
В приведенных сведениях отражен современный
уровень техники — описаны новые модели оборудо-
вания и аппаратуры, освоенные промышленностью
за последние годы.
Справочник предназначен для широкого круга
инженерно-технических работников, занимающихся
проектированием, расчетами, производством и экс-
плуатацией гидросистем горных машин и механизи-
рованных крепей. Он может служить пособием для
студентов горных и машиностроительных вузов и
техникумов.
Справочник представляет интерес также для широ-
кого круга специалистов, занимающихся вопросами
гидропривода в других отраслях промышленности
(строительное и дорожно-строительное, транспортное
и подъемно-транспортное, сельскохозяйственное, ме-
таллургическое и химическое машиностроение).
Таблиц 231, иллюстраций 220, список литературы —
64 назв.
__ 0373 459 qqq 70
К 043(01)—73 338-73
(с) издательство ,, НЕДРА”. 1973
ПРЕДИСЛОВИЕ
Одним из основных технических направлений, обеспечивающих
решение поставленных XXIV съездом КПСС задач по увеличению
добычи угля, росту производительности труда, улучшению условий
работы и ликвидации тяжелого физического труда, является ком-
плексная механизация основных производственных процессов в уголь-
ной промышленности.
Создание современных средств механизации и автоматизации в на-
стоящее время немыслимо без широкого применения гидропривода,
особенно объемного. Объемный гидропривод имеет по сравнению
с электромеханическим приводом ряд преимуществ: надежное огра-
ничение величины действующего усилия простыми средствами;
возможность осуществления больших передаточных чисел при от-
носительно небольших габаритах и весе передач; бесступенчатое
регулирование скоростей исполнительных органов в широком диапа-
зоне; легкость преобразования вращательного движения в поступа-
тельное; значительное упрощение автоматического, программного
и дистанционного управления; свободное расположение в простран-
стве валов и осей приводных агрегатов; возможность ограничения
динамических нагрузок; плавный пуск и наращивание скорости
под нагрузкой.
В угольной промышленности гидропривод впервые был при-
менен в 1933—1937 гг. В настоящее время гидравлический привод
все шире используется в горных машинах и механизированных кре-
пях. Круг работников, занятых проектированием и эксплуатацией
машин, оснащенных гидроприводами, возрастает. Однако сведения
о специальных узлах и элементах гидропривода горных машин,
а также о нормализованных гидроагрегатах, серийно выпускаемых
смежными отраслями промышленности и широко применяемых в
угольном машиностроении, помещены во многих книгах и информа-
ционных материалах ведомств и организаций. Также не системати-
зированы справочные материалы по теории и расчету гидравлических
систем и узлов. Все это затрудняет правильное решение вопросов,
связанных с созданием и эксплуатацией гидроприводов.
В данном справочнике изложены краткие теоретические сведе-
ния по гидравлике, собраны и систематизированы материалы по
расчету, конструкции и технологии изготовления гидроприводов,
приведены технические данные по серийно выпускаемому гидрообо-
!• 3
рудованию, применяемому и горных машинах. Отражены рекоменда-
ции по эксплуатации и обслуживанию । ндроиривода и его элементов.
Со времени опубликования лродыд.у нюго издания книги (1967 г.)
значительно изменились номенклатура и типы выпускаемого обору-
дования. Поэтому материал справочника подвергся коренной перера-
ботке, чтобы отразить достижения тохиикн :ш истекший период
и привести новые модели оборудования и аппаратуры гидравличе-
ского привода. В книге отражен опыт работы ан торон в Донгипроугле-
маше, широко применяющем гидропривод в конструкциях горно-
шахтного оборудования.
Главы 1, 2, 3, И, 14 справочника написаны 11. Т. Железняковым,
главы 4, 5, 6, 7, 12, 13, 15 — В. Ф. Ковалевским, главы 8, 9, 10 —
Ю. Е. Бейлиным.
ГЛАВА 1
ОСНОВНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ СВЕДЕНИЯ И НОРМЫ
1-1. ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
С 1 января 1963 г. во всех областях науки и техники СССР в ка-
честве предпочтительной введена Международная система единиц,
сокращенно обозначаемая СИ (SI).
Единицы величин, имеющих отношение к гидравлике и гидро-
приводу, приведены в табл. 1—3.
В расчетах, как правило, следует оперировать со значениями
величин, выраженными в основных и производных единицах СИ,
подставляя их в формулы, не содержащие каких-либо коэффициен-
тов, зависящих от выбора единиц. При этом в результате расчета
будут получены значения, также выраженные в единицах СИ.
Если эти значения не должны служить для дальнейших расчетов
и представляют собой очень большие или очень малые числа, то их
можно выразить в кратных или дольных единицах.
Удобные по размеру кратные и дольные единицы можно образовы-
вать путем умножения или деления единиц СИ на степень числа 10.
Их наименования получают присоединением к основным или произ-
водным единицам СИ международных десятичных приставок. Напри-
мер, величина давления 1-10е Па именуется мегапаскаль и обозна-
чается 1 МПа.
Учитывая, что в ранее изданной отечественной научно-техниче-
ской литературе и технической документации и зарубежных изданиях
встречаются единицы измерения, отличные от единиц СИ, в табл. 4
приведены переводные коэффициенты наиболее распространенных
единиц величин, применяемых в гидравлике и гидроприводе.
1-2. УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ В СХЕМАХ
ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ
Для графического изображения элементов и связей между ними
на гидравлических схемах во всех отраслях промышленности СССР
применяются условные обозначения Единой системы конструктор-
ской документации (сокращенно ЕСКД), введенной в 1971 г.
(табл. 5—7).
5
Таблица 1
Единицы Международном гш-темы (СИ)
Величина I'.juiiiMiia
наименование размерность на и м (• 11 (• 11111111 • • обозначение
русское междуна- родное
1. Основные единицы
Длина L метр м ш
Масса М килограмм кг kg
Время т секунда с s
Термодинамическая 0 кельвин К К
температура Кель- вина. Разность тем-
ператур
2. Дополнительные единиц ы
Плоский угол — радиан рад rad
3. Производные единицы
Площадь L2 квадратный метр м2 m2
Объем, вместимость L3 кубический метр м3 m3
Скорость LT-1 метр в секунду м/с m/s
Ускорение LT-2 метр на секунду в м/с2 m/s2
квадрате
Частота Т-1 герц Гц Hz
Частота вращения Т-1 секунда в минус первой степени с-1 s~i
Угловая скорость Т-1 радиан в секунду рад/с rad/s
Угловое ускорение Т-2 радиан на секунду рад/с2 rad/s2
в квадрате kg/m3
Плотность L-3M килограмм на куби- кг/м3
ческий метр
Удельный объем L3M-1 кубический метр на м3/кг m3/kg
Момент инерции (ди- L2M килограмм килограмм-метр КГ • м2 kg • m2
намический момент инерции) в квадрате
Сила. Сила тяжести LMT-2 ньютон Н N
(вес) Момент силы, момент L2MT-2 ньютон-метр Н-м N • m
пары сил Давление. Напряже- L-1MT-2 паскаль Па Pa
ние (механическое) Модуль продольной L-1MT-2 паскаль Па Pa
упругости. Модуль сдвига. Модуль объемного сжатия
Поверхностное натя- МТ-2 ньютон на метр Н/м N/m
жение
Работа. Энергия L2MT-2 джоуль Дж J
Мощность L2MT-3 ватт Вт W
Динамическая вяз- L-1MT-1 паскаль-секунда Па • с Pa* s
кость
6
Продолжение табл. 1
Величина Единица
наименование размерность наименование обозначение
русское междуна- родное
Кинематическая вяз- кость L2T-1 квадратный метр на секунду м2/с m2/s
Массовый расход МТ-1 килограмм в секунду кг/с kg/s
Объемный расход L3T-1 кубический метр в секунду м3/с m3/s
4. Производные единицы тепловых величин
Количество теплоты L2MT-2 джоуль ДЖ J
Удельное количество L2T-2 джоуль на килограмм Дж/кг J/kg
теплоты
Теплоемкость систе- L2MT-20-1 джоуль на кельвин Дж/К J/K
мы
Удельная теплоем- кость L2T-20-1 джоуль на килограмм-кельвин Дж/(кг- К) J/(kg.K)
Тепловой поток L2MT-3 ватт Вт w
Поверхностная плот- ность теплового по- МТ-з ватт на квадратный метр Вт/м2 W/m2
тока
Коэффициент тепло- обмена (теплоотда- МТ-30-i ватт на квадратный метр-кельвин Вт/(М2 . К) W/(m2.K)
чи). Коэффициент теплопередачи LMT-30-i
Теплопроводность ватт на метр-кельвин Вт/(м • К) W/(m-K)
Температуропровод- ность L2T-1 квадратный метр на секунду М2/с m2/s
Температурный коэф- фициент 0-1 кельвин в минус первой степени К-1 K-i
Таблица 2
Единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ
Величина Единица
наименование наименование обозначение значение в еди- ницах СИ
русское между- народ- ное
Время Термодинамическая тем- пература Цельсия, разность температур. Международная прак- тическая температура Цельсия минута час сутки неделя месяц 1ОД градус Цельсия мин ч сут нед мес год °C min h d а °C 60 с 3600 с 86 400 с 7 сут От 28 до 31 сут 12 мес К
7
II р о д <> л жспие т а б л. 2
Величина Единица ,
наименование наименование обозначение значение в еди- ницах СИ
русское меж- дуна- родное
Плоский угол Объем, вместимость Скорость Частота вращения Работа. Энергия Объемный расход градус минута секунда литр километр в час оборот в секунду оборот в минуту киловатт-час литр в секунду о / Л км/ч об/с об/мин кВт • ч л/с о < н 1 km/h kW-h 1/S йорад 10 800РаД 648 000 раД Ю~3 м3 0,277778 м/с 1 с-1 й- 3,6-106 Дж Ю~з мз/с
Таблица 3
Единицы, временно допускаемые к применению
(срок изъятия единиц из применения — 1 января 1975 г.)
Величина Единица
наименование наименование обозначение значение в еди- ницах СИ
русское междуна- родное
Сила килограмм-сила КГ6 kgf 9,80665 Н
Момент силы, мо- мент пары сил килограмм-сила-метр кгс -м kgf • m 9,80665 Н-м
Давление килограмм-сила на квадратный санти- метр кгс/см2 kgf/cm2 98066,5 Па
миллиметр водяного столба миллиметр ртутного столба бар мм вод. ст. mm H2O 9,80665 Па
мм рт. ст. mm Hg 133,322 Па
бар bar 105 Па
Напряжение (ме- ханическое) килограмм-сила на квадратный мил- лиметр кгс/мм2 kgf/mm2 9,80665 • 106 па
Работа. Энергия килограмм-сила-метр кгс • м kgf • m 9,80665 Дж
Электромагнит- ная энергия ватт-час Вт • ч W-h 3600 Дж
Мощность килограмм-сила- метр в секунду кгс • м/с kgf • m/s 9,80665 Вт
лошадиная сила л. с. — 735,499 Вт
Количество тепло- калория (межд.) кал cal 4,1868 Дж
ты килокалория (межд.) ккал kcal 4,1868-103 Дж
8
Таблица 4
Значения некоторых единиц физических величин в единицах СИ
Наименование величины и единицы измерения Сокращенное обозначение Значение в единицах СИ
русскими буквами латинскими буквами
Давление:
ньютон на квадратный метр Н/м2 N/m2 1 Па
меганьютон на квадратный метр МН/м2 MN/m2 106 Па
мегапаскаль МПа MPa 106 Па
бар бар bar 105 Па
килограмм-сила на квадрат- ный метр кгс/м2 kgf/m2 9,80665 Па
миллиметр водяного столба мм вод. ст. mm H2O 9,80665 Па
миллиметр ртутного столба мм рт. ст. mm Hg 133,322 Па
килограмм-сила на квадрат- ный сантиметр кгс/см2 kgf/cm2 98066,5 Па
атмосфера техническая ат at 98066,5 Па
атмосфера физическая атм atm 101325 Па
пьеза — lbF/ft2 103 Па
фунт-сила на квадратный фут — 47,8803 Па
фунт-сила на квадратный дюйм Длина: lbf/in2 6894,76 Па
ярд — yd 0,9144 м
Фут — ft 0,3048 м
дюйм Масса: — in 0,0254 м
техническая единица массы КГС • С2/м kgf • s2/m 9,80665 кг
фунт (состоит из 16 унций или 7000 гран) Мощность: — lb 0,45359237 кг
килограмм-сила-метр в се- кунду кгс • м/с kgf. m/s 9,80665 Вт
лошадиная сила л. с. — 735,499 Вт
лошадиная сила (английская) — bp 745,7 Вт
фунт-сила-фут в секунду Момент силы: — ft • Ibf/s 1,35582 Вт
килограмм-сила-метр кгс • м kgf • m 9,80665 Н-м
фунт-сила-фут Объем: — Ibf • ft 1,35582 Н-м
галлон (английский) — gal (UK) 4,54609 • IO’3 мз
галлон (американский) Плотность: — gal (US) 3,78543-Ю-з мз
грамм на кубический санти- метр г/см3 g/cm3 103 кг/м8
килограмм-сила-секунда в квадрате на метр в четвер- той степени кгс • с2/м4 kgf ♦ s2/m4 9,80665 кг/м8
фунт на кубический фут Работа, энергия: — lb/ft3 16,0185 кг/м8
килограмм-сила-метр кгс • м kgf • m 9,80665 Дж
фут-фунт-сила Расход объемный: — ft•Ibf 1,35582 Дж
литр в минуту л/мин 1/min 16,667-10-е м8/с
кубический фут в минуту — ft3/min 471,947-IO'8 мз/с
9
Продолжение табл. 4
Наименование величины и единицы измерения Сокращенное обозначение Значение в единицах СИ
русскими буквами латинскими буквами
Сила:
килограмм-сила кгс kgf 9,80665 Н
фунт-сила — Ibf 4,4482 Н
Динамическая вязкость:
пуаз из Р 0,1 11 • с/м2
килограмм-сила-секунда на кгс • с/м2 kgf • s/m2 9,80665 Н • с/м2
квадратный метр Ibf • s/ft2
фунт-сила-секунда на квад- — 47,8803 Н • с/м2
ратный фут Кинематическая вязкость:
стокс ст St 10~4 м2/с
сантистокс сст cSt 10~6 м2/с
квадратный миллиметр на мм2/с mm2/s 10"6 м2/с
секунду
квадратный фут на секунду — ft2/s 0,0929030 м2/с
градус Энглера (градус ВУ условной вязкости) — °E Зависимость при- ведена в табл. 39
Эти условные обозначения близки к применяющимся в промы-
шленно развитых странах Западной Европы и в США.
Элементы и устройства на принципиальных гидравлических схе-
мах гидроприводов и гидросистем изображаются по функциональ-
ным признакам.
Допускается также изображать элементы и устройства в виде,
схематических разрезов.
Упрощенные конструктивные разрезы обычно используются для
изображения на схемах специальных и оригинальных устройств,
для обозначения которых не имеется условных обозначений в дей-
ствующих стандартах.
1-3. ДАВЛЕНИЕ. РЯД НОМИНАЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ
Сила и мощность гидравлических приводов объемного типа прямо
пропорциональны давлению:
F = pS;
N = pQ.
Повышая давление, можно при сохранении силы и мощности гид-
ропривода уменьшить размеры и вес агрегатов, сделать установку
более компактной или при сохранении габаритов повысить развиваемое
усилие и мощность гидропривода. Вместе с тем увеличение рабочего
давления связано с повышением требований к точности изготовле-
ния, к прочности и жесткости деталей, что, в свою очередь, вызы-
вает увеличение трудоемкости изготовления и стоимости агрегатов.
10
Таблица 5
Условные графические обозначения в гидравлических схемах
по ГОСТ 2.780—68, ГОСТ 2.781—68, ГОСТ 2.782—68 и ГОСТ 2.784—70
Линии связи п вспомогательная гидроаппаратура
.Пиния связи: а) всасывания, напора, слива б) управления в) дренажные (отвод утечек) 1 i 1 ।
Соединение линий связи —1 -
Перекрещивание линий связи (без соединения) — >
Подвод жидкости под давлением (без указания источника питания) -
Слив жидкости из системы ►
Линия гидравлической связи с указанием места удаления воздуха 1 .fcr
Место сопротивления в линии связи с расходом: а) зависящим от вязкости рабочей жидко- сти б) не зависящим от вязкости рабочей жид- кости )( X
Гаситель гидравлического удара
Бак: а) под атмосферным давлением б) с внутренним давлением выше атмосфер- ного в) с внутренним давлением ниже атмосфер- ного (вакуум' ,м) а .1 1 CJ 'ДД
Аккумулятор гидравлический пли пневматиче- ский: а) пневматический (ресивер, баллон, возду- лосборнмк) б) гидравлический (без указания принципа действия) б) пружинный гидравлический г) пневмогидравлический
11
Продолжение табл. 5
Фильтр для жидкости или воздуха *^0^—
Охладитель жидкости или воздуха —
Заливная горловина, воронка, заправочный штуцер “NJ
Распределительная и контрольно-регулирующая гидроаппаратура
Распределитель 4/2 (четырех л инейный двухпози-
ционный) с управлением:
а) от кулачка и пружинным возвратом
б) от рукоятки с фиксатором
в) от двух электромагнитов (показано про-
межуточное положение)
Распределитель 4/3 (четырехлинейный трехпози-
ционный) с соединением нагнетательной ли-
нии и обоих отводов на бак при среднем по-
ложении золотника с автоматической фикса-
цией в среднем положении с управлением:
а) от рукоятки
б) от двух электромагнитов
в) гидравлическим
г) электрогидравлическим (упрощенное обо-
значение)
Распределитель 4/3 с запертыми отводами, на-
гнетательной и сливной линйями при среднем
положении золотника с электрогидравличе-
ским управлением от двух вспомогательных
распределителей, управляемых основным по-
током без регулирования времени срабатыва-
ния
Распределитель 4/2 с гидравлическим управле-
нием с регулированием времени срабатывания
Распределитель непрерывного действия (с беско-
нечным множеством промежуточных рабочих
положений) с тремя характерными позициями
с управлением от кулачка и пружинным воз-
вратом
а
12
Продолжение таб л. '\5
Регулирующий орган:
а) нормально закрытый
б) нормально открытый
Клапан предохранительный (клапан, ограничи-
вающий максимальное давление pi):
а) с собственным управлением (прямого дей-
ствия)
б) с собственным управлением (непрямого
действия, развернутое обозначение)
Клапан редукционный гидравлический (клапан,
поддерживающий постоянное давление на вы-
ходе р2 const независимо от давления на
входе р{ при условии, что р2<СР1)« Давление
на выходе р2 зависит от усилия пружины
Клапан дифференциальный или напорный зо-
лотник (аппарат, поддерживающий постоян-
ный перепад давлений pi — р2)
Делитель потока на два потока
Сумматор потока двух потоков
Регуляторы потока:
а) дроссель
б) дроссель с регулятором давления
в) дроссель с регулятором давления и
пре-
дохранительным клапаном
Клапан обратный
13
Продолжение табл. 5
Клапан с логической функцией «ИЛИ» 1 —
Клапан с логической функцией «И»
Клапан обратный управляемый (гпдрозамок): а) односторонний б) двусторонний Насосы, гидромоторы и ци; Насос с постоянной подачей: а) с постоянным направлением потока б) с реверсивным потоком а -5 1 ниндры с б II > ($)
Насос с регулируемой подачей: а) с постоянным направлением потока б) с реверсивным потоком а 6 ф ф
Компрессор ф
Гидромотор. Общее обозначение ф
Гидромотор нерегулируемый: а) с постоянным направлением потока б) с реверсивным потоком ф ф
Гидромотор неполноповоротный (квадрант гидра- влический) ф
Насос-мотор нерегулируемый. Работает как на- сос или как мотор при любом направлении потока ф
Пневмомотор. Общее обозначение ф
14
Продолжение табл. 5
Цилиндр. Общее обозначение fa. 1
Цилиндр одностороннего действия: а) без указания способа возврата штока б) с возвратом штока пружиной в) плунжерный г) телескопический ,Шй C\J
Цилиндр двустороннего действия: а) с односторонним штоком б) с двусторонним штоком в) телескопический LE б Ц ,
Цилиндр двустороннего действия с подводом рабочей среды через шток с односторонним штоком -fa?-#
Цилиндр с постоянным торможением в конце хода: а) с одной стороны б) с двух сторон «1 -T- L fa-fa
Цилиндр с регулируемым торможением в конце хода с двух сторон 0 31=p
Цилиндр дифференциальный (отношение площа- дей поршня со стороны штоковой и нештоко- вой полостей имеет первостепенное значение)
Камера мембранная: а) одностороннего действия б) двустороннего действия
Преобразователь давления (мультипликатор или демультипликатор)
15
Продолжение табл. 5
Пневмогидравлический преобразователь dn5
Гидроусилитель (бустер)
Цилиндр со встроенными механическими замка- ми - 1 1
Таблица G
Условные графические обозначенпия насосов в схемах и на чертежах,
отражающие принцип действия, по ГОСТ 2.782—68
Наименование Обозначение
Насос ручной
Насос шестеренный (оо)
Насос винтовой L Т"
Насос ротационный лопастный (пластинчатый)
Насос радиально-поршневой
Насос аксиально-поршневой
16
Продолжение табл. 6
Наименование Обозначение
Насос кривошипно-поршневой —1
Насос лопастный
Насос струйный (общее обозначение)
Вентилятор центробежный (2?
Вентилятор осевой (&
Таблица 7
Условные графические обозначения в схемах элементов привода
и управления по ГОСТ 2.783—69
Наименование
Двигатель. Общее обозначение
Электродвигатель. Общее обозначение
Двигатель (мотор) тепловой. Общее обозначение
Обозначение
Управление ручное или ножное. Общее обозначение
2 Заказ 78
17
Продолжение табл. 7
Наименование
Обозначение
Кнопка —
Рукоятка
Педаль
Поплавок
Регулятор центробежный
Фиксатор: а) зафиксированное положение б) незафиксированное положение °
б 1
Защелка: а) односторонняя б) двусторонняя а 1
18
При высоких давлениях на работу влияет упругость рабочей
жидкости, трубопроводов и уплотнений, повышается вероятность
появления пульсаций, ухудшаются объемные характеристики насо-
сов и гидродвигателей.
При выборе давления необходимо прежде всего руководствоваться
техническими характеристиками нормализованных и выпускаемых
промышленностью таких элементов гидропривода, как насосы, гид-
родвигатели, уплотнения, клапаны, золотники, гибкие рукава,
стальные трубы и т. п.
При конструировании нового оборудования необходимо выбирать
номинальное давление из ряда по ГОСТ 14063—68 (табл. 8). Если
величина выбираемого давления не совпадает с величинами давле-
ний, приведенными в ГОСТ 14063—68, то номинальное давление вы-
бирается из ряда по ГОСТ 12445—67 (табл. 9).
Таблица 8
Ряд номинальных давлений дном для гидравлической и пневматической
аппаратуры по ГОСТ 14063—68
Единица измере- ния Номинальное давление
кгс/см2 МПа 6,3* 0,63* 10* 0,1* 16* 1,6* 25 2,5 63 6,3 100 10,0 160 16,0 200 20,0 250 25,0 320 32,0 400 40,0 500 50,0 630 63,0
* Давление относится только к пневматической аппаратуре.
Таблица 9
Номинальные давления гидростатических и пневматических
приводов и смазочных систем по ГОСТ 12445—67
Номинальное давление
кгс/см* МПа кгс/см1 МПа 1 о МПа кгс/см2 МПа кгс/см2 МПа
0,10 0,010 1,0 0,10 10 1,0 100 10,0 1000 100
.— — — — .— — 125 12,5 1250 125
(140) (14,0)
0,16 0,016 1,6 0,16 16 1,6 160 16,0 1600 160
— — — — — — 200 20,0 2000 200
0,25 0,025 2,5 0,25 25 2,5 250' 25,0 2500 250
— — — — — — 280 28,0
— — — — ——। — 320 32,0 3200 320
0,40 0,040 4,0 0,40 40 4,0 400 40,0 4000 400
— — (5,0) (0,50) (50) (5,0) 500 50,0 5000 500
0,63 0,063 6,3 0,63 63 6,3 630 63,0 6300 630
— — — — (80) (8.0) 800 80,0 8000 800
Примечание. Номинальные давления, указанные в скобках, допускается при-
менять до разработки оборудования на более высокие давления.
2*
19
Под номинальным давлением понимается наибольшее маномет-
рическое давление, при котором оборудование должно работать в те-
чение установленного срока службы с сохранением параметров в пре-
делах установленных норм.
Для арматуры и соединительных частей трубопроводов условные,
пробные и рабочие давления выбираются по ГОСТ 356—68. Следует
иметь в виду, что этот ГОСТ не распространяется на гидравлические
и пневматические системы и трубопроводы в собранном виде.
Указанные выше ряды давлений составлены для избыточного,
или манометрического давления, т. е. давления сверх атмосферного.
Давления избыточное ри, абсолютное ра и атмосферное рат свя-
заны соотношением
Рн ~ Ра Рат»
Если абсолютное давление меньше атмосферного, то избыточное
давление ри <0 и, взятое с обратным знаком, называется ваку-
умом, или вакуумметрпческим давлением рв и изменяется в пределах
от нуля до атмосферного
Рв 0=7 Рат Ра»
Величину разрежения можно также характеризовать величиной
абсолютного давления.
Вакуум иногда выражают в процентах, причем атмосферное да-
вление принимают за 100%.
Среднее атмосферное давление на уровне моря соответствует
давлению столба ртути высотой 0,76 м или столба воды высотой
10,33 м и равно 101 325 Па.
1-4. ДОПУСТИМЫЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ жидкости.
НОМИНАЛЬНЫЕ ПОТОКИ ЖИДКОСТИ И РЯД НОМИНАЛЬНЫХ
ПРОХОДОВ
Скорости движения жидкости в трубопроводах выбирают, исходя
из сложившихся практических норм и рекомендаций (табл. 10),
а также конкретных условий и возможностей. При выборе руковод-
ствуются тем, что повышение скорости приводит к увеличению по-
терь в системе, а снижение — к возрастанию размеров и веса трубо-
проводов и аппаратов из-за увеличения их проходных сечений.
Применение высоких скоростей нежелательно также из-за ухудше-
ния быстродействия вследствие большой инерции жидкости, что
имеет большое ’ значение для следящих гидросистем. При высоких
скоростях также возможно появление местных зон пониженного
давления с паровоздушными полостями (зон кавитации).
Увеличение проходных сечений трубопроводов и каналов приво-
дит к неблагоприятным конструктивным решениям элементов гидро-
привода, а также увеличивает объем сжимаемой жидкости, что
уменьшает жесткость системы.
20
Таблица 10
Рекомендуемые средние скорости потока жидкости в трубопроводах
горных машин
Вид трубопровода Скорость, м/с
Нагнетательные трубопроводы Сливные трубопроводы открытых систем Всасывающие трубопроводы 3-5 2-3 0,5-1,5
Примечание. Для длинных трубопроводов с отношением L/d> 100 эти данные
понижаются на 30 — 50%.
Допустимые скорости в нагнетательных и сливных линиях зависят
также от величины рабочего давления. При большем рабочем давле-
нии допускаются большие скорости.
Допустимые скорости во всасывающих линиях систем с самовса-
сывающими насосами выбираются в соответствии с минимальным
уровнем жидкости в баке и длиной трубопровода с тем, чтобы не до-
пустить разрыва потока и кавитации.
Таблица 11
Скорости движения масла, применяемые в общем машиностроении США
Элементы гидросистемы Скорость, м/с
Линия всасывания диаметром, мм:
12,7—25,4 0,6-1,2
более 32 1,5
Линия нагнетания диаметром, мм:
от 12,7 до 50,8 3,0
более 50 3,6
Клапаны управления и прочие короткие участки с зажатым се-
чением 6,0
Переливные и предохранительные клапаны 30,0
Таблица 12
Скорость движения масла по трубопроводам (магистралям)
по рекомендации многих иностранных фирм
Параметр Магистраль
всасыва- ющая нагнетательная при давлении, МПа сливная
2,5 5 10 15
Скорость, не более, м/с 1.2 3 4 5 Более 5 2
21
В общем машиностроении и станкостроении для систем с гидро-
моторами или непрерывно работающими гидроцилиндрами скорость
выбирается такой, чтобы потери напора в трубопроводе не превы-
шали 5—6% рабочего давления. В гидросистемах машин с периоди-
чески или кратковременно работающими гидроцилиндрами, что
характерно для многих забойных машин, допускаются большие
потери давления.
Рекомендуемые в табл. 10 скорости для горных машин близки
к скоростям, применяемым в гидросистемах станков.
Скорости, применяемые в гидросистемах за рубежом, приведены
в табл. 11 и 12.
По заданным расходу Q и средней скорости v движения жидкости
определяются площадь сечения S и диаметр d трубопровода
s=*r:_
Таблица 13
Номинальные потоки жидкости для устройств, входящих в состав
гидравлических и смазочных систем, по ГОСТ 13825—68
Номинальный поток
л/мин дм®/с л/мин дм*/с л/мин дм3/с л/мин дм3/с ’л / мин дм3/с л/мин дм3/с
0.25 0,004 4,0 0,063 20,0 0,32 100 1,6 500 8,0 2 500 40
0,4 0.0063 5,0 0,08 25,0 0,4 125 2,0 630 10,0 3150 50
0,63 0,01 6,3 0,1 32,0 0,5 160 2,5 800 12,5 4 000 63
1,0 0,016 8,0 0,125 40,0 0,63 200 3,2 1000 16 5 000 80
1.6 0.025 10,0 0,16 50,0 0,8 250 4,0 1250 20 6 300 100
2,5 0,04 12,5 0,2 63,0 1,0 320 5,0 1600 25 8 000 125
3,2 0,05 16,0 0,25 80,0 1,25 400 6,3 2000 32 10 000 160
Примечание. Для трубопроводов, аппаратуры и фильтров под номинальным по-
током жидкости QH0M понимается округленное значение пропускной способности при уста-
новленной потере давления.
Таблица 14
Ря{ номинальных проходов для гидравлической и пневматической
аппаратуры по ГОСТ 14063—68
П а стр Номинальный проход
2,5 4,0 6,0 8,0 10 12 1) 20 25 32
40 50 63 80 100 12.'. । । 200 । 250 —
22
Окончательно диаметр трубопровода выбирается только после
определения потерь давления в системе.
При проектировании гидросистем машин необходимо руководст-
воваться рядами номинальных потоков (расходов) жидкости по ГОСТ
13825—68 и номинальных проходов по ГОСТ 14063—68 для гидрав-
лической аппаратуры (табл. 13—14), а также данными РМ 297—57
(табл. 15).
Таблица 15
Проходные сечения каналов, скорости движения масла и потери
давления в зависимости от расхода жидкости в гидроблоках
угольных машин по РМ 297—57
Расход жидкости ! Диаметр свер- ления, мм Наибольшая глубина сверле- ния, мм Площадь проходного сечения, см2 Скорость движения масла, м/с Потери давления на 1 м длины канала, МПа
дмэ/с л/мин
0,0167 1 6 125 0,282 0,59 0,049
0,0300 1,8 8 145 0,5 0,6 0,028
0,0500 3 8 145 0,5 1,0 0,047
0,0834 5 10 155 0,785 1,06 0.031
0,1335 8 10 155 0,785 1,7 0,051
0,200 12 12 165 143 1,77 0,038
0,300 18 12 165 1,13 2,65 0,056
0,416 25 15 175 1,76 2,36 0,031
0,584 35 15 175 1,76 3,3 0,044
0,833 50 17 175 2,27 3,68 0,033
1,167 70 17 475 2,27 5,13 0,053
1,668 100 20 215 3,14 5,3 0,04
2-330 140 25 220 4,9 4,75 0,024
3,330 200 28 255 6,15 5,4 0,021
Примечания: 1. Потери давления подсчитаны для масла индустриального 20 при
температуре 20 °C. 2. Отверстия с длинами, большими табличных, требуют применения
специальных сверл.
1-5. НОМИНАЛЬНЫЕ ЕМКОСТИ И НОРМАЛЬНЫЕ ДИАМЕТРЫ
ГИДРОПРИВОДОВ (ТАБЛ. 16 и 17)
Таблица 16
Номинальные емкости оборудования гидростатических и пневматических
приводов (баки, аккумуляторы, ресиверы) по ГОСТ 12448—67
Номинальная емкость, дм3
0,10 1,0 10 100 320 1000 3200 10 000
0,16 1,6 16 125 400 .1250 4000 12 500
0,25 2,5 25 160 500 1600 5000 16 000
0.40 4,0 40 200 630 2000 6300 20 000
0,63 6,3 63 250 800 2500 8000 25 000
Примечание. Под номинальной емкостью Уном понимается: для бака—наиболь-
ший эксплуатационный объем жидкости; для ресивера — объем несжимаемой жидкости,
полностью заполняющей ресивер; для пневмогидроаккумулятора — наибольший объем
пневматической полости; для грузового и пружинного гидроаккумупятора - наибольший
объем гидравлической полости.
Таблица 17
Нормальные диаметры деталей подвижных цилиндрических пар
оборудования гидростатических и пневматических приводов (поршни,
плунжеры, штоки, золотники и т. п.) по ГОСТ 12447—67
Ряд Нормальный диаметр, мм
Основной 1,0 16 160 2,0 20 200 2,5 25 250 3,0 32 320 4,0 40 400 5,0 50 500 6,0 60 630 8,0 80 800 10 100 1000 12 125
Дополни- 14 18 22 28 36 45 55 (65) 70 (75)
тельный 90 НО 140 180 220 280 360 450 560 710
900 — — — — — — — — —
Примечания: 1. Стандарт не распространяется на телескопические цилиндры.
2. При выборе диаметров основной ряд следует предпочитать дополнительному. 3. Диа-
метры, заключенные в скобки, при новом проектировании по возможности не применять.
ГЛАВА 2
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ГИДРАВЛИКЕ
И ГИДРОПРИВОДУ
2-1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ЗАВИСИМОСТИ ГИДРОСТАТИКИ
И ГИДРОДИНАМИКИ (ТАБЛ. 18)
2-2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ
При расчете гидросистем машин или отдельных гидроагрегатов
определение гидравлических сопротивлений следует производить
по формулам, приведенным в табл. 19, с использованием коэффици-
ентов и зависимостей, приведенных в табл. 20—25.
При применении формул, приведенных в табл. 19, необходимо
учитывать следующие положения.
1. Близко расположенные местные сопротивления влияют друг
на друга и на прилегающие участки трубопроводов. Поэтому, строго
говоря, простое суммирование потерь в системе допустимо лишь
в том случае, когда расстояние между местными сопротивлениями
будет больше участков, необходимых для стабилизации потока после
прохождения каждого местного сопротивления.
Длина участка стабилизации
ZCT = 0,693ReW,
где Re — число Рейнольдса;
d — внутренний диаметр трубопровода (трубы).
Там, где это возможно, для уменьшения потерь стремятся разде-
лять местные сопротивления прямолинейными участками труб. Реко-
мендуемое соотношение между длиной участка I и внутренним
диаметром трубы d: I = (10 -4-120) d. При приближенных расчетах
взаимное влияние местных сопротивлений обычно не учитывается.
2. Если имеется в виду скорость потока за местным сопротивле-
нием с соответствующим коэффициентом и по каким-либо соображе-
ниям потерю давления желательно выразить через скорость перед
местным сопротивлением, то необходимо произвести пересчет коэф-
фициента местного сопротивления, пользуясь соотношением
?2 “U2 ) •
где и £2 — коэффициенты местных сопротивлений, соответству-
ющие площадям сечений и
25
Таблица 18
Наименование Определения и зависимости
Плотность Масса жидкости в единице объема р = -^-
Удельный вес о л? G Вес жидкости в единице объема у = -у • у = pg
Сжимаемость Свойство жидкости изменять свою плотность
Вязкость при изменении давления и (или) температуры Свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) частиц жид- кости
Динамический коэффици- ент вязкости Коэффициент пропорциональности ц, входя- щий в выражение закона трения Ньютона, du X==ll~T-9 dy где т —касательное напряжение на элементарной площадке, лежащей на поверхности со- прикасающихся слоев движущейся жидко- сти; du — производная скорости и по нормали у иУ к рассматриваемым слоям жидкости (гра-
Кинематический коэффи- циент вязкости диент скорости) Размерная величина v, равная отношению ди- намического коэффициента вязкости р к плот- ности жидкости р: И V — Л—
Пьезометрическая высота V — р Высота столба жидкости, вес которого при атмосферном давлении на его свободной поверх- ности уравновешивает давление в данной точке р жидкости. Количественно равна —
Пьезометрический напор ((гидростатический напор) Сумма двух высот: пьезометрической высоты в данной точке жидкости и высоты положения этой точки относительно условной горизонталь- ной ПЛОСКОСТИ — 4-Z V
Скоростной напор (ско- ростная высота) 1 Высота, на которую может подняться над данной точкой жидкость, начавшая движение с вертикально направленной скоростью и, при отсутствии сопротивлений ее движению, т. е. высота, равная —— ^5
Гидродинамический на- пор (напор) Сумма пьезометрического и скоростного на- поров, т. е. z+ у
26
Продолжение табл. IS
Наименование Определения и зависимости
Пограничный слой Прилегающий к поверхности твердого тела слой жидкости, в котором сосредоточено основ- ное воздействие сил вязкости на тело
Живое сечение Поверхность, проведенная в пределах потока жидкости, нормальная в каждой своей точке к вектору соответствующей местной скорости в этой точке. В частном случае плавноизменяющегося дви- жения жидкости живое сечение представляет собой плоскость, проведенную в пределах пото-
Расход ка, нормальную к направлению движения Количество жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение: V объемный расход Q = — , где У—объем; t — время; т массовый расход М = — , где т —масса объема жидкости; G весовой расход Go = — , где G — вес жидкости
Средняя скорость потока Скорость, с которой должны были бы дви- гаться все частицы жидкости через данное жи- вое сечение, чтобы сохранился расход, соответ- ствующий действительному распределению ско- ростей в живом сечении, ш где V — средняя скорость потока; —расход жидкости через живое сечение; со —площадь живого сечения
Коэффициент Кориолиса Безразмерная величина а, равная отношению кинетической энергии массы жидкости, проте- кающей в единицу времени через данное живое сечение, к кинетической энергии массы жидко- сти, вычисленной в предположении, что скоро- сти во всех точках живого сечения равны сред- ней скорости потока. В практических расчетах для труб круглого сечения принимают: а—1 — при турбулентном движении жидкости; а — 2 — при ламинарном движении жидкости
Турбулентное движение Движение жидкости с пульсацией скоростей, приводящей к перемешиванию ее частиц
Ламинарное движение Движение жидкости без пульсаций скоростей и, следовательно, без перемешивания ее частиц
27
Продолжение табл. 18
Наименование Определения и зависимости
Число Рейнольдса (кри- терий режима движения) Безразмерная величина Re, характеризующая режим движения жидкости и равная отношению произведения средней скорости v и длины Z, характерных для данной задачи, к кинематиче- скому коэффициенту вязкости v, т. е. Re = vl V В качестве характерной величины обычно принимается гидравлический диаметр сечения Dri причем vDr v^R Re = или Re = , v ’ v * где R — гидравлический радиус. При круглом сечении трубопровода т. vd Re = . V Значение числа Рейнольдса, отвечающее при данных условиях моменту перехода турбулент- ного движения жидкости в ламинарное и лами- нарного в турбулентное, называют критическим числом Рейнольдса. При необходимости подчеркнуть, имеет ли место переход турбулентного движения в лами- нарное и ламинарного в турбуледтное, приме- няются соответственно термины: нижнее крити- ческое число Рейнольдса и верхнее критическое число Рейнольдса. При значениях Re<ReKp (нижнее) возможно только ламинарное движение, а при Re>ReKp (верхнее) только турбулентное движение; при ReKp. H<^Re<^ReKp в наблюдается неустойчивое состояние потока. Число Рейнольдса является критерием дина-
Сила сопротивления при гидродинамическом воздей- ствии потока на обтекаемое тело мического подобия движения жидкости Составляющая главного вектора элементарных сил, приложенных к поверхности обтекаемого тела, направление которой совпадает с напра- влением вектора средней скорости потока в бес- конечности, я=с s.-Ui*, л где с^ — коэффициент сопротивления; S — площадь поверхности обтекаемого тела; р —плотность жидкости; V — средняя скорость потока.
28
Продолжение табл. 18
Наименование
Коэффициент сопротивле-
ния
Местное сопротивление
Сопротивление по длине
Местные потери напора
Потери напора по длине
Коэффициент потерь
Коэффициент Дарси (ко-
эффициент сопротивления
по длине)
Смоченный периметр
Гидравлический радиус
Коэффициент сжатия
струи
Коэффициент скорости
Коэффициент расхода
Определения и зависимости
Безразмерная величина характеризующая
форму обтекаемого тела и его положение в по-
токе с установившимся движением жидкости.
Коэффициент сопротивления зависит от формы
обтекаемого тела (в частности, от шероховато-
сти последнего) и критериев динамического по-
добия движения жидкости.
Для характеристики различных видов сопро-
тивления применяются термины: коэффициент со-
противления трения, коэффициент сопротивления
давления и т. п.
Сопротивление движению потока, вызываемое
каким-либо местным препятствием (сужением
или расширением, задвижкой, клапаном, сеткой,
коленом и т. п.)
Сопротивление движению потока, вызываемое
вязкостью и турбулентностью жидкости, на уча-
стке рассматриваемой длины без учета влияния
местных сопротивлений
Потери удельной энергии потока на преодо-
ление местных сопротивлений
Потери удельной энергии потока на преодо-
ление сопротивлений по длине
Безразмерная величина £, равная отношению
соответственной потери напора к скоростному
напору
Безразмерная величина X, учитывающая влия-
ние режима движения жидкости, средней ско-
рости, размеров потока, вязкости жидкости,
шероховатости стенок русла и прочего на вели-
чину потерь напора по длине потока.
Линия, по которой живое сечение соприка-
сается со стенками, ограничивающими поток
Размерная величина, равная отношению пло-
щади живого сечения о к смоченному перимет-
ру X» т. е.
7? = —.
X
Гидравлический диаметр D = ^R
Безразмерная величина е, равная отношению
площади сжатого сечения струи к площади от-
верстия
Безразмерная величина <р, равная отношению
Средней скорости истечения (в сжатом сечении
струи) данной жидкости из отверстия к средней
скорости истечения невязкой жидкости из это-
го же отверстия
Безразмерная величина ц, равная отношению
действительного расхода жидкости при истече-
нии из отверстия к расходу невязкой жидкости
из этого же отверстия при отсутствии сжатия.
29
Продолжение табл. 18
Наименование Определения и зависимости
Коэффициент расхода ц равен произведению сжатия струи 8 на коэффициент скорости ср: Ц = 8ф
Уравнение неразрывности (расхода) Q ~ SiVi = S2v2 =. . . —Sv = const, где S — площадь живого сечения; V — средняя скорость в сечении. Уравнение выражает постоянство расхода, проходящего в единицу времени через каждое сечение вдоль потока
Уравнение Бернулли При установившемся движении уравнение Бернулли, записанное для двух сечений потока (первое сечение начальное), 7+а1й=22+ где р —давление в центре тяжести сечения; а — коэффициент Кориолиса; v — средняя скорость потока; h — потери напора на пути потока между первым и вторым сечениями. При неустановившемся движении г1 + РТХ +<Х1 2Х =г2+ Р2 +«2 22 +Л + ЛИ, где ки — инерционный напор, 1 1 1 1 Г ди „ 1 dQ С dl h"~ g J dt dl~ g ’ dt J S ; 0 0 l — длина осп потока между выбранными сечениями; S — переменная по длине оси площадь жи- вого сечения В случае, когда S постоянно по длине пото- ка, например в цилиндрической трубе, . а 1 — — 1 > где а —ускорение потока (при замедлении пото- ка hn величина отрицательная). Потери напора h подсчитываются приближен- но по отношениям установившегося движения, в которые подставляются мгновенные значения средних скоростей
Скорость распростране- ния ударной волны (им- пульса давления) В абсолютно жестком трубопроводе скорость распространения ударной волны будет равна скорости распространения звука в данной жид- кой среде р •
30
Продолжение табл. 18
Наименование Определения и зависимости
В упругой трубе скорость передачи импульса с = 1 со 1Ш+44) где р —плотность жидкости; К — объемный модуль упругости жидкости; Е — модуль упругости материала трубы; d —внутренний диаметр трубы; б —толщина стенки трубы. При повышении вязкости, особенно при ма- лых диаметрах, а также при наличии в жидко- сти воздуха скорость импульса уменьшается. Поэтому при приближенных расчетах прини-
Гидравлический удар мают для металлических труб с = 1000 м/с Резкое повышение давления, возникающее при быстром изменении скорости потока. Пря- мой гидравлический удар возникает, если время перекрытия трубопровода t меньше периода трубопровода т 2L т = , с где L — длина трубопровода до места регулиро- вания; с — скорость распространения ударной волны Повышение давления Др при прямом ударе Др = ре (v0—ук), где р —плотность жидкости; vQ — начальная скорость жидкости; vK — конечная скорость жидкости. При полном закрытии сечения (г = 0) Др = рсу0. При непрямом ударе (£>т) повышение давле- ния Дрн всегда будет меньше Др прямого удара т 2L Дрн=—Др = — Ьр. При мгновенном открытии клапана (г<т), с одной стороны которого давление велико, а с другой (тупиковой)— мало, давление в ту- пике вдвое превышает давление перед краном Др = рт —р0 = 2 (Рк —Ро). где рт — давление в тупике, развивающееся в ре- зультате гидравлического удара; Ро —давление между краном и тупиком до открытия крана; рк—давление перед краном.. В разветвленных системах повышение давле- ния может быть вследствие многократного отра- жения волн, больше двукратного.
31
Продолжение табл. 18
Наименование Определения и зависимости
Кавитация Выделение из жидкости паров и воздуха (местное закипание жидкости), обусловленное местным падением давления в. потоке с после- дующей конденсацией паров в области повы- шенного давления, вследствие чего нарушается неразрывность потока жидкости и происходят местные гидравлические удары. Кавитация происходит при падении давления в потоке до давления насыщенных паров жидко- сти при данной температуре. Приближенно можно считать, что при £ = 20 с С давление (упругость) паров минерального масла составляет 1000 Па и при £ = 60 °C — составляет 2000 Па. Для водяных паров соответственно
Удар при торможении движущихся масс 2400 и 20 000 Па Величину ударного давления жидкости, вы- званного торможением движения инерционных масс, можно приближенно найти из равенства импульса силы изменению количества движения Ft — mA и, где /’ — возникающая сила; £ —время изменения скорости движущейся массы; т — движущаяся масса; Др —изменение скорости за время £
Таблица 19
Расчетные зависимости для определения потерь давления
Параметры Расчетная зависимость
Средняя скорость v потока в тру- бопроводе или в сечении потока по- сле или перед местным сопротивле- нием м/с. где Q — расход, м3/с; d—диаметр трубопровода, м
Число Рейнольдса Re ~ vd Re = , v ’
где v — кинематический коэффициент вязкости, м2/с
32
Продолжение табл. 19
Параметры Расчетная зависимость
Потери давления Дрт в трубопро- воде по длине L дРт = Хр —• —, Па, где X — коэффициент сопротивления (ко- эффициент Дарси); р — плотность жидкости, кг/м3; L—длина трубопровода, м. Приближенные зависимости: для ламинарного потока Дрт = 15V0pv , Па; независимо от характера движения жидкости Дрт = 7,06v, Па а3
Потери давления Дрм от местных сопротивлений У2 Дрм = ЧР-у , Па, где Ь — поправочный коэффициент, учи- тывающий возрастание величи- ны коэффициента потерь при малых значениях Re (см. рис. 1). При Re^>2300 6 = 1; 5 — коэффициент потерь
Суммарные потери давления Др в цепи последовательных трубопро- водов и местных сопротивлений
Длина трубопровода Z3KB, эквива- лентная данному местному сопроти- влению по потере давления 1 -я * экв — а -j-
Примечания: 1. Для труб некруглого сечения вместо d подставляется учетверен-
ный гидравлический радиус В=4Й=4 —— , где s—площадь сечения некруглой трубы; % —
смоченный периметр. 2- Скорость потока берется после или перед местным сопротивлением
в зависимости от того, к какой скорости отнесен соответствующий коэффициент потерь £.
3. При расчете магистрали с переменными скоростями потока, т^ е. различными величинами
сечений, значения С можно привести к какой-либо одной скорости по формуле
Заказ 78
33
3. Для определения коэффициента сопротивления по длине к необ-
ходимо учитывать характер движения жидкости, который опреде-
ляется величиной критерия Рейнольдса.
При значениях числа Рейнольдса Re < ReKPllT характер движе-
ния жидкости ламинарный. При Re > ReKpHT движение становится
турбулентным. Ориентировочные значения критических чисел Рей-
нольдса приведены в табл. 20.
Таблица 20
Ориентировочные значения критических чисел Рейнольдса
Характеристика трубо- провода Кекрит Характеристика трубопро- вода ReKpHT
Круглая гладкая труба 2000-2300 Эксцентричная щель с 400
Гибкий рукав или шланг 1600 кольцевыми канавками
Гладкая концентричная 1100 Краны 550-750
щель Расходные окна золот- 260
Гладкая эксцентричная 1000 ников
щель Плоские и конусные 20—100
Концентричная щель с 700 клапаны
кольцевыми канавка- Фильтр сетчатый 400
ми
В случае ламинарного потока коэффициент к зависит от числа
Рейнольдса и не зависит от степени шероховатости трубы.
В случае турбулентного потока необходимо различать турбу-
лентный поток в гидравлически гладких трубах, когда коэффициент
к не зависит от шероховатости трубы, и турбулентный поток в шеро-
ховатых трубах.
Труба считается гидравлически гладкой, если толщина слоя
жидкости, прилегающего к стенкам трубы и не являющегося турбу-
лентным, больше средней высоты неровностей стенки Д. С развитием
турбулентности потока и увеличением числа Рейнольдса труба пере-
стает быть гидравлически гладкой. Коэффициент к в этом случае
зависит от шероховатости трубы, которая характеризуется относи-
тельной шероховатостью п, т. е. отношением средней высоты неровно-
стей Д к внутреннему диаметру трубы d:
Отношение -у называется относительной гладкостью. Граничные
значения числа Рейнольдса в зависимости от относительной шерохо-
ватости приведены в табл. 21. Величина высоты неровностей для
внутренних поверхностей труб в зависимости от материала и класса
чистоты обработки поверхности, приведена соответственно в табл. 22
и 23.
34
Таблица 21
Граничные значения Re, до которых трубы являются
гидравлически гладкими
к d Re 0,01 5,1 • 103 0,005 11,5-103 0,002 32,7 • 103 0,001 72,3 • 103 0,0005 160-Ю3
Таблица 22 Средняя высота неровностей внутренних поверхностей трубопроводов, выполненных из различных материалов
Тип трубопровода Средняя высота неровностей А, мм
Стальные бесшовные (холоднотянутые, холоднокатаные и горячекатаные) Стальные бесшовные новые Чугунные и стальные с коррозией Медные, латунные, алюминиевые цельнотянутые Рукава резиновые высокого давления и резиновые шланги 0,04—0,08 0,01-0,05 0,2—0,3 0,01—0,05 0,03
Таблица 23
Зависимость высоты неровностей от класса чистоты поверхности
по ГОСТ 2789-59
Высота неровностей, мм Класс чистоты поверхности
VI V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8
Amin 0,16 0,08 0,04 0,02 0,01 0,0063 0,0032 0,0016
Атах 0,32 0,16 0,08 0,04 0,02 0,0100 0,0063 0,0032
При значениях Re < 105 толщина 6 ламинарного пограничного
слоя в трубе круглого сечения может быть определена по эмпириче-
ской зависимости
б = 62,8d Re"0*876.
Коэффициенты X и Ъ для ламинарного потока и переходной зоны
между ламинарным и турбулентным потоками легко определять,
пользуясь зависимостями, приведенными на рис. 1.
Для турбулентного потока коэффициент X определяется по гра-
фику Г. А. Мурина, показанному на рис. 2.
Коэффициенты X для различных режимов потока и трубопроводов
можно определять по формулам табл. 24.
Коэффициенты потерь местных сопротивлений приведены в табл.25
и 26.
Расчет потерь давления в гидросистеме удобно вести в следующем
порядке:
1) линия разбивается на участки, отличающиеся друг от друга
характером и величиной параметров сопротивлений;
3*
35
2) устанавливаются исходные данные для системы или линии
в целом и характеристика каждого отдельного участка (производи-
тельность насоса, длина, диаметр и площадь сечения трубы, скорость
потока, число Re);
3) с помощью таблиц и формул определяются коэффициенты
сопротивления X и коэффициенты потерь £;
4) определяются потери давления на каждом участке или на со-
вокупности подобных участков, например трубы одного диаметра
с ддинаковой скоростью потока и т. п.;
Рис. 1. Зависимости коэффициента сопротивления X для круглых труб и попра-
вочного коэффициента b от числа Рейнольдса:
3"Х==ЙГ;4-Х = ^; > при
Re < 2320
5) потери давления суммируются по всей линии с учетом влияния
факторов, не отраженных в расчете потерь по участкам, например
влияние противодавления на сопротивления в гидроцилиндре и др.;
6) суммарные потери давления в сумме с давлением, требуемым
для создания необходимого рабочего усилия в гидроцилиндре или
крутящего момента на валу гидромотора, сопоставляются с распола-
гаемым давлением насоса. Если сумма потерь и необходимого рабо-
чего давления меньше располагаемого давления, то гидросистема
корректируется.
Расчеты рационально вести в табличной форме.
Часто при расчете гидросистемы удобно пользоваться методом
сравнения характеристики насоса с гидравлической характеристикой
гидросистемы, для построения которой определяются потери давления
36
Рис. 2. Зависимости коэффициента сопротивления X от числа Рейнольдса и
относительной гладкости при турбулентном потоке
Таблица 24
Коэффициенты сопротивления по длине трубопроводов
Характеристика потока и трубопровода Расчетная зависимость
Ламинарный изотермический поток в круглых трубах Теоретическая формула Пуазейля Re В практических расчетах не при- меняется
Ламинарный поток в металлических трубах с учетом охлаждения внешних слоев жидкости и неровностей, а также в реальных трубах, подвергающихся вибрациям и сотрясениям, при Re <316 К Re
37
Продолжение табл. 24
Характеристика потока и трубопровода Расчетная зависимость
Переходный поток от ламинарного к турбулентному. Поток в трубах, под- вергающихся вибрациям и сотрясениям при Re = 316 4-3000, а также Re = = 3000 4-5623 и отношении -^->600. При -^-<600 необходимо учитывать влияние шероховатости, т. е. пользо- ваться графиком ВТИ (см. рис. 2) 10 Re0>65
Турбулентный поток в гидравлически гладких трубах при Re<105 Формула Блазиуса , 0,3164 Л Re0,25
Турбулентный поток в гидравличе- ски гладких трубах при 105<Re<3 • 106 Формула Конакова 1 1 (1,81 lg Re-1,5)2
Турбулентный поток в шероховатых трубах при Re>105 (коэффициент не зависит от числа Рейнольдса) Формула Никурадзе 1 "(*.«+21гАу или формула Шифринсона Х = 0,111/-Г’ г а где d — внутренний диаметр; Д — абсолютная шероховатость, или средняя высота неров- ностей (см. табл. 22)
Ламинарный поток в изгибе: а) аккуратном с углом 90° и при от- ношении среднего радиуса изогнутого участка к диаметру трубы -^-^4; б) неаккуратном с утлом 90° и вмя- тинами до 10—20% диаметра d; в) больше 90° и -^-<4; г) прп большом смятии трубы (40— 50% d) . ' 75 а) Л = -^— ; [Re 1 82 б) ^ = -5— ’ ' Re в) % Re ’ г) ' Re
. 75 4-85
Л Re
Ламинарный поток в гибких рукавах
и резиновых шлангах с наконечниками
38
Продолжение табл. 24
Характеристика потока и трубопровода Расчетная зависимость
Ламинарный поток в гибких рукавах и резиновых шлангах при малых ра- диусах изгиба , 108 Л Re
Турбулентный поток в гибких рука- вах и резиновых шлангах при 5 • 103<Re<l,2 • 105 _ 0,38 4- 0,52 Reo.265 * Для новых рукавов принимается равным 0,38
Поток жидкости в прорезиненных шлангах, армированных внутри прово- локой, при внутреннем диаметре шлан- га d Формула Чернпкина Х Х°+ dt ч 1662 = (0,01113+0,917Re-0.4) + , где Хо~ коэффициент сопротивления для гладких резиноткане- вых рукавов; б —высота выступов проволоч- ной спирали над внутрен- ней поверхностью шланга; t—шаг проволочной спирали
Поток жидкости в гибких гофриро- ванных металлических рукавах X ~ h^zd, где z — число гофр на 10 мм длины со средней высотой h hid 0,06 0,08 0,1 3,8-Ю-з 6,2-10-з 8,4-10-3 hfd 0,15 0,3 0,4 1,7-10-2 5,8-10-2 9-10-2
Ламинарный поток в кольцевых ще- лях (трубопроводах) внутренним d и наружным D диаметрами Xi — сК = с , 1 Re где X — коэффициент сопротивления круглой трубы диаметром Dr = D — d; с—-коэффициент формы; V В зависимости от отношения d/D коэффициент с принимается следу- ющим: d/D 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 1,0 с 1,0 1,4 1,45 1,47 1,48 1,49 1,5
Ламинарный поток в трубопроводах прямоугольного сечения со сторонами а и Ь , „ -М- Х 1 Re ' где с!-коэффициент формы;
39
Продолжение табл. 24
Характеристика потока и трубопровода Расчетная зависимость
R _2abv_ И (a-H)v В зависимости от отношения Ь/а коэффициент сг принимается следу- ющим: Ь/а 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 1,0 С! 1,32 1,95 1,1 1,03 0,97 0,91 0,9
Ламинарный поток в овальных тру- бах с небольшой овальностью (могут рассчитываться как круглые) %=_ZL Х Re
Поток весьма вязкой жидкости, на- пример масла вязкостью 30—40° Е Л = кк$, где Хо — коэффициент сопротивления по приведенным выше ра- счетам; к = 0,9 -г-0,7
Турбулентный поток в трубах не- круглого сечения с гладкими и шеро- ховатыми стенками Z определяется ио формулам для круглых труб
Таблица 25
Коэффициенты потерь местных сопротивлений
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
Вход жидкости из бака
в трубу с острой кром-
кой
0,5
Вход в трубу со скруг-
ленной кромкой
0,01
0,43
0,08
0,15
0,02
0,36
0,12
0,09
0,04
0,26
0,16
0,06
0,06
0.2
0.2
0,03
40
Продолжение табл. 25
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
Вход в трубу с кони- яеской фаской Ф° i/d
0,025 0,05 0,075 ' 0,1 0,15 0,6
Z
30 0,43 0,36 0,3 0,25 0,2 0,13
—* 60 0,4 0,3 0,23 0,18 0,15 0,12
90 0,41 0,33 0,28 0,25 0,23 0,21
У///// 120 0,43 0,38 0,35 0,33 0,31 0,29
Вход в выступающую трубу б d l/d
0,01 0,05 0,1 0,3 0,5
—=► 0,01 0,02 0,03 0,04 0,57 0,55 0,52 0,51 0,65 0,56 0,52 0,51 0,72 0,6 0,54 0,52 0,82 0,69 0,58 0,53 0,85 0,72 0,62 0,54
Вход в трубу под углом
ф°
20 0,96 30 0,91 45 0,81 60 0,7
70 80 90 —
0,63 0,56 0,5 —
Выход из трубы с ост- 2 —при ламинарном потоке в трубе, 1 —при тур-
рыми кромками в бак булентном потоке в трубе
/У
Выход из трубы с ко- ническим диффузором 1 ф°
1 d 6 8 10 12 16 20 24 30
/ / / Ху 1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,55 0,55 0,6
>3 Чг 2 4 0,7 0,4 0,6 0,34 0,5 0,3 0,46 0,27 0,4 0,3 0,42 0,47 0,49 0,59 0,6 0,66
/ , 6 10 0,25 0,15 0,22 0,14 0,2 0,16 0,22 0,18 0,3 0,26 0,38 0,35 0,5 0,45 0,67 0,6
41
Продолжение табл. 25
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
Выход из конического
сопла
Выход из трубы на
плоскую стенку
ф 1 h/d
0,10 0,15 0,20 0,25 0,30
0 90 0 d 1.5 0,72 0,74 0,83 0,89
h/d
ф 1 0,4 1 °-5 ! | o>6 1 °-7 1 *’0
0 0 — 1,37 1,20 1,11 1,0
90 d 0,94 0,96 0.98 1,0 1,0
Колено без закругле-
ний и вставок
q>° 10 0,04 20 0,1 30 0,17 40 0.27 50 0,39
<p° 60 70 80 90 —
C 0,54 0,71 0,92 1,14 —
Для колен с тупиками коэффициент £ увеличи-
вается на 10—15%
Изгиб трубы
d/R £ 0,2 0,131 0,4 0,138 0.6 0,158 0,8 0,206 1,0 0,294
d/R 1,2 0,440 1,4 0,661 1,6 0,977 1,8 1.403 2 1,978
Для углов лпспл'.гоотп ст n ф, отличных от 90°, коэффициент га птпптпоппд гп° /ОП°
умножается на отношение ф°/90°
42
Продолжение табл. 25
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
Внезапное расширение
трубы
При Re<10 £ =
При 10<Re<3500
Re S/Si
0,1 0,2 0,3 | 0,4 0,5 0,6
10 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1
20 3,0 2,8 2,6 2,4 2,3 2,15
30 2,4 2,2 2,0 1,8 1,65 1,55
40 2,15 1,85 1,6 1,5 1,35 1,25
50 2,0 1,7 1,5 1,3 1,15 1,05
100 1,7 1,4 1,2 1,1 0,9 0,8
200 1,65 1,3 1,1 1,0 0,75 0,65
500 1,7 1,3 1,1 0,85 0,65 0,4
1000 2,0 1,6 1,3 1,05 0,9 0,6
2000 1,6 1,25 0,95 0,8 0,65 0,5
3000 1,0 0,7 0,6 0,4 0,3 0,2
3500 0,81 0,64 0,5 0,36 0,25 046
При Re>3500 Ч‘- -ют
Постепенное расши-
рение трубы
ф° di/d
1,2 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0
5 0,02 0,04 0.08 0,11 0,11 0,11
10 0,02 0,05 0,09 0,15 0,16 0,16
20 0,04 0,12 0,25 0,34 0,37 0,38
30 0,06 0,22 0,45 0,55 0,57 0,58
45 0,07 0,3 0,62 0,72 0,75 0,76
60 — 0,36 0,68 0,81 0,83 0,84
90 — 0,34 0,63 0,82 0,88 0,89
120 — 0,32 0,6 0,82 0,88 0,89
180 — 0,3 0,56 0,82 0,88 0,89
Потери на трение в таблице не учтены. Они мо-
гут быть определены по формуле
Коэффициент X определяется по рис. 1 и 2 или
по табл. 24 для трубы диаметром d
43
Продолжение табл. 25
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
При Re <10 £ =
При 10<Re<5 • 104
Re S/Si
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
10 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
Внезапное сужение 20 3,20 3,10 2,95 2,80 2,70 2,60
трубы 30 2,40 2,30 2,15 2,00 1,80 1,70
2Z<Z///Z 40 2,00 1,84 1,70 1,60 1,46 1,35
50 1,80 1,62 1,50 1,40 1,30 1,20
b У/У//7/ 100 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80
v; 200 1,04 0,95 0,85 0,78 0,65 0,56
500 0,82 0,70 0,60 0,50 0 49 0,35
1000 О’,64 0,50 0*44 0*.35 0,30 0^24
s, ° 2 000 0,50 0,40 0,30 0,25 0,20 0,15
4 000 0,80 0,60 0,55 0,45 0,40 0,35
5 000 0,75 0,60 0,55 0,50 0,42 0,35
10 000 0,50 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20
50000 0,45 0.40 0,35 0,30 0,25 0,20
При Re>5 • 104
5/5i 0,01 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
С 0,5 0,47 0,42 0,33 0,34 0,30
0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 —
5^5Х 0,25 0,20 0,15 0,09 0 —
Постепенное сужение трубы • Ч>° d/di
0,3 0,45 0,6 0,8
>3 30 60 90 120 0,26 0.16 0,24 0,08 0,14 0,2 0,05 0,05 0,08 0,12
^^J^ZZZZZZZ
Диафрагма в трубе
S/5, C 0,05 1050 0,1 243 0,2 51,2 0,3 18,3 0,4 8,15 0,5 3,77
S/5X 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 —
£ 1,8 0,79 0,29 0,06 0 —
44
Продолжение табл. 25
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
Диафрагма в трубе пе- ременного сеяения dt d d,/d2
0 0,45 0,65 0,8 0,9 0,95
222 4s Xz / ////л ^^22 Z/Z z' 0 0,45 0,65 0,8 0,9 0,95 2,01 1,83 1,66 1,2 1,0 0,88 1,64 1,46 1,2 0,94 0,74 0,6 1,3 1,15 0,92 0,67 0,5 0,4 1,0 0,8 0,67 0,45 0,3 0,23 0,79 0,67 0,47 0,27 0,16 0,1 0,69 0,58 0,39 0,2 0,1 0,06
Сетка из круглой проволоки So s Re
50 100 150 200 300
0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 118 48,1 24,5 14,4 8,93 4,32 2,38 1,40 0,84 0,46 0,20 0 101 41,4 21,0 12,4 7,68 3,72 2,05 1,22 0,72 0,40 0,17 0 92,7 37,8 19,2 11,3 7,0 3,39 1,86 1,10 0,66 0,36 0,16 0 88,8 36,2 18,4 10,8 6,71 3,24 1,79 1,05 0,63 0,35 0,15 0 82,0 33,4 17,0 10,0 6,20 3,0 1,65 0,97 0,58 0,32 0,14 0
и проходное (живое) сечения сетки;
S и Sq — полное
-------коэффициент живого сечения сетки;
Re =—,
v ’
где у —скорость потока перед сеткой;
б —диаметр проволоки.
При п рядах сеток, последовательно располо-
женных на расстояниях не менее 156, общий коэф-
фициент сопротивления равен сумме коэффициен-
тов отдельных сеток
Поворотная заслонка
х\\\\\\\\\\\\А
<p9 5 10 15 20 25 30 35
£ 0,05 0,29 0,75 1,56 3,10 5,47 9,68
<p° 40 45 50 55 60 65 82,5
17,3 31,2 52,6 106 206 486 oo
45
Продолжение табл. 25
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
Задвижка круглого
сечения
hid
0,1 0,3 0,5 0,7
98 10 2,1 0,44
Кран пробочный
с круглым проходом
<р° 5 10 15 20 25 30
0,05 0,31 0,88 1,84 3,45 6,15
<р° 35 40 45 50 55 67
5 11,2 20,7 41,0 95,3 275 оо
Клапан тарельчатый
без нижнего направле- ния Z 1 d h/d
0,10 0,12 0,14 0,16 0,20 0,25
- 1 н- й 0,10 0,15 16,1 16,3 11,3 11,5 8,45 8,65 6,60 6,80 4,42 4,62 3,03 3,23
7//^ 7/7, 1 0,20 16,5 11,7 8,85 7,00 4,82 3,43
0,25 16,7 11,9 9,05 7,20 5,02 3,63
Клапан конусный
46
Продолжение табл. 25
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
Клапан конусный
с плоской нижней по-
верхностью и клапан
со сферической поверх-
ностью (на рисунке не
показана)
hid
0,10 0,12 044 0,16 0,18
8,70 5,77 4,24 346 2,58
0,22 0,25
1,97 1,74
Тройники и ответвления
с одинаковым диамет-
ром всех каналов d
777777777777
Коэффициент £ принимается: для 1 равным 0,05;
для 2—0,1; для 3—0,15; для 4 — 0,5; для 5 — 1,0;
для 5 — 1,3 и для 7 — 3,0
Углы бокового отвода приняты 45 и 90°
47
Продолжение табл. 25
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
Разделение и соедине-
ние равных по величи-
не потоков в прямо-
угольных тройниках
с каналами одного
диаметра
>1 — для потока в боковом отводе £б = 0,9-5-1,2,
для проходящего потока £пр = 0,1-5-0,2; 2—для
разделяемого потока £ = 1-5-1,5; 3—для соединя-
емых потоков £ = 2-5-2,5; 4 — для проходящего по-
тока £пр = 0,5, для потока в боковом подводе
£под = 0,7
Коэффициенты £ приведены к скорости v перед
местами соединения или разделения потоков
Разделение потока на V 5б &пр
ф« ф°
неравные части в трой- никах с боковым отво- дом под разными углами 30 | 45 60 90 15-90
0 0,2 1,0 0,70 1,0 0,75 1,0 0,84 1,0 1,04 0,40 0,26
V 1 Vnp 0,4 0,46 0,60 0,76 1,16 0,15
0,6 0,31 0,50 0,65 1,35 0,06
1,0 0,27 0,58 1,0 2,00 0
1,4 0,70 0,98 1,54 2,96 —
X Ur 2,0 1,52 2,16 3,00 4,60 —
3,0 7,40 7,80 8,10 9,0 —
4,0 14,2 14,8 15,0 16,0 —
5,0 23,5 23,8 24,0 25,0 —
48
Продолжение табл. 25
Вид сопротивления
Значение коэффициента £
Об Q s6/s
0,2 0,3 0,4 0,6 0.8 1,0
Боковое ответвление £б
Соединение потоков
различной величины
в тройниках с боковым
отводом под разными
углами
0,2 0,54 -0,02 -0,17 —0,26 -0,28 -0,29
0,4 3,15 1,3 0,72 0,35 0,25 0,21
45 0,6 6,90 2,97 1,65 0,85 0,60 0,53
0,8 12,4 4,90 2,66 1,20 0,79 0,66
1,0 18,9 7,40 3,71 1,42 0,80 0,59
0,2 0,55 0,03 -0,13 -0,23 -0,26 -0,27
0,4 3,50 1,55 0,92 0,45 0,35 0,28
60 0,6 7,90 3,50 2,05 1,08 0,80 0,68
0,8 13,7 5,80 3,32 1,64 1,12 0,92
1,0 21,0 9,70 4,70 2,11 1,35 1,00
0,2 0,72 0.17 -0,03 -0,17 -0,22 -0,30
0,4 4,30 2,06 1,30 0,75 0,55 0,44
90 0,6 9,70 4,70 2,98 1,68 1,25 1,04
0,8 16,9 7,92 4,92 2,70 1.92 1,56
1,0 26,0 11,9 7,25 3,80 2,57 2,00
Прямой проход, £пр
45 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 О- О О СО о ЯГН1ГЭ с» LO обтн СОСО II 1 1 0,22 -0,12 -0,87 -2,10 —3,70 Г- 00 ю о ю i о о о oi 1 1 1 0,28 0,26 -0,04 -0,55 -1,36 0,29 0,36 0,20 -0,17 -0,77 0,31 0,41 0,33 0,06 -0,42
0,2 0,16 0,23 0,26 0,29 0,31 0,32
0,4 -0,16 0,11 0,24 0,37 0,44 0,48
60 0,6 -0,95 -0,35 -0,10 0,25 0,40 0,48
0,8 -2,24 -1,17 -0,64 -0,11 0,16 0,32
1,0 -4,00 -2,30 -1,50 -1,50 -0,28 0
0,2 0,27
0,4 0,46
90 0,6 0,57
0,8 0,60
1,0 0,55
Значения £$ и £Пр приведены к скорости в сбор-
ном рукаве v. Отрицательные значения коэффици-
ентов £ означают, что при смешивании потоков
полная энергия потока, вытекающего из рукава
с меньшей скоростью, увеличивается
При мёчания! 1. Величины коэффициентов £ везде, кроме особо оговоренных слу-
чаев, дан ы в приведении к скорости потока в трубопроводе d. 2. Коэффициенты С» для
которых н е дана зависимость от числа Re, относятся к турбулентному режиму течения,
преобладающему в реальных системах с близко расположенными местными сопротивле-
ниями.
4 Заказ 78
49
Таблица 26
Ориентировочные коэффициенты местных потерь £
некоторых элементов гидросистем
Элемент С Элемент С
Вентиль с поворотом пото- ка на 90° 2,5-5 Распределительный золот- ник 2—4
Вентиль без поворота по- тока 0,5-1 Разъемная самозапира- ющаяся муфта 1-1,5
Обратный клапан 2-3 Редукционный клапан з
Присоединительные штуце- ра и проходники 0,15 Сверленый угольник 2
при нескольких значениях расхода жидкости. Пересечение на
графике характеристики насоса, т. е. зависимости производитель-
ности от давления, с характеристикой гидросистемы определяет
тот расход, который может быть действительно реализован в машине
или установке.
Расчет трубопровода с параллельными ветвями. В сложных трубо-
проводах, имеющих ответвления, точки смыкания ветвей называются
узлами.
Параллельными ветвями являются участки трубопровода, соеди-
няющие два данных узла А и В (рис. 3). Расчетные уравнения осно-
ваны на следующих предпосылках:
расход жидкости, притекающей к
узлу, равен расходу жидкости, выте-
кающей из узла. Отсюда сумма рас-
ходов в параллельных ветвях равна
расходу Q в неразветвленных уча-
стках, примыкающих к узлам. Если
число ветвей равно тп, то
Q = Qi + Qi+ ... +<?m; (1)
потери давления в параллельных ветвях одинаковы
Д.РпаР = ЛР1 = Др2 = . . . Ьрт,
где Дрпар — потеря напора между узлами участка с параллельными
ветвями.
Составляем систему уравнений характеристик ветвей
ДРпар- &iQi = K2Ql = ...= KmQ*m. (2)
В общем случае
Рис. 3. Трубопроводы с парал-
лельными ветвями
где К — характеристический коэффициент сопротивления ветви.
Решая совместно уравнения (1) и (2), можно найти искомые рас-
ходы. Так, например, из уравнений (2) имеем
(3)
Подставляя затем эти значения в уравнение (1), получаем
Л" -----7==—--------7=. И
+-" + Ктй‘
Система расчетных уравнений (3) и (4) замыкается уравнением
баланса потерь давления во всем трубопроводе
или
Др ДРпар 4“ ДРпос»
Ap = Q2
(5)
(6)
где Др — суммарные потери давления в трубопроводе;
2ДРП0С — суммарные потери давления в последовательно работа-
ющих неразветвленных участках трубопровода;
2-^пос — сумма коэффициентов сопротивления неразветвленных
участков трубопровода.
Аналитическое решение этой системы уравнений (например,
определение расходов по ветвям трубопровода заданных размеров
при известном давлении Др) выполняется последовательными при-
ближениями с уточнением коэффициентов К, зависящих от скорости
и режима течения жидкости (см. табл. 19—25).
Распределение расхода между двумя параллельными трубами:
при ламинарном режиме
Q2 f _^2_\4.
Qi ^2 \ di J ’
при турбулентном режиме
Q2 __ 1/^1 ___1/" ^2
<2i V К2 “ F Х2 * L2 ’ d\
(7)
(8)
4*
51
или приближенно, принимая = Х2,
Qz_l/* -^1
Qi гь2 * ’
(9)
Рис. 4. Графический расчет
трубопровода с параллельными
ветвями:
Графический расчет трубопровода
с параллельными ветвями основан на
построении характеристики эквивалент-
ной трубы Арпар = K3Q2 путем сумми-
рования характеристик параллельных
ветвей, т. е. путем сложения рас-
ходов в параллельных ветвях при оди-
наковой потере напора (рис. 4).
Суммирование полученной эквива-
лентной характеристики с характери-
стиками последовательных неразвет-
I и 2 — характеристики парал-
лельных ветвей; 3 — характери-
стика эквивалентной трубы
Графическое решение
вленных участков, т. е. сложение по-
терь напора при одинаковом расходе,
дает суммарную характеристику трубо-
провода, выражаемую уравнением (6).
при точном построении характеристик
с учетом режима движения и шероховатости стенок исключает не-
обходимость в последовательных приближениях.
2-3. ИСТЕЧЕНИЕ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ. РАСЧЕТ УТЕЧЕК
Расход жидкости через отверстие или щель любой формы
Q=vSt,
Tjifi Sc — площадь поперечного сечения струи жидкости на выходе.
Теоретическая скорость истечения идеальной жидкости опреде-
ляется по уравнению Торичелли
»о = V^gH у или vo = ]/ 2 (Р1~/>2- ,
где g — ускорение свободного падения;
Н — высота столба жидкости, напор;
pi — р2 = Др — перепад давления;
р — плотность жидкости.
Скорость истечения реальной жидкости
р=ф1>0=ф|/’2^.,
где ср — коэффициент скорости, учитывающий сопротивление от-
верстия и неравномерность поля скоростей.
Площадь 5С сжатого сечения струи обычно меньше площади от-
верстия из-за инерционного воздействия частиц жидкости, движу-
щихся к отверстию радиально.
52
Коэффициент сжатия струи
где S — площадь выходного отверстия.
Расход жидкости через отверстие
' г
где р, = ф8 — коэффициент расхода.
При истечении воды и минеральных масел, применяемых в гид-
роприводах, через неболыпйе круглые отверстия в тонкой стенке
средние значения коэффициентов следующие: ф = 0,97; 8 = 0,64;
[1 = 0,625. Практически тонкой стенку можно считать при толщине,
не превышающей размера диаметра отверстия (6 < d).
Для небольших квадратных и прямоугольных отверстий величины
коэффициентов ф и е можно принимать такими же, как и для круглых
отверстий.
Значения этих коэффициентов справедливы для так называемого
совершенного сжатия струи, когда соседние стенки резервуара не
влияют на формирование струи. Практическим условием совер-
шенного сжатия можно считать расположение края отверстия на
расстоянии, равном или большем 3d.
При несовершенном сжатии и истечении маловязких жидкостей
через круглое отверстие, расположенное в центре торцов стенки,
коэффициент сжатия Sf можно вычислить по эмпирической зависи-
мости
где п =—----отношение площади отверстия S к площади попереч-
ного сечения трубопровода (резервуара) 5Р;
е = 0,64 — коэффициент сжатия при совершенном (полном)
сжатии.
Величины рассматриваемых коэффициентов практически не зави-
сят от того, происходит ли истечение из отверстия в атмосферу или
в пространство, заполненное жидкостью.
Коэффициенты и зависимости для определения скорости истече-
ния приведены в табл. 27—29.
При истечении через выходной участок, имеющий суммарный
коэффициент сопротивления £, коэффициент скорости
1 _ 1
ф /МЧ + ? ’
где а — коэффициент кинетической энергии струи.
53
Таблица 27
Коэффициенты расхода и скорости при течении через насадки и щели
Тип насадка (щели)
Значения коэффициентов
Внешний цилиндрический насадок
При / = (24-3)^ 8 = 1;' 5^0,5; ф =
= р = 0,82.
Укорочение насадка сверх Z = l,5d
снижает р вследствие незаполнения
струей части сечения на выходе.
При Z>(2-s-3) а?:
l/d . . . 12 24 36 48 60
р, ф . . 0,77 0,73 0,68 0,63 0,6
Цилиндрический насадок со скруг-
ленным входом, в том числе: наса-
док со скруглением на входе
r^0,15d; сопло для измерения
расхода; коноидальный насадок
е = 1; ф = р = 0,97 4- 0,99
Внутренний цилиндрический
насадок
Г-t-*:
При Z = (24-3)d и S^0,05d е = 1,
5 = 1, р = ф = 0,71.
При Z = (2-b3)d и 6>0,05 5 = 0,5,
р = 0-,82
Конический сходящийся насадок
Ртах = 0,945, при этом ф = 0,96;
8 = 0,985; а^13°
Конический расходящийся насадок
При а<82 и l = 8d е = 1; ф = р =
= 0,46.
При скруглении входных кромок
значение р повышается (ртах^0,86)
54
Продолжение табл. 27
Тип насадка (щели)
Значения коэффициентов
Кольцевая щель
Кольцевая щель
Прямоугольная щель
При -^-<0,1; -4-3^20 и Re = — <
d o v
<500 p, = c/Re
//5 . . . 20 40 60 80
с ... . 0,023 0,0183 0,0159 0,0143
1/6 .. . 100 120 >120_
с ... . 0,013 0,012 0,144 |/”-у-
При А <0,1, -4- = 8-т-20иИе>2000
а О
|Х = 0,62 4- 0,7
При — =^0,15 и Re>60 ц = 0,7
Z = (l,5 4-2)&,
Re=-----,
ТУ
где S и %—площадь и периметр щели.
Re . . . <150_ 150-1500 >1500
р . . 0,05 /Re 0,3 y Re 0,8-0,66
При Re>1500 значения р, приведены
для -^- = 0,35 4-0,8
55
Таблица 28
Расчетные зависимости для определения скорости истечения жидкости
при движении сосудов
Условия истечения
Расчетные зависимости
Истечение из равномерно враща-
ющегося сосуда
и= фСО —Г2,
гдеф=7Т+Г
Весомостью жидкости пренебрегаем
Истечение из равномерно враща-
ющейся трубки
и = ф У2gH + со2Я2
Истечение из сосуда, движущегося
вверх с постоянным ускорением
1> = ф|/"2£я(1 + -£-)
56
Таблица 29
Расчетные зависимости для определения параметров течения жидкости
через узкие щели и зазоры под действием относительного перемещения
стенок и перепада давлений при ламинарном режиме
Условие течения Расчетная зависимость
Скорость потока: в любой точке поперечного сечения щели О ’ максимальная
Относительное перемещение стенок плоской щели со скоростью U при перепаде давления Др = 0 Mmax — U 5 средняя и V~~ 2 ’
Р/Ъ Qz7/,/,/7^77 X ^1) ж расход через зазор при ширине пластины Ъ Q = vdb — 65; А сила сопротивления движению ^тр = р-"у Lb> где |i —динамический коэффициент вяз- кости; потеря мощности О
Течение в плоской щели под дей-
ствием перепада давления
4Р = Р1—Р1
2ц к 4 У ) dx ’
dp
где -у-— градиент давления;
ах L
_ 62 dp
“max-8i7’dS’;
_ 2 _ 62 dp
6
при У = ~2
р _ 6 ть dP .
^“12ЙГ;
Lt
57
Продолжение табл. 29
Условие течения
Расчетная зависимость
Течение в плоской щели под дей-
ствием перепада давления Др
и относительного перемещения
стенок со скоростью U
J^u±±y(b~y)^_.
и 62 dp
V ----1----- —— •
2 12jjl dx ’
\ 2 12|x dx }
VO 2 dx J
бз (Др) 2 b
12jxL
JVTp = -^Z7U&4
Течение в кольцевом зазоре между
концентричными цилиндром и
плунжером под действием перепада
давления и относительной скорости
Номинальный односторонний зазор
« 2)ц—D\i
Средний диаметр кольцевого зазора
^ц+^п
Дрб2
V ~ 12ц£ ’
При £7 = 0
лОДрб3
Q ” 12rL ’
число Рейнольдса
Re— — =—- •
v ц *
коэффициент сопротивления
т _24Н _ 24
6ф Re
58
Продолжение табл. 29
Условие течения
Расчетная зависимость
Течение в гладкой эксцентричной
щели
izpb \ z /
где D = R + г — средний диаметр;
6 = 7? —г —средний зазор;
е
= ~Ъ— относительныи эксцен-
триситет.
При максимальном значении эксцен-
триситета е = д
п _ 2,5л1) Дрбз
^max~ 12pL *
При наличии выточек и 'максималь-
ном эксцентриситете вместо коэффици-
ента 2,5 принимать 2,1
Течение жидкости в кольцевой
щели при вращении со скоростью
га, об/мин
Суммарный расход
Д^тр — -Ду ~h Nс =
(Др)2 / 1 1 \
12ц +
+e<^)(Ll+L!),
где Ny—потеря мощности вследствие
утечек жидкости;
Лс—потери на механическое тре-
ние (срез слоев жидкости при
вращении цапфы)
Течение в щели между ротором
и разделительной перегородкой
Рот^ Рпод — насос;
Рот<СРпод — мотор
Суммарные утечки вследствие пере-
носа и продавливания через щель:
для насоса
Г/яйЛ 6 63 др-|
для мотора
Г/лДп\ 6 53 Др-]
‘WlwJy-iijrTj6-
Суммарная потеря мощности
^тp = ^ угН-Амех =
_Г_Н_/лДи\2 т 63 (Др)2-|
— L 6 60 ) L+~2uL J6
59
Продолжение табл. 29
Условие течения
Расчетная зависимость
Течение жидкости в торцовом
зазоре между параллельными
кольцевыми пластинами
Течение жидкости в капиллярах
J/d^2O и винтовых канавках при
ламинарном потоке
W4):
г Д3д2 (£>4 — ^4) |х
^тр =----,
где п — скорость относительного вра-
щения, об/мин
S% Др
Q = 0,0338 ,
pvZ
о лс?2
где S = —----площадь поперечного се-
4
чения капилляра или вин-
товой канавки.
Для винтовой дроссельной канавки
I = nDn,
где п — число витков
ЖЖ
Если площадь 5р сечения по резервуару не очень велика по срав-
нению с площадью 5С сечения струи, то
=1
При вычислении суммарного коэффициента сопротивления С
удобно предварительно определить эквивалентные длины отдельных
местных сопротивлений и трубопроводов с диаметрами, отличными
от диаметра выходного отверстия,
У* _ А'^'ЭКВ .
d *
где d^is. I* =— диаметры и длины отдельных участков трубопровода.
60
Значения коэффициентов отдельных местных сопротивлений £м,
коэффициента Дарси % и поправочных коэффициентов Ъ приведены
в разделе 2-2.
Время истечения жидкости из резервуара постоянного сечения 5,
заполненного на высоту h (при ламинарном потоке cRe<5),
. 72vS , ky+po + pc
d3g ро_рс ’
где v — кинематический коэффициент вязкости;
d — диаметр сливного отверстия;
у — удельный вес;
pQ и рс — давление соответственно на свободной поверхности и у
слива.
Размерность всех величин в единицах СИ.
В процессе истечения р0 и рс предполагаются неменяющимися,
а длина сливного патрубка предполагается малой по сравнению
с высотой h.
При Re > 50 движение турбулентное. Формула приобретает
следующий вид:
t=,
[if /2g Т Г Y /
где ц — коэффициент расхода;
/ — площадь отверстия.
При pQ = рс, например при истечении из открытого резервуара
под действием собственного веса, приближенно
t =--
где V — объем вытекающей жидкости.
В формулах, приведенных в табл. 29, предполагается, что вяз-
кость жидкости остается постоянной по всей длине щели, но это
справедливо лишь при неизменной температуре и небольших давле-
ниях.
Температура масла влияет на его вязкость и величину утечки.
Если принять, что вся теплота, выделившаяся при протекании масла
через щель, идет на нагревание протекающего объема масла, то
повышение температуры при проходе жидкости через щель можно
вычислить по формуле
где с — удельная теплоемкость жидкости;
р — плотность жидкости.
В действительности же часть тепла уходит из системы благодаря
теплоотдаче.
61
Удельной теплоемкостью называется количество теплоты в джо-
улях (Дж), необходимое для нагревания 1 кг массы вещества на
1° К.
Средняя удельная теплоемкость различных жидкостей и матери-
алов приведена в табл. 30.
Таблица 30
Средняя удельная теплоемкость с в интервале температур от 0 до 100 °C
Вещество Дж/(кг«К) Вещество Д Ял/(кг-К)
Минеральные масла 1.9 • 103 Алюминий 0,91 • 103
Керосин 2,09 • 103 Железо 0,46 -103
Вода 4,18-103 Чугун 0,54 -103
Воздух: Медь и латунь 0,39 -103
при постоянном дав- 1,0-103 Резина 1,38 • 103
лении при постоянном объ- еме 0,715 -103 Бетон 0,84 • 103
в формулы среднюю
В уточненных расчетах следует вводить
вязкость
И _ Hl + ^2
гср 2
где p i я — вязкость масла соответственно на входе и выходе из
щели при данных температуре и атмосферном давле-
нии.
При большой величине перепада давления \р следует учитывать
изменение вязкости от давления р = р0 еа^ (где р0 — вязкость при
избыточном давлении р = 0; а — опытный коэффициент, равный для
машинных масел 0,02—0,03 при р в МПа).
Если при высоких давлениях (свыше 10 МПа) в расчетные форму-
лы, приведенные в табл. 29, вместо действительного Др подставить
условные расчетные давления, соответствующие действительным
давлениям р{ и р2, то получится величина действительной утечки
через щель, образованную жесткими стенками, с учетом вязкости
масла в зависимости от изменения давления вдоль щели (для давле-
ний, выраженных в МПа)
e-cip2_Q-ap,
ДРусл — ~ •
При вытекании масла в атмосферу р2 = 0,
__
усл — а
На рис. 5 показаны зависимости условного расчетного давления
от действительного.
62
В результате изменений температур и давлений может произойти
изменение размеров щели.
При изготовлении золотника и цилиндра из различных материа-
лов с разными коэффициентами линейного расширения величина
зазора при изменении температуры
^ = бо + 4(Р-а)а-«о)-
где 6/ и 60 — величина радиальных зазоров при температуре соот-
ветственно t и t0;
d — диаметр золотника;
р и а — коэффициенты температурного расширения материала
цилиндра и золотника;
t — средняя температура золотника и цилиндра;
t0 — первоначальная исходная температура, при которой
был получен зазор по допуску.
Рис. 5. Зависимости условного расчетного давления Русл от действительного р
Изменение величины зазора, обусловленное деформацией стенок
щели под действием давления,
S = S0 + A6 = S0
bpdD*
Г £(Р2_d2) >
63
где AS — увеличение начального радиального зазора So у входа
в зазор;
Ар — перепад давления жидкости;
Dud- диаметры цилиндра и поршня;
Е — модуль упругости материала.
\Х/ 2-4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ И МОЩНОСТИ
ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ ОБЪЕМНОГО ТИПА.
КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ
Действие гидроприводов объемного (гидростатического) типа
основано на текучести и практической несжимаемости капельной
жидкости. На рис. 6 показана принципиальная схема такого привода.
F При полной герметичности сосудов пе-
1 2 ремещение поршня 1 связано с переме-
"I Г“1 щением поршня 2 уравнением равен-
г . .г— — ства объемов
Г-г-"' ,г hls1=kisi.
55 [ Если пренебречь гидравлическим
I I----сопротивлением и трением, то силы
давления жидкости на поршни 1 и 2
Рис. 6. Принципиальная схема
гидропривода Fr = F2 = pS2,
а соотношение между этими силами
F2 S2 d*
sss —— ss mi >
Fi dj *
Если /пройденный поршнем путь поделить на время i, в течение
которого происходило движение, то получим скорости поршней
и и —hi.
Произведение силы давления жидкости на поршень на скорость
его движения даст выражение теоретической мощности
N^FJJ^pSJJ,.
Так как произведение площади поршня на скорость его переме-
щения есть объем жидкости, вытесняемой из одного цилиндра в дру-
гой в единицу времени, т. е. расход жидкости Q, то
N^pQ.
Из схемы (см. рис. 6) видно, что полученные зависимости справед-
ливы и в том случае, если в качестве насоса использовать цилиндр
и поршень 2, а в качестве двигателя — цилиндр 2, т. е. рассмотрен-
ная система является обратимой.
64
В реальных приводах неизбежны потери энергии на преодоление
сил трения, утечки рабочей жидкости через зазоры и потери напора
в трубопроводах. Поэтому для обеспечения мощности исполнитель-
ного механизма к насосу должна подводиться мощность больше теоре-
тической
где — потребная мощность привода насоса;
Nn — полезная мощность на выходе, Nn = TV;
т]п — полный к. п. д. привода.
Рис. 7. Потери:
а — в насосе; б — в гидромоторе; 1 — гидравлические, 2 — объемные; з — ме-
ханические
Полный к. п. д. объемной гидропередачи равен отношению выход-
ной мощности NM на валу гидромотора к приводной мощности 7Vtl.
передаваемой на вал насоса,
Полный к. п. д. учитывает потери мощности во всех агрегатах
и трубопроводах на пути жидкости от насоса до исполнительного
механизма, включая потери в насосе и гидромоторе (рис. 7), т. е.
'Пп^'ПоПмПг,
где т)о — объемный к. п. д., характеризующий потери, вызванные
внешними утечками и внутренними перетоками жидкости
через зазоры, а также сжимаемостью жидкости;
т)м и т|г - механический и гидравлический к. п. д. (см. ниже).
Объемный к. п. д.
где Qn и QT — действительная и теоретическая производительность
привода.
5 Заказ 78
65
Объемный к. п. д.:
насоса
И = __ Qg, н __ л АСн . А^д, H .
Чо. п Qt. н Qt. н Qnnn Nt. h ’
гидромотора
YI — - Qn- м ~ 4 AQm N %, м
Чо. м Ст. м Qt. м 9m^m + AQm Nt. m
где Qa. н и CtAj— действительная и теоретическая производитель-
ность насоса (последнюю иногда в практических
расчетах принимают как производительность при
перепаде давлений в насосе Д/> = 0);
Qa м и QT, м — действительный и теоретический расход гидро-
мотора;
ДСН и ДСМ — суммарные объемные потери в насосе и гидро-
моторе;
qH и qM — объемные постоянные насоса и гидромотора;
пи и пм — частота вращения насоса и гидромотора.
Объемный к. п. д. аппаратов и соединений трубопроводов гид-
ропривода
__ Qt. м 4 AQa
По-а <2д.н Сд.н’
&Qa — суммарные объемные потери в распределителях, клапанах,
других аппаратах и соединениях гидросистемы.
Общий объемный к. п. д. гидропривода равен произведению
объемных к. п. д. отдельных его частей
Ло " Ло^ пЛоф мЛо. а»
где Ло. н, Ло. м и Ло. а — объемные к. п. д. насоса, гидромотора и ап-
паратов гидросистемы.
При отсутствии утечек в коммуникациях системы теоретический
расход гидромотора равен действительной производительности на-
соса (?т. м = (?д. н, поэтому объемный к. п. д. привода
___ Сд, м 9м^м -^д, м
° Qt, н Цппк NT, н 9
Общий механический к. п. д. привода цм характеризует по-
тери мощности на преодоление сил трения, смещение слоев вязкой
жидкости в зазорах, преодоление центробежных сил и .сил инерции
жидкости в каналах, а также потери вследствие перерезания потока
жидкости движущимися деталями насоса и мотора.
Механический к. п. д. насоса равен отношению теоретической
мо пости к приводной, приложенной к валу насоса.
Механический к. п. д.:
насоса
_____ Nt. н J ANн Мт, н ,
1м‘Н JVn.H Nn, н Мп. н’
66
гидромотора
Nn м __ a А-^М ___ ЛГп, М
Т|м-м’~ <т. м ’
где NT. н и Мт и — теоретические мощность и крутящий момент на-
соса;
Nn н и Мп н — приводные мощность и крутящий момент, при-
ложенные к валу насоса;
A7VH и A7VM — суммарные механические потери мощности в на-
сосе и гидромоторе;
7Vn м и Мп м — полезные (эффективные) мощность и крутящий
момент на валу гидромотора;
NT' м и Л/т м — теоретические мощность и крутящий момент
гидромотора.
Фактические крутящие моменты на валу:
насоса
Мп н — Мт, нН-Мс в Мс р4~Мс х;
гидромотора
Мп. м = Мт, м Мс^в Мс. р мс. х,
где Мс в — момент от вязкостного сопротивления вращению ротора
насоса или гидродвигателя;
Мс.р — момент сопротивления механического трения, обусло-
вленного перепадом давления в насосе или гидромоторе;
Мс. х — момент сопротивления механического трения, не зави-
сящего от перепада давления (момент сопротивления
холостого хода).
Теоретический (индикаторный) крутящий момент насоса и гид-
ромотора
Теоретическая мощность насоса и гидромотора
NT — Мт<о = \pqn = QT &р.
В объемную гидравлическую трансмиссию помимо гидропередачи
могут быть включены механические агрегаты (зубчатые редукторы,
конечные передачи). Потери в этих передачах оцениваются своим
к. п. д. цм< п.
Общий механический к. п. д. гидропривода
Лм ~ Лм. рЛм. мЛм. П.
Гидравлический к. п. д. цг привода, характеризующий потери
папора в трубопроводах, контрольно-регулирующей и распредели-
тельной аппаратуре, равен отношению перепадов давления в гидро-
моторе (гидроцилиндре) и в насосе
_ \рм Арм
г А/?н А^м + А?г ’
5*
67
где Арг — суммарные потери давления для круга циркуляции по-
тока рабочей жидкости.
Гидравлический к. п. д. насоса или гидромотора обычно отдельно
не оценивается, а входит в их механический к. п. д.
2-5. ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Количество выделяемого в гидросистеме тепла определяется ве-
личиной потерянной мощности
N — N —N
^’ПОТ-- 1¥пр а¥пол»
где 7Упр — подводимая к системе мощность, равная приводной
мощности насоса;
Л^пол — полезная мощность, определяемая величиной полезной
работы.
Лгпр = -^; 2УП0Л = Fv = М®,
где Q — теоретическая производительность насоса;
р — необходимое давление (перепад давления);
т] — общий к. п. д. гидропривода;
F и М — полезные усилие и момент гидродвигателя;
v и со — скорость (линейная или угловая), развиваемая гидродви-
гателем привода.
При сливе рабочей жидкости под давлением через предохрани-
тельный клапан или дроссель
ЛГПот = 1,63р(?-£-,
Гц
где ----отношение времени слива масла через предохранительный
клапан к длительности рабочего Цикла.
Тепло, выделяющееся в гидросистеме, идет на нагревание масла,
бака, насоса, двигателей, аппаратуры и трубопроводов, а также
рассеивается в окружающее пространство путем теплопередачи от
поверхностей охлаждения.
При достижении установившейся температуры все выделяемое
тепло рассеивается в окружающее пространство, что выражается
формулой
tfnoT = 2Wy-n)-
Здесь к — коэффициент теплоотдачи (теплопередачи), Вт/(м2-К).
При практических расчетах принимают следующие значения ко-
эффициента:
при свободно обтекаемой открытой поверхности
к -15,1 Вт/(м2-К);
68
при обдуве поверхности вентилятором
к = 23,3 Вт/(м2-К);
при затрудненной циркуляции воздуха вокруг нагретой поверх-
ности (привод расположен в нише)
к = 10,1 Вт/(м2»К);
при охлаждении проточной водой поверхностей труб змеевиков
и ребристых поверхностей охлаждающих устройств
к =: 110 -ь 175 Вт/(м2*К).
Для плоской стенки коэффициент теплоотдачи
где — коэффициент теплоотдачи жидкость — стенка (для масла
а, ^1163 Вт/(м2-К);
б — средняя толщина стенки, через которую происходит тепло-
отдача;
X — коэффициент теплопроводности стенок бака (для стали
Л ^58 Вт/(м2-К);
а2 — коэффициент теплоотдачи стенка — воздух (а2
^58 Вт/(м2*К) при скорости обдува и = 10 м/с.
Поверхность теплоотдачи S для бака определяется следующим
образом:
предполагается, что масло залито до уровня, составляющего
около 0,8 высоты бака;
площадь поверхности бака, соприкасающейся непосредственно
с маслом 5 ь включая и площадь основания, учитывается полностью;
площадь остальной поверхности бака S2 учитывается с умень-
шением в два раза,
5=^+4
При отношении сторон бака от 1 : 1 : 1 до 1 : 2 : 3 расчетная пло-
щадь поверхности бака __
5 = 6,5|/V*.
где V — объем масла.
Кроме того,
Ту— г0 = ДЛ
где Ту — установившаяся температура;
TQ — температура окружающей среды (воздуха, воды в теплооб-
меннике и т. п.).
По основной формуле либо определяют установившуюся темпера-
туру масла в баке, либо, задаваясь температурой, находят необхо-
димую площадь поверхности охлаждения.
69
Повышение температуры жидкости при проходе через дроссель
или предохранительный клапан
ЬТ = -^~.
рсм
Отсюда следует, что при дросселировании масла от давления
10 МПа до нуля его температура повышается примерно на 6° С.
В действительности нагрев вследствие теплоотдачи будет несколько
меньшим.
Максимально допустимая рабочая температура масла не должна
превышать 55—60° С.
Средняя температура окружающего воздуха обычно принимается
20-25° С.
Прикидочный, ориентировочный расчет необходимого объема
масла или установившейся температуры при известном объеме
можно производить по формуле
V = 0,0008•
Зависимость температуры нагрева масла от времени работы гид-
ропривода
гр Nпот / л 1 \ | гр
1 ~ kS | 1 10»
\ тс~ I
\ е т /
где t — время от начала работы;
тп = тпм + пга — масса гидропривода, включающая массу рабочей
жидкости (масла) и массу агрегата и узлов гидро-
привода;
ст — средняя удельная теплоемкость гидросистемы,
с См^м-Ь-Са^а .
Т тм+^а ’
см и са — соответственно удельные теплоемкости рабочей
жидкости и металлических частей гидропривода;
для минерального масла см^1,68-103 Дж/(кг-К),
для стали са = 0,482-103 Дж/(кг-К).
Повышение температуры жидкости при проходе через дроссель
или предохранительный клапан
Отсюда следует, что при дросселировании масла от давления
10 МПа до нуля его температура повышается на ~6° С. В дейст-
вительности нагрев вследствие теплоотдачи будет несколько мень-
шим.
70
ГЛАВА 3
РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ ГИДРОСИСТЕМ
3-1. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К РАБОЧИМ ЖИДКОСТЯМ.
ВЫБОР, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ
В качестве рабочих жидкостей для гидросистем применяют одно-
родные по своему составу жидкости и смеси неоднородных жидкостей.
От правильного выбора рабочей жидкости, подвергающейся воздей-
ствию переменных давлений, скоростей и температур, зависит надеж-
ность работы и срок службы как отдельных аппаратов, так и гидро-
системы в целом.
Рабочие жидкости должны обладать следующими свойствами:
1) стабильностью при эксплуатации и хранении; сохранять хи-
мический состав и физические свойства при изменениях температуры,
давления и скорости;
2) антикоррозионными (нейтральностью к материалу уплотне-
ний, металлам, покрытиям и пластмассам);
3) малым изменением вязкости в диапазоне рабочих температур,
т. е. высоким индексом вязкости;
4) малым изменением вязкости при изменении давления и ско-
рости течения;
5) хорошими смазывающими по отношению к материалам тру-
щихся пар и уплотнений (создавать прочную адсорбированную плен-
ку, снижающую коэффициент трения и предохраняющую от износа
и задиров);
(5 ) нетоксичностью жидкости и продуктов ее разложения (не
оказывать вредного влияния на здоровье обслуживающего персо-
нала);
7) огнестойкостью и пожаробезопасностью (высокой температу-
рой вспышки и самовоспламенения для горючих жидкостей, не иметь
в составе сильнолетучих, легковоспламеняющихся веществ);
8) малой испаряемостью, высокой температурой кипения и малой
упругостью паров; жидкость должна испаряться без образования
осадка; после испарения на поверхностях деталей должна оставаться
маслянистая пленка;
9) малой растворимостью воздуха;
10) легким отделением попадающего в жидкость воздуха; незна-
чительные парообразование и эмульсирование, образовавшаяся пена
должна быстро исчезать;
11) низкой гигроскопичностью и растворимостью воды;
12) малым коэффициентом термического расширения;
71
13) высоким коэффициентом теплопередачи;
14) высокой удельной теплоемкостью;
15) прозрачностью (отсутствие помутнений);
16) отличительным цветом.
Вязкость используемой жидкости должна соответствовать по-
садкам и зазорам, применяемым в гидроагрегатах. В своем составе
она не должна иметь механических примесей и веществ, образующих
отложения, а также свободных кислот и щелочей. Рабочая жидкость
не должна иметь неприятного запаха.
Кроме того, жидкость должна быть недефицитной и иметь низкую
стоимость и длительный срок службы.
Подобрать жидкость, полностью отвечающую всем перечислен-
ным требованиям, практически невозможно, хотя к этому необхо-
димо стремиться. Выбор жидкости следует производить в соответст-
вии с конкретными условиями работы.
В качестве рабочих жидкостей для гидропривода горных машин
большей частью используются минеральные масла нефтяного про-
исхождения, которые изготовляются в большом ассортименте, что
дает возможность в каждом случае подобрать наиболее подходящее
масло.
Для уменьшения потерь жидкости через зазоры в распределите-
лях, клапанах, насосах и гидродвигателях желательно применять
масла высокой вязкости, что, однако, увеличивает гидравлические
потери и понижает чувствительность системы.
В быстроходных приводах применяют масла меньшей вязкости.
При эксплуатации гидроприводов, особенно тех, которые имеют
много сложных гидромеханизмов и работают автоматически, нужно
применять масло того наименования и сорта, которые указаны в ин-
струкции по обслуживанию. Применение другой марки рабочей
жидкости должно быть согласовано с разработчиком или изготовите-
лем гидроапиаратуры.
Выбор масла для гидросистемы при проектировании конкретной
машины обычно производят исходя из технических характеристик
применяемых серийных насосов, гидродвигателей и наиболее слож-
ных гидроагрегатов, а также с учетом условий эксплуатации (тем-
пературы окружающей среды и др.) и возможности снабжения.
В гидросистемах горных машин рекомендуется применять спе-
циальные рабочие жидкости для гидроприводов, разработанные и вне-
дренные в производство за последние годы. Эти рабочие жидкости
представляют собой масла нефтяного происхождения или фракции
дизельного топлива со специальными присадками (табл. 31—33).
Наличие присадок в новых рабочих жидкостях значительно повы-
шает их эксплуатационные свойства, увеличивает надежность и дол-
говечность гидравлического оборудования, а следовательно, и ма-
шин в целом. Средний срок новых рабочих жидкостей до замены со-
ставляет 12 месяцев.
Рабочие жидкости ВНИИНП-403, ИГП-18 и ИГП-30 разрабо-
таны для применения в гидроприводах металлорежущих станков,
72
Таблица 31
Специальные рабочие жидкости для гидроприводов
и заменяемые ими масла
Рабочая жидкость Диапазон рабо- чих температур, СС Заменяемое масло
МГт20 ПГП-18 -20 4-+80 +10 4-+80 ИС-20, индустриальное 20, турбинное 22 (Л)
МГ-30 -20 4-+80 ИС-30, индустриальное 30, турбинное 30
ИГП-30 ВНИИНП-403 +10 4-+80 +10 4-+60 (УТ)
ВМГЗ —50 4-+55 АМГ-10, АГМ (МРТУ 38-1-193—66), ГМ-50И (МРТУ 38-1-193—66), веретенное АУ, транс- форматорное Э Ш-406-5 (ВТУ 431—52)
Масло Р -25 4- +60 Веретенное АУ
Таблица 32
Состав специальных рабочих жидкостей
для гидроприводов машин
и механизмов различного назначения
Рабочая жидкость ГОСТ или ТУ Состав
ВНИИНП-403 ГОСТ 16728-71 Масло турбинное с присадками ДФ-11, ППМА-МЗ, ионолом техническим и ПМ С-200А
ИГП-18, ИГП-30 ТУ 38-1-273-69 Масло глубокой селективной очистки с антиокислительной, антиизносной, анти- ржавейной и антииенной присадками
МГ-20 ТУ 38-1-01-50—70 Масло индустриальное ИС-20 g присад- ками ДБК пли ионола технического не ме- нее 0,2%, депрессатора полиметакрилата Д не менее 0,3%, противопенной ПМС-200А 0,003%
МГ-30 ТУ 38-1-01-50—70 Масло индустриальное ИС-30 с присад- ками ДБК или ионола технического не ме- нее 0,2%, депрессатора полиметакрилата Д не менее 0,3%, противопенной ПМС-200А
ВМГЗ ТУ 38-1-196-68 Маловязкая фракция дизельного топли- ва с присадками полимерной ПМА «В», противоизносной ЛАНИ-317, антиокисли- тельной — ионола технического, протпво- пенной ПМС-200А
Масле Р ТУ 38-1-110-67 Масло АУ по ВТУ TH 10—61 в присад- ками МАСК по ВТУ ВНП № 193—63 в количестве 2,5 ±0,5%, ДФ-11 2 ±0,5%, ПМС-200А 0,005%
73
Таблица 33
Характеристика специальных рабочих жидкостей для гидроприводов
Рабочая жидкость Вязкость кинематическая при 50 °C, мм2/с (сст) Индекс вязкости, не менее Кислотное число, не более мг КОН на 1 г масла Общая ста- бильность против окис- ления Содержание механических примесей, не более % Температура вспышки, опре- деляемая в открытом тигле, не более °C Температура застывания, не выше °C Плотность при 20 °C, не бо- лее кг/м8
количество осадка после окисления, не более % кислотное число окисленного масла, не более мг КОН на 1 г масла
ВНИИНП-403 25—35 85 0,7- 1,1 — 1,35 0,007 200 -10 850
ИГП-18 16,5— 20,5 90 0,15 — 0,5 Отсутствуют 170 -8 880
ИГП-30 28—31 90 0,15 — 0,5 То же 200 -8 885
МГ-20 17—23 85 0,06 0 05 0,9 » 180 -40 885
МГ-30 27—33 85 0,06 0,05 0,9 » 190 -35 885
ВМГЗ 10 100 0,5 0,05 0,8 »' 135 -60 865
Масло Р 12-14 С присадками 0,01, без приса- док отсутству- ют 163 -45
Примечания: 1. Водорастворимые кислоты и щелочи, а также вода в приведенных
жидкостях отсутствуют, за исключением масла Р, имеющего щелочную реакцию. 2- Испы-
тание на коррозию в течение 3 ч при 100 °C металлических пластинок из стали 50 и меди
М2 рабочие жидкости выдерживают.
автоматических линий, прессов и других стационарных машин.
Жидкости МГ-20 и МГ-30 предназначены для всесезонного примене-
ния в гидроприводах строительных, дорожных, подъемно-транспорт-
ных и других мобильных машин, работающих в средней полосе
СССР, а также металлорежущих станков, кузнечно-прессового обо-
рудования и других стационарных машин.
Рабочая жидкость ВМГЗ применяется всесезонно в объемных гид-
роприводах строительных, дорожных, подъемно-транспортных и
других мобильных машин в условиях Севера и Северо-Востока и в
качестве зимнего сорта в условиях средней полосы европейско-ази-
атской части страны.
Из неспециальных масел в горных машинах наибольшее распро-
странение получили масла индустриальные дистиллятные серно-
кислотной очистки по ГОСТ 1707—51, индустриальные ИС из серни-
стой нефти селективной очистки по ГОСТ 8675—62, а также турбин-
ные 22 и 30 по ГОСТ 32—53. Недостатком индустриальных масел
является склонность к окислению и выделению смол, которые обра-
зуют налет на поверхностях деталей гидроагрегатов, в результате
чего увеличивается износ уплотнений и затрудняется перемещение
легкоподвижных деталей, например следящих золотников.
74
Для придания индустриальным маслам антикоррозионных свойств
применяются присадки КП-2 по ВТУ ВНИИНП—67, АКОР-1
и АКОР-2, добавляемые до 5—10% объема. Такие смеси могут
применяться в качестве рабочих и консервационных жидкостей.
Масло индустриальное ИС-20 с присадкой КП-2 используется для
консервации гидроаппаратуры механизированных крепей, работа-
ющих с применением водной эмульсии.
Масла индустриальные выщелоченные по ГОСТ 2854—51 в гид-
роприводах не применяются, так как быстро разлагаются. Транс-
форматорное масло по ГОСТ 982—68 не применяется из-за плохой
смазывающей способности и агрессивности к резиновым уплотне-
ниям.
Масло ВНИИНП-401 помимо основы (индустриального масла 12)
содержит стеарат алюминия и антипенную присадку. Это масло
обладает хорошей смазывающей способностью и обеспечивает высо-
кую плавность весьма медленных перемещений.
По данным станкостроения и общего машиностроения, средний
срок службы неспециальных масел при правильной эксплуатации
(•.оставляет: для индустриальных — 6 месяцев, турбинных и веретен-
ного АУ, АМГ-10 и МВП — два года.
В гидравлических механизированных крепях применяются водо-
масляные эмульсии, содержащие 1 — 5% специальной присадки,
придающей эмульсии антикоррозионные, противозадирные и анти-
изпосные свойства. Основные физические свойства эмульсии (плот-
ность, вязкость, сжимаемость и др.) близки к свойствам воды. Наи-
большее распространение получила присадка ВНИИНП-Г17.
Эмульсии являются негорючими, маловязкими и дешевыми ра-
бочими жидкостями.
Состав и свойства специальных рабочих жидкостей, минеральных
масел и присадок для приготовления эмульсий приведены в раз-
деле 3-2.
При эксплуатации рабочих жидкостей необходимо соблюдать
следующие правила.
1. Предохранять жидкость в баке гидросистемы от смешивания
с водой и маслами из системы смазки. Утечки из гидросистемы, сме-
шивающиеся с посторонними жидкостями, в бак не возвращать.
2. Защищать жидкость от попадания в нее пыли, стружки, обти-
рочных материалов и других механических примесей, для чего необ-
ходимо:
а) фильтровать жидкость перед заливкой;
б) следить за чистотой заправочного инвентаря;
в) не заливать систему содержащими осадок остатками со дна
тары;
г) надежно закрывать и уплотнять баки и другие емкости;
д) не смешивать в одной таре свежую и бывшую в употреблении
жидкости;
е) трубопроводы при монтаже очищать от грязи и окалины
п промывать рабочей жидкостью.
75
3. При загрязнении свыше установленных норм жидкость необ-
ходимо сливать и заменять новой или, в крайнем случае, тщательно
ее профильтровывать. Всю систему следует промывать чистой рабо-
чей жидкостью.
4. Периодически проверять вязкость масла и при ее из-
менении более чем на 20—25% от первоначальной заменять жид-
кость.
5. Периодически проверять концентрацию присадки в водной
эмульсии и при снижении концентрации ниже нормы заменять
эмульсию.
6. Не допускать охлаждения ниже
2 3^6
3 7
Рис. 8. Установка для приготовления эмуль-
сии У ПЭ-1:
1 — бак для присадки; 2 — бак для приготовления
эмульсии; з — фильтр; 4 — передвижная втулка;
5 — горловина для заливки присадки; 6 — бак для
приготовления концентрата; 7 — коллекторы; 8 —
сливные пробки
0° С и замерзания водной
эмульсии, так как при от-
таивании она расслаи-
вается.
7. Следить затем, чтобы
при эксплуатации машин
с гидроприводом в зимних
условиях температура за-
стывания масла была на
15—20° С ниже минималь-
ной рабочей температуры
гидросистемы.
8. Не применять само-
дельных смесей масел в
гидросистемах, имеющих
высокое рабочее давление.
Рабочая жидкость —
водомасляная эмульсия —
приготовляется потребите-
лем (заводом-изготовите-
лем крепей и гидроаппа-
ратуры или шахтой) сме-
шиванием присадки с во-
дой по специальной тех-
нологии и с соблюдением определенных требований.
Для приготовления эмульсии с присадкой ВНИИНП-117 необ-
ходимо использовать отстоявшуюся питьевую водопроводную воду
по ГОСТ 2874—54 общей жесткостыд не более 5,6 мг-экв/л и показа-
телем pH в пределах 6,5—9,5 (pH — показатель степени содержания
водородных ионов: pH <7— кислая среда, pH >7 — щелочная
среда). Воду жесткостью более 5,6 мг-экв/л умягчают, пропуская
через катионитовый фильтр. Снижение кислотности достигается
0,1 %-ныи водным раствором кальцинированной соды Na2CO3. Концен-
трация присадки ВНИИНП-117 в эмульсии, циркулирующей в систе-
ме, должна быть не. ниже 1,5%. При работе на обедненной эмульсии
резко снижается долговечность рабочих пар клапанов, распредели-
телей, насосов и других элементов. Ввиду того, что в процессе экс-
плуатации происходит обеднение эмульсии вследствие оседания
76
присадки на стенках полостей гидросистемы, эмульсию следует при-
готовлять с концентрацией присадки не ниже 2%.
Приготовление эмульсии ВНИИНП-117 необходимо производить
в следующей последовательности:
а) тщательно перемешать присадку в таре;
б) взвесить требуемое количество присадки (одна весовая часть);
в) взять три-четыре весовых части воды и подогреть до 60—70° С;
г) добавить в подогретую воду взвешенную присадку;
д) тщательно перемешать смесь до полного растворения при-
садки и получения однородного состава;
е) залить приготовленный концентрат в емкость, в которой
хранится и транспортируется готовая эмульсия, и в эту же емкость
добавить воду до полного расчетного объема готовой эмульсии»
Температура воды должна быть 18—25° С;
ж) тщательно перемешать содержимое емкости путем циркуляции
(•меси насосом. Весь объем прокачать 10—15 раз насосом без давления.
Приготовленная эмульсия должна быть однородной жидкостью
молочного цвета, без сгустков, видимых загрязнений и расслоений.
Помещение, в котором приготовляется эмульсия, должно иметь
хорошую вентиляцию. Хранить и транспортировать эмульсию сле-
дует в плотно закрытых емкостях.
Для механизированного приготовления эмульсии машинострои-
тельным заводом им. Петровского изготовляется специальная уста-
новка УПЭ-1, оснащенная электрическими подогревателями, емко-
стями для присадки эмульсии и концентрата, фильтрами, насосом
11/ 9 К-6 для перекачивания эмульсии и мотор-редуктор ом
МПО1-ЮВК для размешивания концентрата эмульсии (рис. 8).
Техническая характеристика установки УПЭ-1
для приготовления эмульсии
Производительность установки, л/ч.................... 1000
Емкость бака, л:
для эмульсии....................................... 1000
для концентрата................................... НО
для присадки...................................... 200
Размеры установки, мм:
длина.............................................. 2465
ширина............................................ 1120
высота ........................................... 1880
Масса, кг............................................ 1500
3-2. СОСТАВ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ
Таблица 34
Состав присадки ВНИИНП-117 по МРТУ 38-1Г-6-68
для приготовления водной эмульсии
Составная часть (Весовое содержа- ние, % Составная част Весовое содержа- ние, %
Легкий экстракт от очистки 77,4 Нафтенат калия 15,0
трансформаторного масла Сульфат натрия 6,0
Каптакс 0,5 Двухатомный спирт 1,0
Стеарат хрома 0,1 |
77
Таблица 35
Характеристика минеральных масел, применяемых в гидросистемах
Марка масла ГОСТ Вязкость при 5 0° С Кислотное чис- ло, не более мг КОН на 1 г масла Зольность, не более % Содержание механических примесей, не более % Температура, °C Плот- ность, кг/м8
кинема- тическая, мм2 / с (сст) условная, ЭЕ вспыш- ки (не ниже) застыва- ния (не вы- ше)
Масло ЭШ (для гидросистем высоко- 10363-63 20 — 0,15 — Отсутствуют 150 -50 —
нагруженных механизмов) Турбинное 22 (турбинное Л) Турбинное 30 (турбинное УТ) 32-53 32-53 20-23 28-32 2,87-3,31 3,8-4,2 0,02 0,02 0,005 0,005 То же » 180 180 -15 -15 900 900
Турбинное 46 (турбинное Т) 32-53 44 — 48 5,9 — 6,5 0,02 0,02 » 195 - 10 900
Турбинное 57 (турборедукторное) Велосит Л 32-53 1840-51 55— 5 9 4,0-5,1 7,28 — 7,8 1,29-1,40 0,05 0,04 0,04 0,005 » » 195 112 —10 -25 865-885
Вазелиновое Т 1840-51 5,1-8,5 1,40-1,72 0,04 0,00 5 » 125 -20 860-880
Приборное (МВП) оо АМГ-10 1805-51 6794-53 6,3-8,5 10 1,51-1,72 1,83 0,14 0,05 0,005 » » 120 92 -60 -70 850
Веретенное АУ 1642-50 12-14 2,05-2,26 0,07 0,005 » 163 -45 888-896
ВНИИНП-401 11058-64 16,5 2,5 — 0,1 0,3 0,0 3 165 — 15 —
Индустриальное 12 (веретенное 2) Индустриальное 2 0 (веретенное 3) Индустриальное 30 (машинное Л) Индустриальное 45 (машинное С) Индустриальное 5 0 (машинное СУ) ИС-12 1707-51 1707-51 1707-51 1707-51 1707-51 8675-62 10-14 17-23 • 27-33 3 8-52 42-58 10-14 1,86-2,26 2,60-3,31 3,81-4,59 5,24-7,07 5,76-7,86 1,86-2,26 0,14 0,14 0,2 0,35 0,15 0,05 0,007 0,007 0,007 0,007 0,007 0,005 Отсутствуют То же 0,007 0,007 0,007 Отсутствуют 165 170 180 190 200 165 -30 -20 - 15 -10 -20 -30 876-891 881-901 886-916 890- 930 8675-62
ИС-20 8675 -62 17-23 2,60-3,31 0,05 0,005 То же 180 -15 —
ИС-30 8675-62 27-33 3,81-4,59 0,05 0,005 » 190 -15 —
ИС-45 8675-62 38-52 5,24-7,07 0,05 0,005 » 200 -10 —
ИС-50 8675-62 42 58 5,76-7,86 0,05 0,005 » 210 -20 —
Масло для прессов 5519-50 10(при + 100°С) 1,86 — 0,03 » 0,007 200 215 —15 -
Цилиндровое И (цилиндровое 2) 1841-51 9-13 (при 4 п п ° р \ 1,76-2,15 0,3 + 5 —
Трансформаторное 982-68 1 U U V-4 J 9,6 1,80 0,05 0,005 Отсутствуют 135 - 45 884
ГТН (жидкость гидротормозная не- 8621-57 10 1,83 0,05 — То же 9 2 — 63 850
фтяная)
Примечания: 1. Содержание водорастворимых кислот и щелочей, а также воды у приведенных масел отсутствует. 2. Индекс вяз-
кости для индустриальных масел ИС составляет 85, Для други х масел в ГОСТ не указывается.
Таблица 30
Коэффициенты кинематической вязкости водной эмульсии
в зависимости от температуры и содержания присадки ВНИИНП-117
'.одержание присадки по весу, % Плотность при 20° С, кг/м3 Коэффициент v [мм2/с (сст)] при температуре, °C
10 20 40 60 80
0 998;2 1,31 1,01 0,66 0,48 0,37
1,5 997,8 1,45 1,08 0,80 0,68 0,61
2,0 997,6 1,48 1,10 0,81 0,69 0,62
2,5 997,4 1,49 1,11 0,81 0,70 0,62
5,0 996,8 1,64 1,22 0,90 0,78 0,66
7,5 996,0 1,82 1,35 0,10 0,90 0,75
Примечания: 1. Этими данными можно пользоваться и для
присадками. 2. Коэффициенты v даны при атмосферном давлении.
эмульбий с другими
Таблица 37
Критические температуры разрушения граничного слоя жидкости
при трении стальных деталей,
характеризующие противозадирные свойства жидкостей
Рабочая жидкость, смазка Критическая температура, °C
Масло веретенное АУ 160
Вода водопроводная 20
Водомасляная эмульсия на основе присадки ВНИИНП-117 55
Примечание. Наступление критической температуры определялось по повышению-
коэффициента трения свыше 0,17 и появлению скачкообразного изменения силы трения
в процессе испытания на четырехшариковой машине КТ-2 при среднем удельном давлении
на площадке контакта 2100 МПа и при скорости относительного скольжения образцов
0,24 мм/с.
Таблица 38-
Свойства распространенных жидкостей и воздуха
Жидкость Плотность при 20° G, кг/м3 Кинема- тическая вязкость при 2 0° G, мм2 / с (сст) Динами- ческая вязкость при 20° С, Н-с/м2 Температурный коэффициент объемного расширения, 1/К
Вода 998 1,0 0,001006 0,0002 (при 20° С)
Керосин 800 2,2 0,00058 0,00090
Бензин 700 0.83 0,000649 0,00124
Касторовое масло 970 1001 0,986 —
Глицерин 1260 660 0,83 0,00053
Спирт этиловый 790 1,5 0,001192 0,00110
Ртуть 13546 0,111 0,0015 0,000181
Воздух 1,2 14,9 0.0000181 0,00367
79
3-3. ВЯЗКОСТЬ. ЗАВИСИМОСТЬ ВЯЗКОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
И ДАВЛЕНИЯ
Свойство жидкости сопротивляться деформации сдвига или сколь-
жению слоев называется вязкостью. Вязкость определяется силами
взаимодействия молекул жидкости и характеризуется коэффициен-
том внутреннего трения, называемым динамическим коэффициентом
вязкости. Последний входит в уравнение для определения силы
жидкостного трения
F = ji---
6+т-+т-
Л] Л2
где [л — динамический коэффициент вязкости;
U — относительная скорость перемещения поверхностей;
S — площадь сопротивления перемещающихся поверхностей;
6 — толщина слоя жидкости между перемещающимися по-
верхностями;
М и Х2 — коэффициенты внешнего трения соответственно между
частицами жидкости и перемещающимися поверхностями;
характеризуют силы сцепления, называемые липкостью,
или маслянистостью.
Так как липкость во много раз больше вязкости, то
г US F6
или Н =
В системе СИ единицей динамической (абсолютной) вязкости
является паскаль-секунда (Па-с).
Кинематический коэффициент вязкости
Размерностью единицы вязкости в системе СИ является м2/с.
Во многих стандартах на масла и в технической литературе
кинематическая вязкость приведена в сантистоксах: 1 сст == 10"6 м2/с,
или 1 сст = 1 мм2/с.
Непосредственное определение кинематической и динамической
вязкости затруднительно, поэтому на практике вязкость определяют
в условных единицах, получаемых измерением времени истечения
определенного количества жидкости через данный капилляр. Для
определения условной вязкости в различных странах пользуются
вискозиметрами Энглера (ФРГ, Италия), Сейболта (США), Редвуда
(Англия) и т. д. В СССР по ГОСТ 1532—54 для определения вязкости
служит вискозиметр ВУ, причем значения вязкости в градуса ВУ
и градусах Энглера (°Е) одинаковы.
Вязкость по Энглеру определяется отношением времени t исте-
чения из вискозиметра 200 см3 жидкости под действием собственного
веса при данной температуре через калиброванное отверстие диамет-
80
ром 2,8 мм ко времени tB истечения 200 см3 дистиллированной воды
из того же прибора при 20° С
Обычно tB = 50 4- 52 с.
Соотношения между наиболее распространенными единицами
вязкости даны в табл. 39.
Таблица 39
Соотношения между значениями кинематической вязкости,
градусами Энглера, секундами Сейболта и секундами Редвуда
мм2 /с (сст) •Е SSU "R мм2/с (сст) °Е SSU "R
1,00 1,00 30,0 26,2 29,3 4,00 142,5 113,9
1,40 1,10 34,0 29.2 30,9 4,20 150,0 120,9
2,80 1,20 37,5 32.0 32,5 4,40 157,6 125,9
3,90 1,30 41,1 35,0 34,1 4,60 165,6 132.0
5,00 1,40 45,0 38,0 35,7 4,80 172,0 137,9
6.25 1,50 49,0 40,9 37,3 5,00 180,0 144,0
7,45 1,00 52,6 43.8 41,2 5,50 195,0 156,0
8,50 1,70 56,5 46,8 45,1 6,00 216,5 172,3
9,00 1,80 60,0 49,7 49,0 6,50 230,0 184,0
10,70 1,90 64,0 52,6 52,9 7,00 253,0 201,5
11,80 2,00 67,9 55,5 56,8 7,50 272,0 216,2
12,80 2,10 71,5 58,5 60,6 8,00 290,0 230,5
13,80 2.20 75,1 61,4 64,5 8,50 308,0 245,0
14.80 2,30 79,1 64,3 68,4 9,00 326,5 259,0
15,70 2,40 83,0 67,3 76,0 10,00 363,0 288,0
16,60 2,50 86,8 70,2 80 10,54 365,0 325,0
17,50 2,60 90,8 73,2 85 11,20 388,0 345,0
. 18,40 2,70 94,2 76,1 90 11,86 411,0 365,0
19,30 2,80 98,0 79,1 95 12,51 433,0 385,0
20,20 2,90 102,0 82,1 100 13,70 456,0 405,0
21.20 3,00 105,0 85,0 110 14,48 501,0 446,0
22,80 3,20 113,2 90,9 120 15,80 547,0 486,0
24,50 3,40 120,0 96,7 130 17,11 592,0 527,0
26,10 3,60 128,0 1024 140 18,43 637,0 567 0
27,70 3,80 135,0 107,0 150 19,74 683,0 608,0
Для пересчета градусов Энглера в значения кинематической вяз-
кости применяются:
формула Убеллоде
v = 10-e(7,31oE--^-), м2/с;
формула Фогеля (более точная)
V = 10-« 7,6° Е (1 - 4s-) , м2/с.
Для пересчета градусов Барбэ в единицы
кости служит формула
кинематической вяз-
V = 10-6 4850 >М2/С.
$ Заказ 78
81
Вязкость смеси двух масел. Для получения рабочих жидкостей
с требуемыми характеристиками вязкости иногда применяют сме-
шивание масел.
Подсчет вязкости смеси можно производить по формуле Кадме-
ра — Рыбака
а°Е1 + Ь°Е2-с(оЕ1-оЕ2)
Е ~ 100
где °Е, °Ei и °Е2 — вязкость в градусах Энглера смеси и смешивае-
мых сортов;
а и b — количества смешиваемых масел, %;
с — коэффициент, находящийся в следующей за-
висимости от соотношения а и Ъ:
40 50 60 70 80 90
60 50 40 30 20 10
22,1 25,5 27,9 28,2 25 17
а ................... 10 20 30
Ь ................... 90 80 70
с ................... 6,7 13,1 17,9
Рис. 9. Зависимости вязкости
рабочих жидкостей от темпе-
ратуры:
1 — масла цилиндрового 24; 2 —
глицерина; 3 — масла индустри-
ального 50; 4 — масла индустри-
ального 45; 5 — масла индустри-
ального 30; 6 — масла турбинного
22; 7 — масла индустриального 20;
8 — жидкости ВНИИНП-401; 9 —
масел веретенного АУ и индустри-
ального 12; 10 — масла трансфор-
маторного; 11 — масла АМГ-10;
12 — жидкости ЖРМ-1
Зависимость вязкости от температуры. С повышением темпера-
туры вязкость жидкостей и их смесей уменьшается (рис. 9). Для
определения вязкости при разных температурах на практике поль-
зуются эмпирическими зависимостями.
Для минеральных масел вязкостью менее 80 мм2/с (80 сст) и диапа-
зона температур от 30 до 150° С пользуются выражением
82
где vt и v50 — кинематические коэффициенты вязкости при заданной
температуре и температуре 50° С;
л — показатель степени, значения которого в зависи-
мости от исходной вязкости при 50° С следующие:
v50, мм2/с 2.8 6,25 9,00 11,8 21,2 29,3 37,4 45,1 52,9 60,6 68,4 80,0
п 1,39 1,59 1.72 1,79 1,99 2,13 2,24 2,32 1,42 2,49 2,52 2,56
Для оценки степени зависимости вязкости от температуры при-
меняется показатель, называемый индексом вязкости ИВ. Индекс
вязкости устанавливает характер изменения вязкости в зависимости
от температуры по сравнению с двумя эталонными жидкостями,
вязкость которых при температуре 98,8° С равна вязкости испыту-
емого масла (рис. 10). ИВ жидкости,
имеющей крутую характеристику,
принимают равным нулю; ИВ жид-
кости с пологой характеристикой
считают равным 100; ИВ испытуе-
мого масла
ив = 100,
Vi —v2
где v J — вязкость жидкости с
ИВ = 0;
v2 — вязкость жидкости с
ИВ = 100;
v — вязкость испытуемой жид-
Рпс. 10. Схема определения ин-
декса вязкости:
1 —эталонная жидкость (ИВ = 100);
2 — испытуемая жидкость; з — эта-
лонная жидкость (ИВ = 0)
КОСТИ.
Значения vb v2 и v определяют при температуре 37,8° С.
Практически ИВ масел определяется по специальным таблицам,
причем для этого необходимо знать кинематическую вязкость при
50 и 100° С.
Зависимость вязкости от давления. Вязкость большинства
жидкостей с повышением давления увеличивается, причем эта за-
висимость различна для разных температур.
Зависимость вязкости минеральных масел от давления в преде-
лах от 0 до 50 МПа выражается с достаточной для практических
расчетов точностью эмпирическим уравнением
vp = v (1 4-ар), м2/с,
где vp и v — кинематическая вязкость соответственно при давлении
р и атмосферном, м2/с;
а — коэффициент, зависящий от типа масла, для легких
масел с v50 < 15 мм2/с а = 0,02, для тяжелых масел
с v50 > 15 мм2/с а = 0,03, для водной эмульсии а
^0,005);
р — давление масла, МПа.
Повышение вязкости минеральных масел в 'зависимости от давле-
ния для диапазона температур от 20 до 100° С можно приближенно
определить по следующим данным:
6*
83
давление, МПа ... 7 15 20 40 60
повышение вязкости
от исходной при
атмосферном давле-
нии, %........ 20—25 35—40 50-60 120—160 250-350
При давлениях выше 60 МПа линейность зависимости нарушается.
При повышении давления, например от 0 до 150 МПа, вязкость ми-
неральных масел увеличивается в 15—17 раз, а при повышении до
200 МПа вязкость увеличивается в зависимости от типа масла в 50—
1000 раз. При давлении 1500—2000 МПА минеральные масла затвер-
девают.
Вязкость воды при температуре от 0 до 32° С с повышением да-
вления до 50 МПа понижается, а затем повышается. При давлении
840 МПа (t — 20° С) вода затвердевает.
Вязкость смеси жидкости с воздухом. Обычно в масле действу-
ющей гидросистемы содержится примерно 0,5—6% воздуха в не-
растворенном состоянии. При наличии в жидкости нерастворенного
воздуха ее вязкость увеличивается. Соотношение вязкости жидкости
р,в с пузырьками воздуха и вязкости жидкости ц0 без пузырьков вы-
ражается эмпирической зависимостью
рв-=ц0(Ц- 0,0155),
где В — объемное содержание пузырьков воздуха в объеме жидко-
сти, %.
Диаметр пузырьков (обычно 0,004—0,008 мм) на вязкость смеси
не влияет.
3-4. СЖИМАЕМОСТЬ. РАСТВОРИМОСТЬ ВОЗДУХА.
ТЕМПЕРАТУРНОЕ РАСШИРЕНИЕ. УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ
И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ЖИДКОСТИ
Сжимаемость жидкости характеризуется коэффициентом относи-
тельного объемного сжатия р, под которым понимают относительное
изменение объема жидкости, приходящееся на единицу изменения
давления, или модулем упругости Е
ft _ 1 1
Р “ Др * V 9 Е ~~ Р ’
где р — коэффициент объемного сжатия, м2/Н;
Др — приращение давления, Па;
AV — изменение объема под действием давления, м3;
V — начальный объем жидкости, м3;
Е — модуль упругости, Па.
Ориентировочные значения модуля упругости некоторых жид-
костей даны в табл. 40.
Изменение объема под действием давления
84
Таблица 40
Ориентировочные значения модуля упругости жидкостей Е
при атмосферном давлении
Жидкость Е, МПа 1 Жидкость Е, МПа
Ртуть 25000 Масло индустриальное
Глицерин 4300 20 1400
Вода дистиллированная 2100 Керосин 1350
Масло цилиндровое 1850 Масло АМГ-10 1330
Масло турбинное 1750 Этиловый спирт 1300
Масло индустриальное 1500 Силиконовая жидкость 1050
5©
а искомый объем
Модуль упругости жидкости меняется с изменением давления
и температуры. Его среднее значение для минеральных масел при
температуре 20° С колеблется от 1650 МПа при давлении в гидро-
системе 7 МПа до 2250 МПа при давлении 70 МПа.
В расчетах рекомендуется принимать для минеральных масел
в диапазоне давлений 7—25 МПа и температуре 40° С модуль упру-
гости Е = 1700 МПа.
Для водной эмульсии при t = 20° С и давлениях от 0,1 до 50 МПа
рекомендуется принимать Е = 2050 МПа и при давлениях от 5
до 150 МПа — принимать Е = 2700 МПа.
Сжимаемость масел снижает быстродействие системы. Время,
потребное для создания необходимого давления, для систем с насо-
сами постоянной производительности может быть определено по
формуле
где V — объем жидкости в напорной магистрали и в рабочей по-
лости исполнительного гидроцилиндра, м8;
р — требуемое давление в системе, Па;
Е — модуль упругости жидкости, Па;
Q — производительность насоса, м3/с.
Сжимаемость механической смеси масла с воздухом. Обычно
в минеральных маслах содержится до 6% нерастворенного воздуха,
а в зависимости от конструкции и эксплуатации гидросистемы коли-
чество воздуха может повыситься до 15—18% объема. Наличие не-
растворенного воздуха увеличивает сжимаемость жидкости.
Объемный модуль упругости газожидкостной смеси
Уж
Е'-Е-^----------, Па,
85
где Е — модуль упругости жидкости, не содержащей воздух, Па;
Уж и VB — объемы соответственно жидкой и газовой фаз при атмо-
сферном давлении р0, м3;
р — давление в гидросистеме, Па.
Наибольшее влияние на изменение сжимаемости оказывает, как
это видно из рис. 11, повышение давления до 5 МПа.
Растворимость воздуха в жидкостях. Количество растворенного
в жидкости воздуха при постоянной температуре
м3,
Рис. И. Зависимость отношения мо-
дуля упругости воздушно-масляноп
смеси к модулю упругости жид-
кости, не содержащей воздуха, от
давления:
1 — воздуха 0%; 2 — воздуха 1%; з —
воздуха 5%; 4 — воздуха 10%; 5 — воз-
духа 100%
С увеличением температуры
VB — объем растворенного воз-
духа, отнесенного к ат-
мосферному давлению и
температуре 0° С, м3;
к — коэффициент раствори-
мости воздуха в жид-
кости; при t = 20° С для
масел к = 0,76 4-
-4-1,04 1/МПа, причем
меньшие значения коэф-
фициента имеют масла с
большей плотностью, а
большие — с меньшей
плотностью. Раствори-
мость воздуха в маслах
малой вязкости выше,
чем в маслах большой
вязкости; для воды к =
- 0,16 1/МПа;
— объем жидкости, м3;
ра — абсолютное давление
воздуха, находящегося в
контакте с жидкостью,
МПа.
растворимость воздуха в масле
увеличивается, но незначительно, а растворимость воздуха в воде
уменьшается.
Время насыщения масла воздухом зависит от величины поверхно-
сти раздела, а также от интенсивности возмущения этой поверхно-
сти. При интенсивном перемешивании или взбалтывании процесс
насыщения протекает в течение нескольких минут, тогда как в спо-
койном состоянии длится часами. Скорость растворения в жидкости
малой вязкости во много раз больше, чем в жидкости высокой вяз-
кости.
Влияние полностью растворенного воздуха на свойства жидкости
незначительно. Но при понижении давления в какой-либо точке
гидросистемы, например во всасывающей магистрали, растворенный
воздух выделяется в виде мельчайших пузырьков и образует меха-
86
ническую смесь с жидкостью — пену, которая отрицательно влияет
на работу гидросистемы.
Температурное расширение. Изменение объема жидкости при по-
вышении температуры
ДУ-аД^У,
а искомый объем
У/= У +ДУ = У (1 + а Д/),
где У — начальный объем жидкости, м3;
а — температурный коэффициент объемного расширения, 1/К^
для минеральных масел при исходной температуре 15° С
среднее значение коэффициента а = 0,000734 1/К, для мас-
ла АМГ-10 а = 0,0008 1/К, для водомасляной эмульсии
можно использовать значения <х, принятые для воды (см.
табл. 41);
ЬЛ — изменение температуры, К.
Таблица 41
Значения температурных коэффициентов объемного расширения воды а, 1/К
Давление, МПа Температура, °C
1-10 10-20 40-50 60-70 90-100
0,1 0,000014 0,000150 0,000422 0,000556 0,000719
9,8 0,000043 0,000165 0,000422 0,000548 0,000704
19,6 0,000072 0.000183 0.000426 0,000539 0,000696-
49,0 0,000149 0,000236 0,000429 0,000523 0,000661
88,3 0,000229 0,000294 0,000437 0,000514 0,000621
Повышение давления. При нагревании силового цилиндра или
иной жесткой емкости с замкнутой в них жидкостью от темпера-
туры ti до температуры t2 повышение давления
Др = (аж —Ом)^(^ —^i),
где аж и ам — коэффициенты температурного объемного расшире-
ния жидкости и металла, из которого изготовлен
цилиндр, 1/К; для углеродистой стали осм =
— 0,0000345 1/К, для чугуна <хм= 0,000033 1/К, для
меди <хм = 0,000495 1/К, для бронзы осм =
= 0,00006 1/К;
Е — модуль упругости жидкости, МПа (при выражении
Др также в МПа).
Повышение температуры на 1 К (1° С) вызывает повышение давле-
ния масла, замкнутого в металлической жесткой емкости, примерно
на 1,1 МПа.
87
Удельная теплоемкость жидкостей зависит от температуры.
Для определения удельной теплоемкости нефтепродуктов можно ис-
пользовать эмпирическую формулу Караваева
с-2020+ 1,61(^-100),
где с — удельная теплоемкость, Дж/(кг*К);
t — температура определения теплоемкости, °C.
На практике для минеральных масел при температурах до 100° С
принимают с = 1880—2090 Дж/(кг • К), а для воды с = 4180 Дж/(кг • К)
От теплоемкости жидкости зависит интенсивность повышения
температуры системы.
Теплопроводность жидкостей также зависит от температуры.
Для масел и других нефтепродуктов она может быть определена по
эмпирической формуле
, 117 (1 - 0,000540
где X — теплопроводность, Вт/(м*К); для минеральных масел при
20° С X = 0,116 + 0,140 Вт/(м-К), в практических расчетах
принимают X = 0,128 Вт/(м*К); для воды X —0,595 Вт/(мХ
ХК); для воздуха X = 0,0238 Вт/(м*К);
р — плотность при 15° С, кг/м3.
Теплопроводность характеризует способность жидкости переда-
вать тепло от одного участка к другому и дает возможность подсчи-
тать тепловой поток через любую поверхность по формуле
Lt
где N — тепловой поток, Вт;
S — площадь поверхности, для которой определяется тепловой
поток, м2;
ДТ — перепад температур, К;
L — расстояние, на которое передается тепловой поток, м.
Давление (упругость) насыщенных паров жидкости характери-
зует кавитационные свойства жидкости^ При давлении в жидкости,
близком давлению насыщенных паров для данной температуры,
начинается испарение жидкости во всем объеме с образованием пу-
зырьков пара (кипение).
Для минеральных масел давление насыщенних паров при темпе-
ратуре 50° С можно принимать 0,002 МПа, а для воды при 40° С —
принимать 0,008 МПа.
ГЛАВА 4
НАСОСЫ
4-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В гидроприводе горных машин применяются насосы следующих
типов: радиально-поршневые, аксиально-поршневые, эксцентрико-
вые плунжерные, шестеренные и пластинчатые, или лопастные.
Насосы делятся на регулируемые и нерегулируемые. Регулиру-
емые насосы применяются для получения бесступенчатого регулиро-
вания скорости движения исполнительного механизма или органа
машины.
Отдаваемая насосом мощность
N-—-, кВт,
Л
где Q — фактическая производительность насоса;
р — давление, развиваемое насосом;
К — коэффициент пропорциональности; К = 1000, если Q вы-
ражена в м3/с, а р — в Па, и К = 612 при Q в л/мин, р —
в кгс/см2.
Приводная мощность (мощность, потребляемая для привода
насоса)
где г) — полный к. п. д. насоса, учитывающий механические, гид-
равлические и объемные потери (см. раздел 2-4).
Производительность насоса
Q = м3/с»
где q — рабочий объем, м3/об (см3/об);
п — частота вращения, об/с (об/мин);
ц0 — объемный к. п. д. насоса (см. раздел 2-4).
Частота вращения п зависит от конструкции насоса и определя-
ется долговечностью его подшипниковых узлов, условиями вса-
сывания, величинами действующих центробежных сил и рядом
других факторов. Обычно частота вращения дается в технической
х ар актеристике.
Величина давления ограничивается прочностью и долговечно-
стью насосов, а также величинами объемных к. п. д., зависящими
89
от их конструкций. Обычно серийные насосы, применяемые в горном
машиностроении, изготовляются на давление до 30 МПа (300 кгс/см2).
Неравномерность производительности характеризуется коэффи-
циентом пульсации
— _ Стах Cmin
°Q-—’
гДе <2тах> (?min и Сер— максимальное, минимальное и среднее зна-
чения производительности.
Для аксиально- и радиально-поршневых насосов коэффициент
пульсации производительности (подачи) можно подсчитывать по
приближенным формулам:
для нечетного т
для четного т
тде т — число цилиндров.
Более точные результаты дает применение формулы для аналити-
ческого определения коэффициента пульсации [17]:
для четного т
для нечетного т
Для шестеренных насосов с углом зацепления ос коэффициент
пульсации
_ л2 cos2 а
Q ~ 4(z Н) ’
где z — число зубьев шестерни.
Пластинчатые насосы двойного действия практически не имеют
пульсации потока, так как разрывы подачи масла, вызванные тол-
щиной лопаток, практически не ощутимы из-за их малой толщины.
Радиально-поршневые насосы наиболее часто применяются в ка-
честве регулируемых насосов. Они надежны в эксплуатации, но
имеют значительные габариты и вес.
Аксиально-поршневые насосы имеют меньшие габариты и вес,
чувствительны к загрязнению рабочей жидкости, требуют тщательной
ее фильтрации.
Эксцентриковые плунжерные насосы довольно широко применя-
ются для гидропривода шахтных крепей. Они надежно работают
при давлении до 30 МПа (300 кгс/см2), требуют подпора рабочей
жидкости на всасывающей магистрали.
Шестеренные насосы (типа НШ) наиболее компактны и непри-
хотливы в эксплуатации, однако при работе на давлении 10 МПа
90
(100 кгс/см2) насосы типа НШ сравнительно недолговечны (1750 ч).
Долговечность насосов резко возрастает при снижении давления.
Насосы этого типа чувствительны к перегреву.
Пластинчатые насосы так же, как и шестеренные, очень компактны
и неприхотливы в эксплуатации. Однако из опыта работы их в шахт-
ных условиях известно, что, несмотря на указанное паспортное
давление 6,3 МПа (63 кгс/см2), эксплуатировать их при давлении
выше 5 МПа (50 кгс/см2) не следует (это не относится к насосам
БГ12-2).
Сравнительные характеристики йасосов различных типов при-
ведены в табл. 42.
Таблица 42
Сравнительные характеристики насосов различных типов
Тип насоса Рабочее давление, МПа (кгс/см2) К. п. д. Масса на единицу мощности, кг/ кВт
объемный общий
Радиально-поршневой 20 (200) 0,75-0,85 0,72-0,8 8,7—18,3
Аксиально-поршневой 32 (320) 0,84—0,93 0,76-0,87 1 6-4,4
Эксцентриковый поршневой 30 (300) 0,75—0,85 0,58-0,8 2,0—10.0;
Шестеренный 10 (100) 0,7—0,92 0,25-0,7 0,6-7,0
Пластинчатые 6,3 (63) 0,6-0,9 0,55-0,8 1,64—4,0
12,5 (125) 0,85-0,96 0.7—0,91 0,89-1,3.
Направление вращения. В технических характеристиках гидро-
оборудования (насосов и гидромоторов) и их паспортах часто указы-
вается направление вращения вала. ГОСТ 1630—46 регламентирует
направление вращения вала, называет правым (Пр), если оно про-
исходит по часовой стрелке, и левым (Л), если оно происходит против
часовой стрелки.
При определении направления вращения наблюдатель, должен
смотреть:
а) для двигателей (гидромоторов), передающих рабочий момент*
со стороны, противоположной концу вала, с которого передаетсЯ(
основной рабочий момент;
б) для агрегатов (насосов), воспринимающих рабочий момент
со стороны подвода рабочего момента;
в) для органов управления и указателей приборов с передней
их стороны.
Настоящий метод не распространяется на двигатели, передающие»
одинаковые по величине рабочие моменты с обеих сторон вала, на
специальные электромашины и электродвигатели.
Рабочий объем, номинальное давление, номинальная частота
вращения. Рабочим объемом q называется сумма изменений объемов
рабочих камер за один оборот вала. Для регулируемых насосов и ги-.
дромоторов под рабочим объемом понимается сумма максимальных;
91
изменений объемов рабочих камер за один оборот вала. Рабочий объем
является параметром, по которому при установленном номинальном
давлении строятся типоразмерные ряды насосов и моторов. Рабочий
объем насосов и гидромоторов регламентируется ГОСТ 13824—68.
Величины рабочих объемов приведены в табл. 43.
Таблица 43
Рабочие объемы насосов и гидромоторов
Рабочий объем, см®
0,100 1,00 10,0 100 1000 10 000
0,112 142 11,2 112 1120 11200
0,125 1,25 12,5 125 1250 12 500
0440 1,40 14,0 140 1400 14 000
0,160 1,60 16,0 160 1600 16 000
0,180 1,80 18,0 180 1800 18 000
0,200 2,00 20,0 200 2000 20 000
0,224 2,24 22,4 224 2240 22 400
0,250 2,50 25,0 250 2500 25 000
0,280 2,80 28,0 280 2800 28 000
0,320 3,20 32,0 320 3200 32000
0,360 3,60 36,0 360 3600 36 000
0,400 4,00 40,0 400 4000 40000
0,450 4,50 45,0 450 4500 45 000
0,500 5,00 50,0 500 5000 50 000
0,560 5,60 56 0 560 5600 56 000
0,630 6,30 63,0 630 6300 63 000
0,710 7,10 71,0 710 7100 71 000
0,800 8,00 80,0 800 8000 80 000
0,900 9,00 90,0 900 9000 90 000
Примечание. Допускаемые отклонения от номинальных значений, указанных
в таблице, не должны превышать ±3%-
Таблица 44
Номинальные частоты вращения насосов и гидромоторов
Номинальная частота
об/с об/мин об/с об/мин об/с об/мин об/с об/мин
0,01 0,6 0,1 6,0 1,0 60 10,0 600
— — — — 1,25 75 12,5 750
0,016 0,96 0,16- 9,6 1,6 96 16,0 960
(16,6) (1000)
— — — — 2,0 120 20,0 1200
0,025 1.5 0,25 15,0 2,5 150 25,0 1500
— — — — 3,2 192 32,0 1920
0,04 2,4 0,4 24,0 4,0 240 40,0 2400
— — — — 5,0 300 50,0 ЗОоО
0,063 3,78 0,63 37,8 6,3 378 63,0 3780
— — — — 8,0 480 80,0 4800
8.3 (500) — —
Примечание. Размеры, приведенные в скобках, не рекомендуются.
92
Номинальным давлением называется такое давление, при кото-
ром гидрооборудование — насосы и гидромоторы — должно со-
хранять параметры в пределах установленных норм в течение уста-
новленного срока службы. Номинальные давления регламентиру-
ются ГОСТ 12445—67 и выбираются из следующего ряда: 1; 1,6;
2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 14; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160
МПа (10, 16, 25, 40, 63, 100,
125, 140, 160, 200, 250, 320,
400, 500, 630, 800, 1000, 1250,
1600 кгс/см2).
Номинальной частотой вра-
щения пном называется наиболь-
шая частота вращения, при
которой гидрооборудование —
насосы и гидромоторы — рабо-
тают в течение установленного
срока службы с сохранением
параметров в пределах уста-
новленных норм. Номинальные
частоты вращения регламен-
тируются ГОСТ 12446—67, их
величины приведены в табл. 44.
Для насосов с приводом от
электродвигателей допускается
применять номинальные ча-
стоты вращения валов асин-
хронных электродвигателей.
Срок службы насосов. Для
насосов переменной производи-
тельности аксиально-поршне-
Рис. 12. Срок службы гидромашин по
данным фирмы «Маннесманн Меер» (ФРГ)
в зависимости от нагрузки и частоты
вращения
вого типа ресурс в часах зави-
сит по крайней мере от двух
факторов: величины давления
и фактической производитель-
ности — угла наклона люльки.
На рис. 12 приведена диаграмма срока службы гидромашин по
данным фирмы «Маннесманн Меер» (ФРГ). На вертикальной оси
отложено относительное давление в процентах от номинального,
на горизонтальной — относительная частота вращения (относитель-
ная производительность, или расход) в процентах от номинальной.
Кривые обозначены индексами от 0,2£ до 4£, где t — номинальный
срок службы в часах. Задаваясь, например, двукратной перегрузкой
по давлению (200%), будем иметь 13,3% номинальной скорости при
долговечности 1£, т. е. при паспортной, 25,3% — при долговечности
0,52 и 66,7%—-при долговечности 0,2t
Воспользовавшись этой диаграммой при наличии заданного гра-
фика нагрузки, можно ориентировочно судить о долговечности без-
аварийной работы гидромашины.
93
Шум в насосах. Гидравлическое оборудование, в том числе и на-
сосы, работает со своеобразными шумами, носящими столь зако-
номерный характер, что по их уровню можно даже оценить каче-
ство изготовления и определить отклонения от нормального режима
эксплуатации.
Продолжительное воздействие шума на человека отрицательно
сказывается на его работоспособности, снижает производительность
труда, увеличивает возможность травматизма из-за ч ослабления
внимания и замедления реакций. Вредное воздействие шума повы-
шается не только с увеличением длительности его действия, но и
с ростом его уровня и частоты шумового спектра. Частоты шума
свыше 100 Гц особенно вредно сказываются на здоровье.
Относительной единицей для измерения шума принят децибел
(дБ), определяющий не абсолютное значение громкости, а различие
в громкостях.
В качестве нулевого звукового давления обычно принимается
порог слышимости, для которого громкость принимается равной
нулю. Для правильной оценки и выбора оборудования необходимо
знать шумовые характеристики.
В табл. 45 приведены шумовые характеристики различных типов
насосов при разных условиях работы.
Таблица 45-
Уровень, шума различных типов насосов в зависимости
от условий эксплуатации
Тип насоса Рабочее давление, МПа (кгс/см*) Наибольший уровень шума (дБ) при частоте вращения вала
16,-6 об/с (1000 об/мин) 25 об/с (1500 об/мин) 33,2 об/с (2000 об/мин>
Радиально-поршневой 10 (100) — 90 —
Аксиально-поршневой 10 (100) — 88 —
20 (200) — — 92
Шестеренный 1,3 (13) 1 73,5-74,5 78 —
2,5 (25) 76 81,6 —
10 (100) — 90 —
Пластинчатый 5 (50) 76,5-79,5 81,5 —
6 (60) 80 84 —
12,5 (125) 83,5 84 —
Шум насосов, работающих в закрытых помещениях с присутствием
людей, не должен превышать 60—65 дБ, а насосов прочего назна-
чения 82—85 дБ. Для сравнения приведем несколько примеров
уровней шума в дБ: разговорная речь на расстоянии 1м — 60,
шепот на расстоянии 0,3 м — 40, средний уличный шум при ожи-
вленном движении и шум в машинописном бюро 70—75, шум в цехе
с работающими металлорежущими станками 70—80, шум проходя-
щего на расстоянии 1 м грузового автомобиля 80—85, шум мото-
цикла без глушителя 90—100.
94
4-2. РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ
НАСОСЫ НП-101 и НП-120
Регулируемые насосы НП-101 и НП-120 одинаковы по конструк-
ции, полностью взаимозаменяемы и отличаются только величиной
хода статора.
В корпус 12 насоса НП-120 (рис. 13) запрессована ось 11. слу-
жащая опорой ротора 6 и распределительным устройством. Ротор
с запрессованной бронзовой распределительной втулкой 13 свобод-
но вращается на оси на подшипниках качения. Вращение ему пере-
дается от приводного двигателя через зубчатую муфту 21 эксцентри-
кового валика 22 и роликовую муфту 16. К корпусу 12 прикреплены
крышки 3 и 10. в которых ходят цапфы 1 и 8 статора 4. На цапфы
напрессованы втулки с соотношением рабочих площадей 1:2,
уплотненные резиновыми кольцами 2 и 9. В статоре смонтирован
специальный радиальный шарикоподшипник 5. во внутреннее кольцо
которого упираются поршни 7 насоса, выдвигающиеся под действием
центробежных сил и сил давления жидкости. Силы трения увлекают
внутреннее кольцо подшипника при вращении ротора, а взаимодей-
ствие конической поверхности кольца и сферических головок порш-
ней обеспечивает поворот поршней относительно своих осей, благо-
даря чему происходит равномерный их износ.
При вращении, например, ротора 6 по часовой стрелке поршни
7 в верхней части выдвигаются из ротора, засасывая масло из двух
верхних каналов в оси насоса.
В нижней части плунжеры вдвигаются в ротор и вытесняют масло
в два нижних канала оси. На крышке 23. соединенной с корпусом,
установлен вспомогательный однопоршневой насос 24. Он приводится
от эксцентрикового вала 22. на подшипниках которого посажена
обойма 15. соприкасающаяся с поршнем вспомогательного насоса.
Для уменьшения потерь мощности на перемешивание масла ро-
тором насоса и поршнями полость ротора изолирована войлочными
кольцами 14 от масляной ванны, в которой установлен насос. Уплот-
нение со стороны вращающихся частей обеспечивают йанжета 18.
заглушка 19 с резиновым кольцом 20 и резиновое кольцо 17 на цент-
рирующей шейке насоса. Во время работы насоса масло частично
выбрасывается центробежными силами через отверстие, расположен-
ное выше уровня масла в ванне, а полость ротора заполняется воз-
духом, поступающим через трубку, верхний конец которой также
всегда находится выше уровня масла в ванне.
Для защиты насоса от перегрузок на нем установлен предохра-
нительный клапан 25.
Полость цапфы 1 постоянно соединена с нагнетательной маги-
стралью вспомогательного насоса, благодаря чему статор стремится
установиться в крайнее правое положение, обеспечивая максималь-
ную производительность насоса. Соединяя полость цапфы 8. име-
ющую площадь вдвое большую полости цапфы 1. с нагнетатель-
ной магистралью вспомогательного насоса, можно переместить
95
Рис. 13. Раднальнв-порптневой насос НП-120
статор влево, уменьшая эксцентриситет, а с ним и производитель-
ность всего насоса. Управлением давления в полости цапфы 8 осу-
ществляется регулирование производительности насоса.
Насосы НП-101 и НП-120 выпускаются Горловским машинострои-
тельным заводом им. С. М. Кирова для гидравлических механизмов
подачи угольных комбайнов. Рабочая жидкость —- масло индустри-
альное 45 по ГОСТ 1707-51.
Техническая характеристика насосов
НП-101 НП-120
Рабочий объем, смЗ/об.................. 66,7 80
Теоретическая производительность, дм3/с
л (мип)................................ 0—1,67 0—2
(0-100) (0-120)
Давление:
номинальное, МПа (кгс/см2) .... 10 (100)
максимальное, МПа (кгс/см2) .... 15 (150) 16 (160)
Мощность, кВт.......................... 20 24
Частота вращения, об/с (об/мин) .... 24,5 (1470)
Подпор на всасе, МПа (кгс/см2)......... 0,3—0,5 (3—5)
К. и. д.:
объемный............................ 0,92
общий .............................. 0,85
Средний уровень шума, дБ............... — 72
Масса, кг.............................. 109 115
Основные размеры, мм (см. рис. 13):
В....................................... 440 442
в................................... 310
Н....................................... 312 315
Я1 ...................................... - 290
Насосы типа ВНР
Насос ВНР-32/20М работает на угольных шахтах в маслостан-
циях механизированных крепей и других устройств, в которых
применяются унифицированные насосные станции типа СНУ.
Насос предназначен для нагнетания водной эмульсии с присадкой
ВНИИНП-117 в гидравлические системы шахтных крепей. Насос
может работать на минеральных маслах следующих марок: инду-
стриальном 20, 30 и 45 (ГОСТ 1707—51), турбинном ЗОУТ и 22Л
(ГОСТ 32—53). Допустимый температурный режим при работе на
эмульсии от 4-5 до 4-40° С, при работе на масле — от —7 до 4-50° С
(для масел турбинного 22Л и индустриального 20), от 4~5 до 4-60° С
(для масел турбинного УТ и индустриального 30), от 10 до 65° С
(для масла индустриального 45). Насос работает только с подпит-
кой, давление подпитки на входе в поршневой насос 0,3—0,8 МПа
(3—8 кгс/см2).
В корпусе 1 насоса (рис. 14) на двух подшипниках 2 расположен
эксцентриковый вал 3 с подшипниками 4, на наружных кольцах ко-
торых сидит обойма. Поршни 7 упираются в эту обойму. Вал 5,
вращаясь, сообщает возвратно-поступательное движение поршням.
7 Заказ 78
97
Ф 230 С
323
Рис. 14. Насос ВНР-32/20М
Поршень, двигаясь от центра вращения, вытесняет жидкость через
напорный клапан 8 и каналы в нагнетательный трубопровод через
отверстие 6. Подпиточный насос, который в комплект насоса не
входит, через отверстие 5, коммуникационные каналы и всасыва-
ющий клапан 10 подводит жидкость в поршневую камеру, обеспе-
чивая движение поршня 7 в обратном направлении и его непрерыв-
ный контакт с обоймой.
Каждый поршень располагается в отдельном съемном корпусе 9,
что обеспечивает простоту сборки и разборки насоса. Первоначаль-
ный контакт поршней с обоймой обеспечивается пружинами.
Утечки из поршневых пар поступают внутрь корпуса и отводятся
в бак через специальное отверстие в корпусе. При этом корпус по-
стоянно заполнен рабочей жидкостью.
Насос монтируется на специальном переходнике с центрирова-
нием по заточке диаметром 230С и крепится четырьмя болтами М20.
Электродвигатель, приводящий насос, крепится также на этом пере-
ходнике. Для крепления к фундаментной плите или раме переход-
ник имеет лапы.
Соединение вала насоса с электродвигателем производится упру-
гой муфтой с зазорами между полумуфтами 3—5 мм.
Величина неотфильтрованных частиц в эмульсии не должна пре-
вышать 0,02 мм.
Техническая характеристика насоса ВНР-32/20М
Рабочий объем, см3/об . ........................ 32
Производительность, дм3/с [(л/мин).............. 9,667 (40)
Давление:
номинальное, МПа г (кгс/см2)................... 20 (200)
на всасывании, МПа (кгс/см2)................ 0,3 (3)
максимально допустимое, МПа (кгс/см2) .... 132 (320)
Частота вращения, об/с (об/мин)................. 25 (1500)
Мощность, кВт........................................ 17
К. п. д.:
объемный....................................... 0,85
полный............................................ 0,8
Ресурс (долговечность), ч........................... 5000
Уровень шума, дБ................................... 80
Масса, кг.......................................... 140±5%
Допустимая продолжительность непрерывного действия макси-
мального давления не должна превышать 30 с. Интервалы при
работе насоса с максимальным давлением должны составлять не
менее 2,5 мин при суммарной продолжительности работы насоса
в таком режиме не более 5% общей долговечности.
В настоящее время конструкция насоса улучшена без изменения
технической характеристики, при этом заменены подшипниковые
узлы, что увеличило долговечность насоса.
Выпускаются две модели насоса: ВНР-32/20К— насос с при-
соединенным подпиточным шестеренным насосом и ВНР-32/20Г —
насос с присоединенным подпиточным шестеренным насосом и
7* 99
Рис
. 15. Насосы ВПР-32/20Г п ВНР-32/20К
подачей жидкости двумя отдельными независимыми потоками. Обе
эти модели собираются из одних и тех же деталей с добавкой смен-
ных крышек и отводящего трубопровода.
На рис. 15 показан насос ВНР-32/20Г. Снимая трубопровод Т
и устанавливая пробки, получают насос ВНР-32/20К. Если вместо
шестеренного насоса и переходных крышек устанавливают глухую
крышку (размер 328 на рис. 15), получают насос ВНР-32/20.
Характеристики насосов ВНР-32/20Г и ВНР-32/20К почти оди-
наковы с характеристикой насоса ВНР-32/20М. Отличие заклю-
чается в наличии двух потоков производительностью 0,2 и 0,467 дм3/с
(12 и 28 л/мин) и высотой всасывания не более 0,5 м. Масса насо-
сов ВНР-32/20Г и ВНР-32/20К равна 164 кг.
Насосы ВНР-32/20Г и ВНР-32/20К выпускаются Горловским
машиностроительным заводом им. С. М. Кирова.
Насосы типа HP
Насосы типа HP предназначены для нагнетания минерального
масла в системы гидрофицированных машин с постоянным расходом
и направлением потока рабочей жидкости для давлений не выше
50 МПа (500 кгс/см2). Насосы этого типа устроены аналогично насосу
Таблица 46
Технические характеристики насосов типа HP
§ <х> Л Типоразмер
я о о О
Параметры Ё о ю о Ю о о о in о О о о 1П О о to
сб СТ со Ю 1ГЭ со со '—
я сч со о сч
§ (Д i ii cL (i Л Рч (£
и и И И и И я и и
Рабочий объем Производительность на- см3/об 1,6 2,5 4 6,3 10 16 25 40
соса:
основного дм3/с 0,03 0,0533 0,083 0,133 0,208 0,333 0.533 0,833
л/мин 1,8 3,2 5 8 12,5 20 32 50
вспомогательного дм3/с 0,04 0,063 0,10 0,157 0,25 0,40 0,625 1,0
л/мин 2,4 3,75 6 9,45 15 24 37,5 60
Мощность К. п. д.: кВт 2,04 3,5 5,6 8,6 13,6 21,7 34 53
объемный — 0,75 0,78 0,8 0,85 0,86
общий — 0,72 0,75 0,76 0,77
Масса кг 20 23,6 | 43 51 79 | 92 130 I 212
Примечания: 1. Рабочее давление 50 МПа (500 кгс/см2). 2. Частота вращения
вала насоса номинальная 1500 об/мин. 3- Допустимый диапазон частот вращения вала
насоса 8,33-33,3 об/с (500—2000 об/мин). 4. Рабочее давление вспомогательного (подпи-
точного) насоса 0,5—0,8 МПа (5-8 кгс/см2). 5. Разрежение на входе во вспомогательный
насос 220 мм рт. ст. 6- Направление вращения: правое — со встроенным насосом; любое —
без встроенного насоса подпитки. 7. Долговечность насосов при рабочем давлении и номи-
нальной частоте вращения вала 5000 ч. 8. Средний уровень звукового давления в октав-»
ных полосах не более ПС 90 дБ, средний уровень звука не более 90 дБ А.
101
ВНР-32/20М (см. рис. 14). Они работают только с подпиткой, да-
вление которой на входе в поршневой насос составляет 0,5—0,8 МПа
(5—8 кгс/см2). Насосы типа HP выпускаются в двух исполнениях:
со встроенным насосом подпитки и без него.
Применяемая рабочая жидкость — минеральные масла тех же
марок, что и для насоса ВНР-32/20М, и эмульсия ВНИИНП-117
при давлении до 32 МПа (320 кгс/см2).
Рис. 16. Основные и присоединительные размеры насосов типа HP фланцевого
исполнения:
а — без насоса подпитки; б — со встроенным насосом подпитки
Вал насоса с валом приводного электродвигателя соединяется
упругой муфтой. Допускается смещение осей валов насоса и электро-
двигателя — не более 0,2 мм, максимальный перекос осей — не более
0,1 мм на длине 200 мм. Пуск и остановка насосов под нагрузкой
запрещаются.
Насос может монтироваться в горизонтальном и вертикальном по-
ложениях. Замену масла в гидросистеме следует проводить через
2 месяца после пуска насоса в эксплуатацию, а последующие за-
мены масла — не реже одного раза в 6 месяцев.
102
Таблица 47
Основные и присоединительные размеры насосов типа HP
Размер (см. рис. 16), мм
Типоразмер
НР-1,6/500
НР-2,5/500
НР-4/500
НР-6,3/500
SP-10/500
Р-16/500
НР-25/500
НР-40/500
192
200
297
297
347
370
385
487
105
105
128
128
140
150
165
200
124
124
145
145
160
170
187
235
188
188
318
318
362
380
385
540
160
180
210
210
215
220
230
245
207
200
322
325
368
391
435
537
М10
М10
М10
М10
М10
М10
мю
М16
6
6
8
8
8
10
10
20
14
14
16
16
16
22
22
28
40
40
58
58
60
60
82
105
20
25
30
50
50
50
60
60
15
15
20
20
27
27
27
27
17
17
25
25
37
37
37
37
5
5
10
10
10
10
12
16
20,3
20,3
40,2
40,2
44,4
44,4
46,4
66,8
Примеча.ние, Отклонения размеров D и d по посадке С»
Технические характеристики насосов типа HP приведены
в табл. 46, а их основные и присоединительные размеры даны на
рис. 16 и в табл. 47.
Насосы фланцевого исполнения обозначаются, например,
НР-Ф6,3/500, исполнения на лапах — НР-6,3/500 (где HP — насос
радиально-поршневой производительностью 6,3 см3/об на давление
50 МПа, или 500 кгс/см2).
Насосы типа Н
Эксцентриковые поршневые нерегулируемые насосы типа Н
с клапанным распределением и не зависящим от направления вра-
щения потоком масла предназначены для работы в гидроприводах
при давлении 20—32 МПа (200—320 кгс/см2) с приводом через эла-
стичную муфту.
В корпусе 1 (рис. 17) на подшипниках качения 2 помещается
вал 3 с тремя эксцентричными шейками 4, смещенными одна от-
носительно другой на 120°. На каждой шейке на игольчатых под-
шипниках 5 установлены обоймы 6, При вращении вала 3 обоймы 6
прижимаются к клапану 7, который, перемещаясь вниз, передвигает
поршень S, преодолевая сопротивление пружины 9 и вытесняя масло
через напорный клапан 10 в напорную магистраль 11, Пружина 9
всегда обеспечивает контакт между клапаном 7 и обоймой 6. При
движении вверх клапан 7 может сместиться относительно поршня
на 2 мм, образуя всасывающее отверстие, через которое масло по-
ступает под поршень при его дальнейшем движении. Полное откры-
тие и закрытие клапана соответствует определенному углу пово-
рота вала. Масло нагнетается в систему только после полного
закрытия клапана.
103
Насос не имеет предохранительного клапана, поэтому последний
должен быть установлен в системе, на которую работает насос.
Рис. 17. Эксцентриковый поршневой насос типа Н
Для нормальной работы поршни следует располагать внизу кар-
тера или в горизонтальном положении. Насосы чувствительны к по-
паданию воздуха в картер, образуемый внутренней полостью
Таблица 48
Технические характеристики насосов типа Н
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
Н-400Е Н-401Е Н-403Е
Номинальная производительность дмз/с 0,083 0,3 0,6
л/мин 5 18 36
Номинальное давление МПа 20 32 32
кгс/см2 200 320 320
Номинальная частота вращения вала об/с 25
об/мин 1500
Мощность кВт 2,8 11,5 23,5
К. п. д.:
объемный — 0,8 0,85 0,85
общий —1 0,58 0,73 0,76
Масса кг 13,5 42,9 45,6
Примечания: d. Значения объемного и общего к. п. д. указаны для номиналь-
ного режима. 2. Напор на всасывании должен быть не менее 500-100 мм масляного
столба. При работе с подпиткой давление на всасывании не должно превышать 0,02 МПа
(0,2 кгс/см2). 3. Насосы работают на масле индустриальном 30 и 45 по ГОСТ 1707 — 51.
Насос может работать и на других маслах, если вязкость лежит в пределах 2-8° Е6о при
данной температуре. 4. Направление вращения любое. 5. Отклонение производительности
допускается до 5%.
104
Ф25С
Рис. 18. Основные и присоединительные размеры насоса Н-400Е
04/7
Рис. 19. Основные и присоединительные размеры насоса Н-401Е
корпуса 1. Воздух выпускается из картера через специальную трубку.
Основные и присоединительные размеры насосов Н-400Е, Н-401Е
и Н-403Е приведены на рис. 18—20, а их технические характери-
стики даны в табл. 48.
Рис. 20. Основные и присоединительные размеры насоса Н-403Е
Насосы выпускаются Ереванским опытным заводом ВНИИГид-
ропривод.
4-3. АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ
Регулируемые насосы типа НА
Регулируемые насосы типа НА на давле-
ние 20 МПа (200 кгс/см2) предназначены для нагнетания масла
в гидросистемы гидрофицированных машин, где требуется пере-
менный по величине и направлению расход рабочей жидкости. На-
сосы работают на чистых минеральных маслах вязкостью 20—500 мм2/с
при температуре от +50 до +10° С (масло индустриальное 20, 30
и 45 по ГОСТ 1707-51, турбинное 22Л и ЗОУТ по ГОСТ 32-53).
Масло, поступающее в насос, должно быть очищено от посторон-
них частиц размером более 0,025 мм (25 мк) и не должно иметь воды,
кислот и смол.
Аксиально-поршневые регулируемые насосы типа НА пред-
ставляют собой гидроагрегаты, состоящие из аксиально-поршневого
насоса высокого давления, пластинчатого насоса низкого давления
и механизма управления насосом.
Насосы могут работать в открытых, полуоткрытых и закрытых
схемах. При работе насосов допустимое абсолютное давление в кар-
тере насоса должно быть при самовсасывании не менее 0,08 МПа
(0,8 кгс/см2) — разрежение 0,02 МПа (0,2 кгс/см2), а при работе с под-
питкой — не более 0,15 МПа (1,5 кгс/см2) — 0,05 МПа (0,5 кгс/см2)
избыточного давления.
Насос типа НА состоит из корпуса 4 (рис. 21), передней 1 и зад-
ней 13 крышек. Вместе с валом насоса вращается ротор 16, в котором
106
Рис. 21* Регулируемый аксиально-поршневой насос типа НА на давление 20 МПа (200 кгс/см2)
располагаются поршни S, опирающиеся своими шаровыми го-
ловками на наклонную шайбу 17 через упорный диск 2 и бронзовые
подпятники с гидравлической разгрузкой. Ротор опирается на под-
шипник 5, который воспринимает радиальные нагрузки, возника-
ющие в месте контакта поршней с упорным диском, и на эволь-
вентное шлицевое соединение вала. Поршни с подпятниками при-
жаты к упорному диску 2 прижимным диском 5, сферической опорой 6
и пружиной 7. Ротор 16 прижат к распределительному диску 11
механизмом центрального поджима 10 и пружиной 9. Поршни со-
вершают возвратно-поступательное движение при вращении ротора.
Всасывание происходит через всасывающий клапан 15 и клапаны
реверсивной коробки 14, которые и подводят жидкость к полости
с разрежением. Жидкость под давлением отводится от ротора через рас-
пределительное окно диска 11 в канал задней крышки с фланцем 12.
В соответствии с наличием двух распределительных окон диска 11
имеются два фланца 12. Если через один фланец жидкость отводится
в гидросистему, то второй должен быть закрыт заглушкой. При
реверсе вращения необходим перемонтаж заглушки. Пластинча-
тый насос приводится от основного вала через промежуточную муфту.
Изменяя наклон шайбы 17, получаем разные значения производи-
тельности насоса. Насос выпускается с различными механизмами
управления производительностью: ручным, следящим, электрогид-
равлическим и по давлению — соответственно типы насосов НАР,
НАС, НАМ и НАД.
Механизм ручного управления представляет собой винт со штур-
валом, закрепленный в осевом направлении. Гайка-траверса пере-
мещается по винту и тягами поворачивает наклонный диск. Упра-
вление производится при работе насоса без нагрузки, давление до
0,5 МПа (5 кгс/см2). Насос с ручным управлением выпускается
без реверсивной коробки, всасывающего и подпорного клапанов.
Механизм следящего управления показан на рис. 22, а. Его
основным командным элементом является следящий золотник 11,
втулка которого соединена с поршнем 12, поворачивающим наклон-
ный диск насоса через траверсу и тяги. Между поршнем 12 и золот-
ником существует обратная гидравлическая связь. При подъеме
золотника вверх полость над поршнем соединяется со сливом. Да-
вление масла, подведенное в нижнюю полость поршня, поднимает
его вверх, поворачивая наклонную шайбу и уменьшая рассогласо-
вание между золотником и втулкой до нуля. При движении золот-
ника вниз поршень опускается также вниз, так как площадь верх-
ней полости поршня больше нижней, до тех пор, пока нагрузки
на поршень не уравновесятся. Нуль-установитель 10 объединяет
всасывающую и нагнетательную полости аксиально-поршневого
насоса 1 в том случае, если при установке следящего золотника
в положение, соответствующее нулевой подаче, не обеспечивается
остановка гидр о двигателя. Слив масла из следящего механизма
производится непосредственно в корпус насоса. Реверсивная коробка
4 состоит из двух обратных клапанов 3 и подпорного клапана 5.
108
Жидкость через всасывающий клапан 6 попадает в одну из полостей
насоса 1 через клапаны 5.
Для управления предусмотрен пластинчатый насос 2, на нагнета-
тельной линии которого установлен предохранительный клапан 7
низкого давления и обратный клапан 8. Питание управляющего
поршня давлением предусмотрено также от линии насоса 1 через
обратные клапаны 9, Полный ход следящего золотника 28 мм —
по 14 мм в обе стороны от нейтрального (нулевого) положения.
Механизм автоматического регулирования производительности
насоса в зависимости от изменения давления в линии нагнетания
Рис. 22. Гидравлическая схема насосов:
а — типа НАС; б — типа НАД
(рис. 22, б) обеспечивает сохранение постоянства произведения pQ
в диапазоне рабочих давлений 10—20 МПа (100—200 кгс/см2).
Командным элементом является регулятор мощности 13, состоящий
из поршня 14, пружины 15 и копира 16. Оператор устанавливает
предел регулирования производительности насоса. При увеличении
давления выше заданного перемещается поршень 14, преодолевая
усилие пружины 15 и передвигая копир 16. Последний воздействует
на следящий золотник 11, который производит регулирование
насоса. Профиль копира обеспечивает регулирование производи-
тельности по закону pQ — const.
Особенности монтажа и эксплуатации насосов типа НА:
1) рабочее положение насоса вертикальное или горизонтальное;
2) соединение вала насоса с валом электродвигателя должно
быть выполнено только через упругую муфту; относительное сме-
щение осей валов более 0,1 мм не допускается;
3) насосная установка должна быть смонтирована на антивибра-
ционных прокладках, поглощающих вибрации приводного электро-
двигателя и насоса и снижающих общий уровень шума;
109
д
Рис. 23. Основные и присоединительные размеры насосов типа НАР:
1 — слив утечек (К1 * /4" для 0,04/20 и 0,063/20 и К1//' для 0,125/20); 2 — всасывание пластин-
чатого насоса (К8/8")
Рис. 24. Основные и присоединительные размеры насосов типа НАС:
1 — слив утечек (К1/*" Для 0,04/20 и 0,063/20 и К1//' для 0,125/20); 2 — всасывание пластин-
чатого насоса (К8/в"); 3 — дренаж пластинчатого насоса; 4 — нагнетание; 5 — всасывание-
6 — слив подпорного клапана (К3/8" для 0,04/20 и 0,063/20 и К3//' для 0,125/20)
Рис. 25. Основные и присоединительные размеры насосов типа НАМ:
1—6 - см. рис. 24
Рис. 26. Основные и присоединительные размеры насосов типа НАД:
1—6 — см. рис. 24
для защиты насоса от перегрузки давлением в линиях нагне-
тания должны быть установлены предохранительные клапаны;
5) гидросистема должна иметь фильтровальную установку для
очистки масла от частиц размером более 0,025 мм;
6) направление вращения приводного вала насоса правое;
7) запрещается запускать и останавливать насосы под нагрузкой;
8) при нормальной эксплуатации первую замену масла необ-
ходимо производить через 3 месяца после пуска насоса, а потом че-
рез каждые 6 месяцев работы.
Технические характеристики регулируемых насосов типа НА
приведены в табл. 49, а их основные и присоединительные размеры
даны на рис. 23—26 и в табл. 50.
Насосы типа НА выпускаются шилутским заводом «Гидропривод».
Насосы типа НА на давление 32 МПа (320 кгс/см2)
предназначены для нагнетания масла в системы гидрофицированных
машин, где требуется переменная по величине производительность
насоса высокого давления 32 МПа (320 кгс/см2) и малая постоянная
по величине производительность насоса низкого давления 2,5 МПа
(25 кгс/см2).
В насосах применяются рабочие жидкости — масло индустриаль-
ное 20, 30 и 45 по ГОСТ 1707—51, турбинное 22Л и ЗОУТ поГОСТ
32—53 (вязкость от 21 до 500 мм2/с). Рабочий интервал температур от
—7 до +50° С для масел индустриального 20 и турбинного 22Л,
от 7 до 60° С — для масел индустриального 30 и турбинного ЗОУТ,
от 10 до 65° С — для масла индустриального 45. Степень очистки
жидкости — удаление частиц более 0,025 мм. Перед эксплуатацией
насосов масло необходимо профильтровать для очистки от частиц
размером более 0,05 мм.
Соединение вала насоса с валом приводного двигателя выполнено
упругой муфтой, при этом допустимое смещение осей не должно
быть более 0,2 мм, а максимальный угол наклона осей 30'.
Перед пуском в эксплуатацию и через каждые 500 ч работы
необходимо производить набивку консистентной смазки УС-1
(ГОСТ 1033—51) в пресс-масленку. Запрещаются пуск и остановка
насоса под нагрузкой.
Конструкция насоса приведена на рис. 27. В корпус 2 вварен
блок поршней 1. От вала 3 приводятся во вращение две наклонные
шайбы 5, которые сообщают поршням 6 с подпятниками возвратно-
поступательное движение. Подпятники прижаты к наклонной шайбе
пружинами 8 и прижимной сферической шайбой 7. Крышка 4 несет
вторую опору вала и вспомогательный шестеренный насос.
Особенностью работы насоса является регулирование производи-
тельности. Распределительная втулка 9 подводит под поршеньки 10
жидкость под давлением от вспомогательного шестеренного насоса
управления. Поршенек 10 открывает всасывающий клапан 11,
сжимая пружину 12. Масло под действием разрежения, создаваемого
поршнями 6, поступает из бака в подпоршневое пространство. Когда
распределительная втулка соединит пространство под поршеньком
112
Таблица 49
Технические характеристики насосов типа НА
Типоразмер
Параметры Единица измере- ния НАР-Ф-0,04/20 НАС-Ф-0,04/20 НАМ-Ф-0,04/20 НАД-Ф-0,04/20 НАР-Ф-0,063/20 НАС-Ф-0,063/20 НАМ-Ф-0,063/20 НАД-Ф-0,063/20 оо°° оо?<= ИЯИК
Рабочи j. < СМ3/об 40 63 125
Номинальная производитель- ность дм3/ с л/мин 0,833 50 1,67 100 3,33 200
Диапазон регулирования ДМ3 / с л / мин 0,0833—0,833 5-50 0,167-1,67 10-100 0,333-3,33 20—200
Мощность кВт 20; 21; 21; 10 38; 39; 39; 20 73; 74; 74; 38
К. п. д.:
объемный —' 0,9 0,93 0,93
общий —1 0,85/0,83 0,87/0,85 0,9/0,87
Масса насоса:
НАР кг 87 90 137
НАС » 96 99 165
НАМ » 120 124 200
НАД » 105 107 175
Примечания: 1. Давление нагнетания номинальное 20 МПа (200 кгс/см2), максималь-
ное — 25 МПа (250 кгс/см2). 2. Абсолютное давление на всасывании 0,085 МПа (0,85 кгс/см2).
3. Значения мощности приведены: первое для насоса типа НАР, второе — для насоса типа
НАС и т. д. 4. Значения объемного к. п. д. приведены для номинальных давления и по-
дачи. 5. Значения общего к. п. д. даны дробью, в числителе которой приведены значения
для всех насосов, в знаменателе — для насосов типа НАД. 6. Номинальная частота враще-
ния вала насоса 2 5 об/с (1500 об/мин). 7. Номинальное давление вспомогательного насо-
са 2,5 МПа (25 кгс/см2). 8. Номинальная производительность вспомогательного насоса
0,133 дм8/с (8 л/мин). 9. Направление вращения правое, ю. Долговечность составляет
3000 ч при наработке до падения объемного к. п. д. насоса до 0,75; при работе на давле-
нии 16 МПа (160 кгс/см2) долговечность составляет не менее 5000 ч. И. Допускаемая
продолжительность непрерывной работы насоса на максимальном давлении не более 30 с
с интервалом 1 мин в течение 5% общего времени работы насоса. 12. Время реверса потока
масла 0,5 с. 13. Максимально допустимое число циклов реверса в минуту 20. 14. Сред-
ний уровень звукового давления в октавных полосах ПС 85 дБ, средний уровень звука
92 дБ А для насосов 0,04/20 и 0,063/20 и ПС90 дБ и 97 ДБА для насосов 0,125/20.
15. Производительность насосов с управлением по давлению (тип НАД) указана при дав-
лении 10 МПа (100 кгс/см2).
8 Заказ 78 ИЗ
Таблица 50
Основные и присоединительные размеры насосов типа НА
Размер (см. рис. 2 3—26), мм
Типоразмер А Ai а2 Аз В Bi В2 D Di D2 Н Hl
НАР-Ф-0,04/20 НАС-Ф-0,04/20 НАМ-Ф-0,04/20 НАД-Ф-0,04/20 56 56 56 120 128 125 128 128 128 210 210 250 210 155 155 22С 125Х3 200 355 500 536 610 448 487 564
НАР-Ф-0,063/20 НАС-Ф-0,063/20 НАМ-Ф-0,063/20 НАД-Ф-0,063/2 0 56 56 56 120 120 125 128 128 128 210 210 250 210 155 155 34С 125Х8 200 355 500 536 610 448 487 564
НАР-0,125/20 НАС-0,125/20 НАМ-0,125/20 НАД-0,125/20 76 76 76 160 160 136 132 132 132 290 200 200 40С 130Х3 250 465 600 630 700 534 577 647
Продолжение табл. 50
Типоразмер Размер (см. рис. 23—26), мм
Н» Не Hs L Li К b d di d2 di
НАР-Ф-0,04/20 505 313 40 50
НАС-Ф-0,04/20 378 134 204 250 510 357 — 6X3 18 44 — 55
НАМ-Ф-0, 04/2 0 • 417 134 204 250 510 357 — — 44 — 5 5
НАД-Ф-0,04/20 — 134 204 250 510 357 177 8X3 44 — 5 5
НАР-Ф-0,063/20 — — — — 530 313 — — 40 А Л 5 0
НАС-Ф-0,063/20 378 134 204 250 535 382 — 6Xe 44 — 55
НАМ-Ф-0,063/20 417 134 204 250 535 382 — — 28 44 — 55
НАД-Ф-0,063/20 — 134 204 250 535 382 177 8Х 44 — 55
НАР-0,125/20 — — — — 685 427 — 50 48 60
НАС-0,125/20 456 168 246 299 700 446 — 8Хз 36 60 — 75
НАМ-0,12 5/20 499 168 246 299 700 446 — — 60 — 75
НАД-0,125/20 — 168 246 299 700 — 217 8Хз 60 — 75
Продолжение табл. 50
Размер (см. рис. 23—26), мм
Типоразмер de ds de d? ds I li li h hi hz ha z
НАР-Ф-0,04/20 НАС-Ф-0,04/20 НАМ-ФпО,04/20 НАД-Ф-0,04/20 50 40 10 10 5 5 17 25 40 90 5 144 18 18 16 6
НАР-Ф-0,063/20 НАС-Ф-0,063/20 НАМ-Ф-0,063/20 НАД-Ф-0,063/20 50 40 10 10 5 5 17 36 65 90 5 144 18 18 16 6
НАР-0,125/20 НАС-0,125/20 НАМ-0,125/20 НАД-0,125/20 60 50 12 10 8 5 18 50 95 - 13 192 21 17 16 8
Примечание. Для насосов типоразмера НАС положение штока de приведено для
максимальной производительности. Полный ход штока 28 мм (±14 мм от среднего поло-
жения в обе стороны).
114
Рис. 27. Регулируемый аксиально-поршневой насос типа НА на рабочее давление 32 МПа (320 кгс/см2)
4?
Б-Б
Ось Всасывающего
отверстия насоса^
1 ?сь нагнетающего отдери
\/тия порш не до го насоса
и.ц
L(HAP)
I {НАС)
L {НАМ)
Рис. 28. Основные
и присоединитель-
ные размеры акси-
ально - поршневых
регулируемых на-
сосов типа НА на
давление 32 МПа
(320 кгс/см2)
df нагнета-
\ние шесте-
репного
насоса
\z?j> дренаж
L (НАДЬ НАД)
Ац
_______В_
Вид А
~-Ь’ - dr
Вид В
Вариант фланцево-\~
го крепления (лапы 4
-г—^отсутствуют)
Jp
Таблица 51
Технические характеристики насосов типа НА на давление
32 МПа (320 кгс/см2)
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
НА-20/320 НА-40/320 НА-80/320 НА-224/320 НА-450/320
Рабочий объем Производи- тельность: смЗ/об 20 40 80 224 450
номинальная дмЗ/с 0,417 0,833 1,67 3,33 6,67
основного насоса л/мин 25 50 100 200 400
вспомогатель- дмЗ/с 0.167 0,334 0,334 0,533 0,95
ного насоса л/мпн 10 20 20 32 57
Номинальная об/е 25 25 25 16 16
частота вращения об/мин 1500 1500 1500 960 960
Рабочий объем вспомогатель- ного насоса Объемный к. п. д.: СМ3/об 8 16 16 40 63
основного насоса — 0,92 (0,85) 0,92 (0,88) 0,92 (0,88) 0,93 (0,88) 0,94 (0,9)
вспомогатель- ного насоса — 0,75 0,8 0,8 0,8 0,8
Общий к. п. д. 0,85 (0,8) 0,84 (0,8) 0,85 (0,8) 0,86 (0,8) 0,9 (0,85)
Диапазон ре- гулирования дм3/с 0,133- 0,417 0,1-0,833 0,208-1,67 0,483-3,34 0,95-6,67
подачи для на- сосов типа НАД и НАД1 л/мин 8-25 6-50 12,5-100 29-200 57-400
Мощность Масса: кВт 14,5; 6,5 34; 19,5 64; 38 125; 90 250; 180
НАР кг 62 118 183 354 250
НАС » 62 118 183 355 250
НА4М » 62 118 183 376 250
НАД » 62 118 183 358 180
НАД1 » 62 118 183 360 180
Примечания: 1. В таблице, например, указан НА-40/320. Это значит, что все на-
сосы этого типоразмера, независимо от управления, т. е. НАР-40/320, НАС-40/320.
НА4М-40/320, НАД-40/320 и НАД1-40/320, имеют одинаковые параметры, приведенные
в этой таблице. 2. Рабочее номинальное давление 32 МПа (320 кгс/см2). з. Рабочее дав-
ление вспомогательного насоса 1,5 МПа (15 кгс/см2) для всех насосов НА-20/320 и 2,5 МПа
(25 кгс/см2)— для всех остальных типоразмеров. 4• Направление вращения правое.
5. Давление на входе поршневого насоса (абсолютное) 0,07 МПа (0,7 кгс/см2). 6- Давление
на входе вспомогательного насоса (абсолютное) 0,05 МПа (0,5 кгс/см2). 7. В таблице при-
ведены два значения объемного и общего к. п. д.: первое для насосов типа НАР, НАС
НА4М, а второе (в скобках) для насосов типа НАД и НАД1. 8. Диапазон регулирования
для всех типов насосов, кроме типа НАД и НАД1, от 0 до номинальной производитель-
ности. 9. Первое значение мощности относится к насосам типа НАР, НАС и НА4М а вто-
рое — к насосам типа НАД и НАД1.
117
Таблица 52
Основные и присоединительные размеры насосов типа НА на давление 320 кгс/см2
Размер (см. рис. 28), мм
Типоразмер А Ai Аз А< А» А« L h Ь h D Di d2 d dt dz d4 d, de d?
НАР НАД НАС <5 И
НА . . . 20/320 68 98 146 220 460 500 470 450 60 166 118 74 200 150 172 25 Ki/4' Kl/2" 13 KI" 4
НА . . . 40/320 85 163 160 225 26 52 650 655 680 725 80 232 228 114 260 190 215 38 ki/Г M27X1.5 18 MIO 32 6
НА . . . 80/320 110 • 200 180 270 39 58 725 740 755 800 82 250 247 118 325 220 270 45 ki/4" M36X2 18 M10 40 6
НА . . . 224/320 131 216 257 330 72 72 836 851 866 911 105 307 301 145 405 270 340 65 KVr M48X2 27 M12 63 6
НА . . . 450/320 180 278 323 470 85 85 1055 1070 1085 ИЗО 130 402 380 183 480 350 415 80 Ki/r M48X2 27 M12 78 6
Продолжение табл. 52
Типоразмер Размер (см. рис. 28), мм Угол, градус
d8 dj d19 в Bi bl b2 Ьл н hi h2 Аз Л4 Ав bXAxl Ф Ф1 Ф2
HA . . . 20/320 M12 250 245 5 240 120 25 11 8X7X50 28,0 45 26
HA . . 40/320 7 отв. 017 35 М4 265 275 48 74 8 320 148 30 40 10 2,5 12X8X70 41,5 38° 34' 26 25
HA . . . 80/320 9 отв. 018 45 М4 315 320 62 85 8 360 160 30 40 10 5,0 12X11X70 50,5 30 40 25
HA . . . 224/320 11 отв. 022 56 М4 380 405 94 100 8 440 200 40 43 15 4,5 20X19X90 74,5 41 32° 45' 30
HA . . . 450/320 И отв. 027 72 М4 520 485 110 110 8 530 240 50 43 25 6,0 24 X 22X110 91,0 41 40 30
Примечания: 1. В таблице указан, например, типоразмер НА . . . 40/320. Это означает, что все насосы этого типоразмера, неза-
висимо от управления, т. е. НАД-40/320, НАД1-40/320, НАД-Ф-40/320, НАД1-Ф-40/320, НАР-40/320, НАР-Ф-40/320, HAG-40/320,
НАС-Ф-40/320, НА4М-40/320 и НА4М-Ф-40/320, имеют одинаковые размеры, приведенные в данной таблице. 2. Размер d2 для всех ти-
поразмеров одинаковый и составляет К1/®". 3- Размер А7«равен 50 мм только для насосов типа НАД всех типоразмеров.
10 со сливом, клапан 11 закроется, а поршни будут нагнетать масло
через нагнетательный клапан 13 в магистраль. Если распределитель-
ная втулка 9 даст команду на закрытие клапанов 11 после того, как
поршни 6 уже пройдут часть пути нагнетания, то подача масла насо-
сом в систему уменьшится. На этом принципе построено изменение
производительности этих насосов.
Технические характеристики насосов приведены в табл. 51, а их
основные и присоединительные размеры — на рис. 28 и в табл. 52 и 53.
В зависимости от типа механизма управления выпускаются на-
сосы с механизмом ручного управления (типа НАР), следящего
управления (типа НАС), с управлением по давлению (типа НАД)
и с электрогидравлическим управлением (типа НАМ). Вспомога-
тельный шестеренный насос, обеспечивая управление силовым
Таблица 53
Основные и присоединительные размеры насосов типа НА
Размер (см. рис. 28), мм Типоразмер
НА . . . 224/320 НА . . . 450/320
Тип управления производительностью
Д Р с м д Р с м
Аа А? L d2 d7 ^3 S 165 50 851 К1/8" 10 836 866 6 8 911 178 50 1070 W 10 1055 1085 6 8 ИЗО
Примечание. Буквы Д, Р, G, M указывают на тип управления—по давлению,
ручное, следящее и электрогидравлическое — и соответствуют насосам, например типораз-
мера НА . . .40/320, НАД-40/320, НАР-40/320, НАС-40/320 и НА4М-40/320.
119
поршневым насосом, изоыток жидкости может подавать в цепь упра-
вления гидросистемой.
С управлением по давлению выпускаются два типа насосов —
НАД и НАД1, отличающиеся друг от друга только настройкой
механизма управления по давлению. Насос типа НАД может по-
ставляться с настройкой механизма управления на любую мощность
на выходе в диапазоне (0,1434-0,7) Nn0T Насосы типа НАД1 могут
регулировать производительность при изменении давления в диа-
пазоне 20—36 МПа (200—360 кгс/см2).
Насосы всех типов имеют два исполнения: основное (на лапах}
и фланцевое. В обозначении фланцевого насоса добавляется буква Ф.
Пример обозначения насосов типоразмера 40/320 приведен в приме-
чании к табл. 52. Для остальных насосов буквенное обозначение
остается таким же, изменяется лишь цифровая часть. Например^
НАР-80/320, НАР-224/320 и т. д.
Насосы типа НА на давление 32 МПа (320 кгс/см2) выпускаются
харьковским заводом «Гидропривод».
Насосы Г13-35А и Г13-36А
Регулируемые насосы Г13-35А и Г13-36А (рис. 29 и 30) относятся
к типу аксиально-поршневых. Их регулирование производится
вручную штурвалом. Рабочая жидкость та же, что и для насосов
типа НА. Насосы имеют объемный к. п. д., равный 0,95, а общий
к. п. д. — 0,88. Направление вращения правое, высота всасывания
не более 0,5 м. Диапазон частот вращения 16—25 об/с (960—
1500 об/мин). Номинальная частота вращения 25 об/с (1500 об/мин).
Техническая характеристика насосов
Г13-35А Г13-36А
Рабочий объем, смз/об............... 71 140
Производительность:
номинальная, дм3/с (л/мин) .... 1,667 (100) 3,33 (200)
наименьшая, дм3/с (л/мин) .... 0,25 (15) 0,33 (20)
Давление:
номинальное, МПа (кгс/см2) .... 16 (160) 10 (100)
максимальное, МПа (кгс/см2) ... 20 (200) 12,5 (125)
Мощность номинальная, кВт........... 29 38
Долговечность при номинальном давле-
нии, я*............................. 4000 6000
Шумовая характеристика по нормали
ОН 2-053-21—69, дБ.......................... 92
Усилие поворота маховика механизма уп-
равления при номинальном давлении,
Н (кгс)........................... 100 (10) 250 (25)
Масса, кг........................... 103,5 236
* Для насоса Г13-35А при давлении 10 МПа (100 кгс/см2) долговеч-
ность повышается до 6000 ч, а для насоса Г13-36А при давлении 12,5 МПа
(12 5 кгс/см2) долговечность снижается до 4000 ч.
Насосы Г13-35А и Г13-36А выпускаются гомельским заводом
«Гидропривод».
120
Рис. 29. Основные и присоединительные размеры насоса Г13-35А
Рис. 30. Основные п присоединительные размеры насоса Г13-36А
Нерегулируемые насосы типа НА
Нерегулируемые насосы типа НА (рис. 31) предназначены для
нагнетания масла в системы различных гидрофицированных ма-
шин, где требуется нерегулируемый поток жидкости. Насосы рабо-
тают на чистых минеральных маслах вязкостью от 20 до 500 мм2/с
(сст) при температуре масла от 50 до 10° С. Сам насос можно
эксплуатировать в интервале температур окружающей среды от
—30 до +70° С. Рекомендуются марки масел индустриальное 20
Рис. 31. Нерегулируемый аксиально-поршневой насос типа НА:
1 — вал; 2 — корпус; 3 — нагнетательное отверстие; 4 — нагнетательный коллектор; 5 —
подводящие отверстия; 6 — задняя крышка; 7 — всасывающая труба; 8 — сферическая опора;
9 — прижимной диск; ю — наклонный диск; 11 — пружина; 12 — подпятник; 13 — поршень;
14 — втулка; 15 — нагнетательный клапан; 16 — подпоршневой объем; 17 — всасывающее
окно; 18 — кромка поршня, отсекающая всасывание; 19 — кольцевой коллектор всасывания;
20 — пресс-масленка
и 30 по ГОСТ 1707—51. Степень очистки масла— удаление частиц
более 0,025 мм, масло не должно иметь примесей воды, кислот и смол.
Конструкция насоса типа НА приведена на рис. 31. Насос может
работать как на самовсасывании, так и под небольшим подпором.
При работе с подпором уровень масла в баке не должен быть выше
оси насоса более чем на 0,5 м, при работе на самовсасывании ось
насоса должна находиться выше минимального уровня в баке не
более чем на 0,5 м. Для установок, работающих при температуре
окружающей среды ниже +ЮО С (до —30° С) или выше +50° С
(до +70° С), маслобак должен иметь систему подогрева или соот-
ветственно охлаждения масла. Возможна установка маслоподо-
гревателя пли маслоохладителя в виде отдельного агрегата.
Перед пуском насоса в эксплуатацию, а также через каждые
122
500 ч работы насоса необходимо производить набивку консистент-
ной смазки УС-1 (ГОСТ 1033—51) в пресс-масленку 20 (см. рис. 31).
Технические характеристики насосов приведены в табл. 54,
а их основные и присоединительные размеры даны на рис. 32 и 33
и в табл. 55.
Таблица 54
Технические характеристики насосов типа НА
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
НА-Г0,004/32 НА-0,016/32 НА-0,032/32
Рабочий объем см3/об 4 16 32
Номинальная производитель- дм3/с 0,084 0,342 0,706
ность л/мин 5,05 20,5 42,3
Потребляемая мощность кВт 3,8 14 27,6
К. п. д.: объемный 0.84 0,86 0,88
общий — 0,76 0,79 0,8
Масса кг 16 45 44,5
Примеч ания: 1. Номинальное давление нагнетания 32 МПа (320 кгс/см2). 2- Но-
минальная производительность дана при давлении 32 МПа (320 кгс/см2). 3. Номинальная
частота вращения вала насоса 25 об/с (1500 об/мин). 4. Значения объемного к. п. д. при-
ведены при давлении 32 МПа (320 кгс/см2). 5. К концу гарантийного срока службы допу-
скается снижение объемного к. п. д. на 15% величины к. п. д. новых насосов 6. Направ-
ление вращения любое. 7. Направление потока масла постоянное. 8. Давление на входе
в насос (абсолютное) не менее 0,08 МПа (0,8 кгс/см2) и не более 0,15 МПа (1,5 кгс/см2).
9. Средний уровень звукового давления в октавных полосах ПС 85 дБ, средний уровень
звука не выше 85 дБА при условии эксплуатации насосов на звукоизоляционных проклад-
ках. 10. Допустимый диапазон частот вращения вала насоса 10-25 об/с (600-1500 об/мин).
И. Показатель надежности—средняя наработка в часах до первого отказа не менее 90%
насосов—3000 ч. 12. Показатель долговечности—гарантированный ресурс в часах, которым
обладают не менее 90% насосов при условии их работы на номинальных параметрах и со-
блюдении правил эксплуатации до первого капитального ремонта — 5 000 ч.
Т а б л и ц а 55
Основные и присоединительные размеры насосов Типа НА
Типоразмер. Размер (см. рис.'32 и 33), мм
А Ai Az В н L ь bl Ь2 Ьз d di dz d3
НА-Г-0,004/32 100 100 53 182 218 268 6В3 5 20С 120С 25 М16
НА-0,016/32 200 82 — 270 292 400 юв3 230 30 55 36С 24 30 М27Х1.5
НА-0,032/32 200 82 — 270 292 400 юв3 230 30 55 36С 24 30 М27Х1.5
Продолжение табл. 55
Типоразмер Размер (см. рис • 32 и 33), мм ©О
d< d> de I li 1з h Л1 л2 Лз t Угол град^
НА-Г-0,004/32 18 12 9 45 82 88,7 50 6 22,5
НА-0,016/32 14 26 35 70 168 172 80 8 88 20 137 39,5 30
НА-0,032/32 14 26 35 70 168 172 80 8 88 20 137 39,5 30
Насосы выпускаются шилутским заводом «Гидропривод».
123
Рис. 32. Основные и присоединительные
размеры насоса НА-Г-0,004/32
Рис. 33. Основные и присоединительные размеры насосов НА-0,016/32
п НА-0,032/32
Насос 933
Насос 933 представляет собой объемный насос аксиально-порш-
невого типа и служит для нагнетания масла в исполнительный ме-
ханизм. Он применяется в гидроприводе управления бульдозером,
скрепером трактора ДЭТ-250, в погрузочных машинах.
Техническая характеристика насоса 933
Производительность, дмЗ/с (л/мин) *.................6,83 (410)
Давление:
максимальное рабочее, МПа (кгс/см2)................. 7»5 (75)
регулировки предохранительного клапана, МПа
(кгс/см2).................................... 9,5
(95+5)
Максимальная частота вращения вала, об/с (об/мип) 10 (600)
Направление вращения вала........................... Правое
Масса насоса (без масла), кг....................... 118
Рабочая жидкость — масло веретенное АУ по ГОСТ 1642—50
при температуре воздуха до —45° С, масло индустриальное 12 по
ГОСТ 1707—51 при температуре воздуха до —30° С, масло АГМ ТУ
МНП 457—53 при температуре воздуха до —60° С.
Общий вид, основные и присоединительные размеры насоса
933 приведены на рис. 34.
4-4. ШЕСТЕРЕННЫЕ НАСОСЫ
Шестеренные насосы используются в гидросистемах различных
машин и механизмов. Простота конструкции, малые габариты и вес
в сочетании с относительно высоким к. п. д. (объемный к. п. д. на-
сосов типа НШ составляет 0,9) делают эти насосы удобными в экс-
плуатации.
Насосы типа НШ
Шестеренные насосы типа НШ применяются для привода ци-
линдров, обеспечивающих различные установочные движения, на-
пример подъем исполнительных органов, периодическую подачу
конвейера.
Насос НШ-10Е широко применяется в гидроприводах горных
машин. Он состоит из корпуса 1 (рис. 35), крышки 11 и качающего
узла, в который входят ведущая 13 и ведомая 4 шестерни, два под-
шипника 5, две фигурные манжеты 2 и пластина 10. Стык корпуса
с крышкой уплотнен резиновым кольцом 6 круглого сечения. Крышка
крепится к корпусу восемью болтами 5 и центрируется двумя штиф-
тами 12. Вал уплотнен манжетой 9, установленной с опорным коль-
цом 8 и закрепленной от выпадания кольцом 7.
Зазор по торцам шестерен автоматически регулируется поджимом
подшипников к торцам шестерен ‘ маслом под высоким давлением,
поступающим в полости В.
Утечки через смазочные канавки и по цапфам шестерен собира-
ются и по литому каналу отводятся во всасывающий канал насоса.
125
Рис. 34. Основные и присоединительные
размеры насоса 933
Рис. 35. Шестеренный насос НШ-10Е
При вращении зубчатых колес камера всасывания насоса, рас-
положенная со стороны выхода зубьев из зацепления, увеличивает
свой объем и заполняется маслом. Последнее переносится в полость
нагнетания и при входе зубьев в зацепление выдавливается из впа-
дин шестерен.
Насос НШ-46У устроен в основном аналогично насосу НШ-10Е,
хотя имеются некоторые отличия в устройстве уплотнительного
узла.
В корпусе 1 (рис. 36) размещен качающий узел, состоящий из
ведущей 2 и ведомой 3 шестерен,
двух втулок 4 и двух втулок 5.
Крышка 5 крепится к корпусу бол-
тами 7 с пружинными шайбами S.
Приводной конец ведущей ше-
стерни уплотняется манжетой 9,
закрепленной стопорным кольцом
10. Манжета 11, два кольца 12,
вкладыш 13 и уплотнение 14 об-
разуют узел уплотнений.
Корпус насоса изготовлен из
алюминиевого сплава. На боковых
поверхностях корпуса имеются
платики с четырьмя резьбовыми
отверстиями для крепления арма-
туры всасывающего и нагнетатель-
ного трубопроводов. В корпусе вы-
полнены расточки под шестерни
и втулки, которые служат опо-
рами для цапф и уплотнениями
торцовых поверхностей шестерен.
Регулирование торцовых за-
зоров происходит автоматически. Рис. 36. Шестеренный насос НШ-46У
Масло из камеры нагнетания по-
ступает в полость А над втулками
и стремится прижать их к торцам шестерен. Со стороны зубьев шесте-
рен на втулки масло также оказывает давление, но на несколько
меньшую площадь. Прижимающее усилие незначительно превосхо-
дит отжимающее усилие, что позволяет сохранить пленку смазки.
Уплотнение 14 и вкладыш 13 предотвращают переток масла из
полости А во всасывающую камеру. Стык корпуса и крышки уп-
лотнен манжетой 11, а кольца 12 препятствуют выдавливанию ее
в зазор между хвостовиком втулки и отверстием в крышке. Утечки
через зазор между цапфами и втулками поступают по отверстию
в крышке и полой ведомой шестерне в полость на дне корпуса, со-
единенную с камерой всасывания.
Технические характеристики шестеренных насосов типа НШ
приведены в табл. 56, а их основные и присоединительные размеры
даны на рис. 37—40 и в табл. 57 и 58.
127
т
Рис. 37. Основные и присоединительные размеры насоса НШ-10Е
L А
Рис. 38. Основные п присоединительные размеры насоса I I Ш-46 У
В качестве рабочих жидкостей для насосов типа НШ применяются
дизельные масла ДП-11 по ГОСТ 5304—54 и ДС-11 по ГОСТ 8581—63
в летнее время и масла ДП-8 по ГОСТ 5304—54 и ДС-8 по ГОСТ 8581 —
Рис. 39. Основные и присоединительные размеры насосов НШ-32К и НШ-50К
63 — в зимнее. В качестве заменителей могут быть приняты масла
индустриальное 45 и 50 по ГОСТ 1707—51. При замене масел тем-
пература эксплуатации насоса должна быть снижена до 50° С.
Рис. 40. Основные и присоединительные размеры насосов НШ-67К и НШ-98К
Рекомендуемый объем бака должен находиться в пределах одно-
двухминутной производительности в зависимости от режима работы.
Условия охлаждения гидросистемы должны обеспечивать ее темпе-
ратурный режим от 40 до 60° С при температуре окружающей среды
20° С.
9 Заказ 78
129
Таблица 56
Технические характеристики шестеренных насосов типа НШ
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
НШ-10Е НШ-32К НШ-46У НШ-50К НШ-67К НШ-98К
Рабочий объем Давление: рабочее максимальное при перепуске через предохранитель- ный клапан Диапазон рабочих час- тот вращения Номинальная частота вращения Направление вращения Объемный к. п. д. при давлении Разрежение на всасыва- нии, не более Масса без присоедини- тельной арматуры Ресурс работы под дав- лением СМ3/об МПа кгс/см2 МПа КГС/СМ2 об/с об/мин об/с об/мин МПа КГС/СМ2 мм рт. СТ. КГ ч 10 10 100 14 140 18,3—30 1100— 1800 26,7 1600 0,92 10 100 200 2,6 3000 31,5 12,5 125 16 160 16-40 960— 2400 32 1920 0,94 12,5 125 150 6,6 1750 46.5 10 100 И 110 18,3— 27,5 1100— 1650 25,4 1525 Люб< 0,92 10 100 200 7,0 1750 48,8 12,5 125 16 160 16-40 960— 2400 32 1920 эе 0,94 12,5 125 150 7,8 1750 69,7 10 100 13,5 135 18,3— 33,4 1000- 2000 28,4 1700 0,94 10 100 150 17,5 1750 98,8 10 100 13,5 135 18,3— 33,4 1000- 2000 28,4 1700 0,94 10 100 150 17,7 1750
Примечания: 1. Значения объемного к. п. д. указаны при температуре 50 °C и
масле марки ДП-11 по ГОСТ 5304—54. 2. Температурный режим работы насосов НШ-10Е
и НШ-46У от +40 до +60 °C, а насосов НП1-32К, НШ-50К, НШ-67К и НШ-98Ш—от
+ 15 до +80 °C.
Высота столба жидкости над всасывающей трубой в баке должна
быть не менее 150 мм. Внутри бака рекомендуется делать перего-
родку высотой 2/3 высоты бака, отделяющую всасывающую линию
от сливной. Отверстие всасывающего патрубка в баке рекомендуется
располагать на расстоянии не менее трех диаметров от стенки и двух
диаметров от дна бака. Отверстие сливного патрубка должно распо-
лагаться ниже минимального уровня жидкости в баке. Бак снаб-
жается указателем уровня закрытого типа. Предпочтительно иметь
бак закрытого типа с избыточным давлением 0,03 МПа (0,3 кгс/см2).
Всасывающая магистраль должна обеспечить скорость течения
жидкости на входе в насос не более 1,5 м/с, быть по возможности
короткой и с наименьшим числом изгибов. Не допускается установка
на всасывающей магистрали кранов, фильтров и клапанов.
Скорость жидкости в напорной магистрали не должна превышать
5 м/с, а при наличии угловых соединений — 3,5 м/с.
130
Основные и присоединительные размеры насосов ШП-10Ё и НШ-46У
Типоразмер Размер (см. рис. 37 и 38), мм
А В С Р±0,2 Е F G н к L м N
НШ-10Е 93 110 68 41,5 6 48 604:1. 24 14+0,2 137 29 13,5
НШ-46У 134 155 94 56 6 72,5 90zg;h 35 2,0 202 45 23-0,28
Продолжение табл. 57
Типоразмер Размер (см. рис. 37 и 38), мм
О р R S т и V W d
НШ-10Е 19,3 14+0,24 9 М8 г луб. 12 75 ±0,2 37,5 28,5 ±0,1 90+0 2 9 21
НШ-46У — 30+0,28 12 М10 глуб. 16 110±0,2 55 43±0,1 86+0,2 И 15
Продолжение табл. 57
Типоразмер Размер (см. рис. 37 и 38), мм
di ds b Г1 Т2 m г3 а
НШ-10Е 154:8? 11,4-0,6 22 4:8,Ж 0,2 0,2X45° 23,5 М20Х1,5 15±0,2
НШ-46У 25=8;Ш 20,1-0,7 35 64:?88 0,2 0,2X45° 42 М36Х1,5 28+0,3
Продолжение табл. 57
Типоразмер Размер (см. рис. 37 и 38), мм Угол, а, градус
/ h п Q h I р
НШ-10Е 14 54 16 9 38 ±0,3 30-0,28 М27Х1.5 — 74±1
НШ-46У 28 75 22 11 38 ±0,3 41-0,34 М39Х1.5 22 74±1
Таблица 58
Размеры насосов НШ-32К и НШ-50К
Типоразмер Размер (см. рис. 39), мм
L Lt 11 1г d di d2 b bi
НШ-32К 185 76 18 15 65 24 М8 46 23
НШ-50К 197 72,5 20 17 76 32 М10 54 27
Рекомендуемое предельное давление холостого хода насоса долж-
но быть не более 0,6 МПа (6 кгс/см2).
Гидросистема должна быть защищена от пыли и Грязи, приводя-
щей к выходу насоса из строя. Сапун бака должен надежни пред-
охранять масло от попадания в него пыли из окружающего воздуха.
Фильтры, установленные на сливной магистрали, необходимо про-
мывать по мере их загрязнения, но не реже чем через 300 ч работы
насоса. Заливная горловина должна быть оборудована фильтром.
Фильтрующее устройство сливной магистрали следует распола-
гать в удобном для технического обслуживания месте, оно должно
задерживать все механические примеси размером 0,03—0,06 мм.
Общее содержание механических примесей в масле не должно пре-
вышать 0,05%.
Для исключения загрязнения рабочей жидкости во время заправки
рекомендуется оборудовать гидросистему устройством для прину-
дительной заправки через фильтр тонкой очистки (0,03—0,06 мм).
Конструкция привода должна допускать перемещение ведущего
вала насоса в радиальном направлении до 0,3 мм, а также исключать
передачу на него осевых и радиальных усилий. Желательно пред-
усмотреть возможность выключения насоса муфтой без остановки
приводного вала насосов, не имеющих индивидуального привода.
132
Конструкции бака и всасывающего патрубка должны обеспечи-
вать при работе на масле ДП-11 и температуре 20° С разрежение
на входе в насос не более 150—200 мм рт. ст. (0,263 кгс/см2) во
избежание выхода из строя манжеты, уплотняющей приводной вал.
Для замены изношенных манжет и уплотнения 14 (см. рис. 36)
необходимо отвернуть восемь болтов 7 и снять крышку 6. Манжета 9
выпрессовывается из крышки после удаления стопорного кольца 10.
Рис. 42. Характеристики насосов НШ-10Е, НШ-32К и НШ-46У:
1, 2 и з — зависимость объемного к. п. д. от скорости вращения приводного вала при давлении
10 МПа (100 кгс/см2) и работе на масле ДП-11 при температуре 50° G для насосов соответ-
ственно НШ-46У, НШ-32К и НШ-10Е; 4, 5 и 6 — действительная производительность насосов
соответственно НШ-46У, НШ-32К и ШП-10Е при тех же условиях
Перед запрессовкой новой манжеты поверхность крышки должна
быть смазана маслом. Маслоснимающая кромка манжеты должна
быть направлена внутрь корпуса насоса. При установке крышки
с манжетой необходимо применять оправку (рис. 41), чтобы не
повредить уплотняющей поверхности манжеты. На рисунке указаны
размеры оправки для насосов НШ-32К, НШ-46У, НШ-50К, в круглых
скобках даны размеры для насоса НШ-10Е, а в квадратных — раз-
меры для насосов НШ-67К и НШ-98К.
Использовать в качестве рабочих жидкостей воду, керосин и
другие жидкости запрещается.
На рис. 42 приведены характеристики насосов типа НШ.
Насосы типа НШ выпускаются Винницким (НШ-10Е и НШ-46У)
и Кировоградским (НШ-Э2К, НШ-50К, НШ-67К и НШ-98К)
заводами тракторных гидроагрегатов.
133
Насосы типа Г11-2 и насосные установки БГ11-2
Шестеренные насосы этого типа имеют постоянное направление
потока масла и применяются для работы в качестве подпорных или
перекачных при давлении до 2,5 МПа (25 кгс/см2).
th
Рис. 43. Основные и присоединительные размеры насосов Г11-2
Устройство этих насосов, по своему принципу аналогичное ус-
тройству насосов типа НШ, более простое. Втулки не поджимаются,
Рис. 44. Основные и при-
соединительные размеры
насосных установок БГ11-2
и БГВ11-24А
а подгоняются по размеру так, чтобы суммарный зазор между тор-
цами шестерен и втулок составлял 0,04—0,08 мм, а диаметральный
134
Таблица 59
Технические характеристики насосов типа Г11-2 и установок БГ11-2
Параметры Единица изме- рения Типоразмер
Г11-22А, БГ11-22А ГЦ-22, БГЦ-22 Г11-23А, БГ11-23А ГН-23, БГЦ-23 Г11-24А, БГИ-24А Г11-24, БГИ-24 ГЦ-25А, БГИ-25А 1 ЕЙ
Производитель- дмз/с 0,2 0,3 0,416 0,583 0,833 1,166 1,67 2,08
ность л/мин 12 18 25 35 50 70 100 125
Мощность кВт 0,9 1,3 1,6 2,1 2,8 3,9 5,5 7,0
Объемный к. п. д. Высота всасыва- ния Масса: м 0,76 0,78 0,80 0,82 0, 0,84 ,5 0,85 0,88 0,92
типа Г11-2 кг 6,2 6,2 8,7 8,7 13 13 20 20
типа БГ11-2 » 33 43 46 55 96 93 НО 135
Примечания: 1. Номинальное давление 2,5 МПа (25 кгс/см2). 2. Номинальная
частота вращения 24,2 об/с (1450 об/мин). 3. Производительность, мощность и объемный
к. п. д. указаны при номинальном давлении и частоте вращения вала 24,2 об/с
(1450 об/мин). 4. Рабочая жидкость — масло индустриальное 20 или 30 поГОСТ 1707—51.
5. Рабочий интервал температур — от 10 до 50° С. 6. Направление вращения правое. 7. На-
сосы могут быть использованы в интервале частот вращения вала 10—24,2 об/с (600—
1450 об/мин), при этом производительность пропорциональна скорости вращения с учетом
объемного к. п. д. 8. Установка БГВЦ-24А укомплектована насосом ГН-24.
Таблица 60
Основные и присоединительные размеры насосов типа Г11-2
Размер (с ;м. рис. 43), мм
Типоразмер В Bi в2 Вз с Ci L 1 Ц
Г11-22А, Г11-22 130 100 84 58 НО 38 123 24 33,0
Г11-23А, Г11-23 138 НО 96 82 114 60 154 30 33,0
Г11-24А, ГЦ-24 176(180) 130 110 93 146 63 176 (175) 33 (30) 42,5 (45)
ГЦ-25А, ГН-25 196 (200) 150 — — 166 75 196 (200) 42 (40) 41 (45)
Продолжение табл. 60
Типоразмер Размер (см. рис. 43), мм
Н Hi н. d di d3 d8 h hi b
Г11-22А, Г11-22 109 75 55,5 16 W/i К1// 9 17,8 13 5
Г11-23А, 1’11-23 125 86 63,0 18 К3/*’ К1/2" 9 19,8 14 5
135
Продолжение табл. 60
Типоразмер Размеры (см. рис. 43), мм
Н Hi Ht d dt d2 d3 h hi b
Г11-24А, ГН-24 140 (145) 97 71,0 22 KP/Z K3/Z 13 24.3 16 6
Г11-25А, ГЦ-25 168 (170) 118 85,5 28 KP/Z К11/4* 13 30,6 17 8
Примечание. Насосы, имеющие размеры, указанные в скобках, изготовляются
ПО ГОСТ 15107-69 с 1 июля 1970 г.
Таблица 61
Основные и присоединительные размеры насосных установок типа БГ11-2
Типоразмер Размер (см. рис. 44—45), мм
L в В» в8 С Ci с2 Н hi ht
БГ11-22А 460 435 270 100 192 230 175 210 130 164
БГ11-22АТ 488 435 270 100 — 192 230 175 210 130 164
БГ11-22 516 462 308 100 — 242 200 235 312 155 189
БГ11-23А 541 463 320 но — 242 200 235 312 155 194
БГ11-23 573 525 320 110 — 242 260 235 312 155 194
БГВ11-23 — 740 265 — 317 130 690 — 280 — 195
БГ11-24 648 580 282 — — 250 280 270 340 162 205
БГ11-24А 580 513 270 130 — 242 260 227 296 142 185
БГВ 11-24 A 670 513 270 130 — 242 260 227 405 142 185
БГ11-25А 706 608 282 150 — 250 280 300 340 162 212
БГ11-25 741 673 330 150 — 280 320 310 385 190 240
Продолжение табл. 61
Типоразмер Размер (см. рис. 44-45), мм Тип двигателя
ht 7ц d di d2 d3 ъ
БГ11-22А НО 25 13 KV2* КЗ// АОЛ2-21-4
БГ11-22АТ 110,5 25 13 KV2’ К»// — — АОЛ2-21-4Т
БГ11-22 135,5 25 13 Kl/2* К»// — —
БГ11-23А 132 25 13 Kl/2' К»// — — АОЛ41-4
БГ11-23 132 25 13 Kl/2" КЗ// — —
БГВ11-23 132 26 16 — 30 18 КОМ22-4
БГ11-24 136 25 13 кз/4* KP/Z АО2-41-4
БП1-24А 116 25 13 К3// KP/Z — — АО2-32-4
БГВ11-24А 116 25 13 К3// KP/Z — — ВАО-32-4
БГ11-25А 130 25 13 K1VZ КР/2" — — АО2-42-4
БГ11-25 158 25 17 KP/Z КР// — — АО2-51-4
Примечание'. Насосные установки БГВ11-23 и БГВ11-24А снабжены взрывобез-
опасным двигателем.
136
зазор между шестернями и корпусом 0,07—0,1 мм. Вал-шестерни
устанавливаются на игольчатых подшипниках или на втулках.
Насосы можно перемонтировать на другое направление вращения,
для чего необходимо отсоединить от корпуса крышки насоса, из-
влечь из него верхний и нижний пакеты, состоящие из вала, втулок
и шестерен, а затем повернуть корпус на 180° в горизонтальной
плоскости. Втулки, прилегающие к задней крышке, следует поста-
вить на место втулок, прилегающих к передней крышке, а втулки,
прилегающие к передней крышке, поставить на место задних, т. е.
поменять их местами. Сверления во втулках должны выходить
в камеру всасывания.
В табл. 59 приведены технические характеристики насосов типа
Г11-2 и насосных установок типа БГ11-2.
Рис. 45. Основные и присоединительные размеры насосных установок БГВ11-23
Основные и присоединительные размеры насосов типа Г11-2
даны на рис. 43 и в табл. 60.
Основные и присоединительные размеры насосных установок
типа БГ11-2 приведены на рис. 44 и 45 и в табл. 61.
4-5. ПЛАСТИНЧАТЫЕ НАСОСЫ
Пластинчатые, или лопастные насосы — это ротационные нере*
гулируемые насосы двойного действия, предназначенные Для работы
как на давлениях до 6,3 МПа (63 кгс/см2), так и на давлениях до
12,5 МПа (125 кгс/см2).
Пластинчатые нерегулируемые насосы двойного действия с по*
стоянным направлением потока масла предназначены для нагнета-
ния масла в гидросистему одним потоком (насосы в одинарном испол-
нении) или двумя независимыми потоками (насосы в сдвоенном
исполнении). Наибольшее распространение эти насосы получилй
в различных установках подземного и поверхностного транспорта
угольных шахт: толкателях, качающихся площадках, агрегатах
для обмена вагонеток в клетях, а также в некоторых буровых уста-
новках для выполнения вспомогательных операций.
В корпусе 4 насоса типа Г12-2 (рис. 46) помещается стальное
закаленное кольцо 8 — статор, по внутренней профилированной
137
Т а б л и-ц а 62
Технические характеристики насосов типа Г12-21А—Г12-23, Г12-31А—Г12-33, Г12-41Б—Г12-42А,
БГ12-21—БГ12-22
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
Г12-21А Г12-21 Г12-22А Г12-22 со (N £ Г12-23 Г12-31А Г12-31 Г12-32А Г12-32 Г12-ЗЗА Г12-33 Г12-41Б Г12-41А Г12-41 Г12-42А БГ12-21А БГ12-21 БГ12-22А | БГ12-22
Производи-
тельность: 0,41
при 950 об/мин дм3/с 0,083 0,133 0,2 0,3 0,41 0,583 0,083 0,133 0,2 0,3 0,583
л/мин 5 8 12 18 25 35 5 8 12 18 25 35
при дм3/с 0,133 0,2 0,3 0,41 0,583 0,83 0,133 0,2 0,3 0,41 0,583 0,83 0,050,083 0,133 I 0,2 0,083 0,1331 1 °’2 1 10,3
1440 об/мин л/мин 8 12 18 25 35 50 8 12 18 25 35 50 3 1 1 5 8 1 12 5 1 1 8 | 1 12 | 1 18
Максималь- МПа 6,3 6,3 6,4 £ 12,t>
ное рабочее КГС/СМ2 6 >3 б: 3 6- 4 5i 0 125
давление Мощность: 1,5 2,8 3.6 4,65
при 950 об/мин кВт 1,12 1.5 2 2,8 3,6 4,65 1,12 2 3,1 6,1
при » 1,96 2,2 3,04 4,04 5,41 7,5 1,96 2,2 3,04 4,04 5,41 7,5 1 1,2 1,7 2,1 2,2 4
1440 об/мин
К. п. д.: объемный 0,62 0,71 0,77 0,79 0,85 0,88 0,62 0,71 0,77 0,79 0,85 0,88 0,64 0,7 0,73 0,8 0,6 0,65 0,72 0,8
общий: 0,75
при 950 об/мин — 0,5 0,55 0,65 0,7 0,8
при 1440 об/мин 0,54 0,66 0,72 0,79 0,81 0,82 0,42 0,56 0,61 0,64 0,69 0,69 0,32 0,45 0,5 0,6 0,47 0,53 0,61 0,61
Направление — Правое По заказу Левое Правое
вращения 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 1 1 1 1 । : । 1
Масса кг 1 1 1 ( 1 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3,t> 1 1 1 10 1 1 । 1 1 1
Примечания: 1. Частота вращения вала насоса 15,8 или 24 об/с (950 или 1440 об/мин). 2. Высота всасывания не более 0,5 м.
.3. Производительность, объемный и общий к. п. д. указаны при максимальном давлении. 4. Для насосов БГ12-2 и Г12-41 частота враще-
ния вала насоса 24 об/с (1440 об/мин).
Таблица 63
Технические характеристики насосов
типа Г12-24А—Г12-25 и БГ12-23А—БГ12-24
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
Г12-24А Г12-24 Г12-25А Г12-25 БГ12-23А БГ12-23 БГ12-2 4 А БГ12-24
Производитель- ность: при 950 об/мин дм3/с 0,83 1,166 1,66- 2,32
при 1440 об/мин л/мин дм3/с 50 1,166 70 100 140 0,41 0,583 0,83 1,166
Максимальное рабочее давление Мощность: при 950 об/мин л/мин МПа кгс/см2 кВт 70 7,4 6, 62 9,6 .3 3 12,9 21,2 25 35 12 12 50 2,5 25 70
при 1440 об/мин » 11,2 — — — 7,5 10 14,2 19,1
К. п. дл объемный — 0,85 0.86 0,88 0,9 0,74 0,78 0,8 0,86
подный: при 950 об/мин — 0,7 0,75 0,8 0,7 — — — —
при 1440 об/мин — 0,7 — — — 0,68 0,72 0,72 0,75
Направление вращения Масса Примечание, i кг См. примеча НИЯ 1 — 24 3 к табл. 62. Прав< эе 24,4
Таблица 64
Технические характеристики сдвоенных лопастных насосов
типа БП2-2 (5БГ12-21А-18БГ12-22)
Типоразмер
Параметры Единиц а измере- ния <м И 5БГ12-21 5БГ12-22А 5БГ12-22 1 8БГ12-21 8БГ12-22А 8БГ12-22 12БГ12-22А 12БГ12-22 18БГ12-22
Производи- тельность: Максимальное рабочее дав- ление дмз/с л/мин МПа кгс/см2 0,083 0,083 5 5 0,083 0,133 5 8 0,083 0,2 5 12 0,083 0.3 5 18 12,5/ 12 12 0,133 0,133 8 8 12,5 25 25 0,133 0,2 8 12 0,133 0,3 8 18 0,2 0.2 12 12 0,2 0,3 12 18 125 100 или 100 125 0.3 0,3 18 18 125 63 ИЛИ 63 12&
139
Продолжение табл. 64
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
5БГ12-21А 5БГ12-21 5БГ12-22А 5БГ12-22 8БГ12-21 8БГ12-22А 8БГ12-22 12БГ12-22А 12БГ12-22 18БГ12-22
Мощность: максимальная кВт 4.4 5,4 6,2 8,3 6,2 7,1 9,2 8 9,3 9,15
минимальная » 3.3 3,75 4,2 5,25 4,65 5,1 6,15 6 7,05 9,15
Объемный — 0,6 0,6 0,6 0,65 0,6 0,72 0,6 0,8 0,65 0,65 0,65 0,72 0,65 0,8 0,72 0,72 0,72 0,8 0,8 0,8
к. п. д. Масса кг 16
Примечания: 1. Производительность указана при максимальном рабочем давлении
12,5 МПа (125 кгс/см2) и частоте вращения вала насоса 24 об/с (1440 об/мин). 2. Частота
вращения вала насосов 24 об/с (1440 об/мин). 3. Максимальная мощность указана при
давлении обоих насосов 12,5 МПа (125 кгс/см2). 4. Минимальная мощность указана при
давлении 'первого насоса со стороны вала 12,5 МПа (125 кгс/см2) и второго 6,3 МПа
(63 кгс/см2). 5. Высота всасывания не более 0,5 м. 6. Направление вращения правое.
7. В числителе даны значения для первого, считая от вала, насоса, а в знаменателе — для
второго. 8. Объемный к. п. д. указан при давлении 12,5 МПа (125 кгс/см2).
поверхности которого скользят лопатки 11, свободно перемещающиеся
3 радиальных пазах ротора 7 (число лопаток может быть разным
у различных типов). Ротор сидит на шлицах вала 5, вращающегося
в шариковых подшипниках.
Рис. 46. Пластинчатый насос
К торцам статора и ротора пружинами 6 прижаты диски 5 и 9.
В диске 9 имеются два окна 12 для всасывания, а в диске 5 — два
окна 13 для нагнетания масла (вращение вала насоса по часовой
стрелке при положении наблюдателя со стороны вала насоса).
Лопатки 11 под действием центробежных сил и давления масла,
подведенного через отверстия, прижаты к внутренней поверхности
140
Таблица
Техническая характеристика сдвоенных насосов типа БГ12-2 (5БГ12-23А — 18БГ12-24)
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
5БГ12-23А 5БГ12-23 5БГ12-24А 5БГ12-24 8БГ12-23А 8БГ12-23 8БГ12-24А 8БГ12-24 12БГ12-23А 12БГ12-23 12БГ12-24А 12БГ12-24 18БГ12-23А 18БГ12-23 18БГ12-24А 18БГ12-24
П роизводите льность дмЗ/с 0,083 0,083 0,083 0,083 0,133 0433 0,133 0,133 0,2 _°А 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3
0,415 0,583 0,833 1,166 0,415 0,583 0,833 1,166 0,415 0,583 0,833 1,166 0,415 0,583 0,833 1,166
л/мин 5 25 5 35 5 50 5 70 8 25 8 35 8 50 8 70 12 25 12 35 12 50 12 70 18 25 18 35 18 50 18 70
Максимальное рабо- чее давление МПа КГС/СМ2 12 5
12,5 125 125
Приводная мощность кВт 9,7 12,2 16,4 21,3 10,6 13,1 17,3 22,2 11,5 14 18,2 23,1 13,6 164 20,3 25,2
Объемный к. п. д. — 0,6 0,74 0,6 0,78 0,6 0,8 0,6 0,86 0,65 0,74 0,65 0,78 0,65 р,8 0,65 0,86 0,72 0,74 0,72 0,78 0,72 0,8 0,72 0,86 0,8 0,74 _О8_ 0,78 0,8 0,8 0,8 0,86
Масса кг 3: 2
Примечание. См. примечания i-8 к табл. 64.
статора. Внутренняя поверхность статора спрофилирована так, что
каждая камера между двумя соседними лопатками во время соедине-
ния с окнами всасывания 12 увеличивает свой объем и заполняется
Рис. 47. Основные и присоединительные размеры насосов Г12-21А—Г12-23,
Г12-31А-Г12-33, Г12-41Б—Г12-42А и БГ12-21А—БГ12-22
через них маслом, а во время соединения с окнами нагнетания 13
уменьшает свой объем, вытесняя масло через них в линию нагнета-
ния. За один оборот ротора производятся два цикла всасывания
Рис. 48. Основные и присоединительные размеры насосов Г12-24А—Г12-25
и БГ12-23А—БГ12-24
и два цикла нагнетания. Благодаря диаметрально расположенным
подводам и отводам нагрузка на ротор от давления масла уравнове-
шена и подшипники насоса разгружены, а вал передает только кру-
тящий момент.
142
Соединение крышки 10 с корпусом 4 уплотнено резиновым коль-
цом 15. Вал 3 уплотнен манжетами, установленными во фланце 2.
Диск 5 в корпусе 4 уплотнен резиновым кольцом 16.
Рис. 49. Основные и присоединительные размеры сдвоенных насосов
5БГ12-21А—18БГ12-22
Нагнетательное 1 и всасывающее отверстия соединены с соот-
ветствующими окнами литыми каналами. Отвод утечек производится
через штуцер 14, к которому подсоединяется дренажный трубопровод.
Рис. 50. Основные и присоединительные размеры сдвоенных насосов
5БГ12-23А—18БГ12-24
Технические характеристики пластинчатых насосов приведены
в табл. 62—65, их основные и присоединительные размеры даны
на рис. 47—50 и в табл. 66—69.
143
Таблица 66
Основные и присоединительные размеры лопастных насосов типа Г12-2, БГ12-2, Г12-3, Г12-4
Типоразмер Размер (см. рис. 47), мм
L Li 1 в ь с Ci С2 D Di D2 D3 d di d2 d8 h hi h2
Г12-21А, Г12-21, Г12-22А, Г12-22, Г12-23А, Г12-23 200 193 45 112 6В3 52 35 78 90С3 154 135 128 20с 11 К*/4" к1// 22,2 15 5
БГ12-21А, БГ12-21, БГ12-22А, БГ12-22 200 193 45 — 6В3 52 35 78 90С3 154 135 128 20С и К3// К1// 22,2 15 5
Г12-31А, Г12-31, Г12-32А, Г12-32, Г12-ЗЗА, Г12-33 180 40 100 6В3 47 35 78 90С3 154 135 128 20С и к»// К1/2’ 22,2 15,5 5
Г12-41Б, Г12-41А, Г12-41, Г12-42А 131 124 18 90 4С3 26 28 52 70С 114 — 92 12С 9 К3/8" К3/8" 13,4 12 6
Таблица 67
Основные и присоединительные размеры насосов типа Г12-2 и БГ12-2 (Г12-24А — Г12-25А и БГ12-23А — БГ12-24)
Типоразмер Размер (см. рис. 48), мм Угол, градус
L 1 в Bi ь с Ci с2 D Di d2 D* Di d di d2 ds d< h hi h2 h3 a 3
Г12-24А, Г12-24, Г12-25 А, Г12-25 243 42 200 85 6В3 65 28 115 90С3 160С3 180 225 188 122 25С М12 17 К11/2" KI" 27,2 5 5 23 30 45
БГ12-23А, БГ12-23, БГ12-24А, БГ12-24 250 42 200 85 6В8 65 25 125 90С3 160С3 180 225 188 122 25С М12 17 K11// KI" 27,2 5 5 23 30 45
П’Р и меч ан'и еЛ|Глубина от верстия М12 (размер dj) составляет 18 мм.
Таблица 68
Основные и присоединительные размеры насосов
типа БГ12-2 (5БГ12-21А —18БГ12-22)
Размер (см. рис. 49), мм
L L1 1 в ь с ct с2 с3 D Dt Рз
300 293 45 — 6В3 52 35 88 88 90С3 154 135 128
Продолжение табл. 68
Размер (см. рис. 49), мм
d di d2 d3 Й4 h hi h 2
20С 11 Kll/4" KV2" Kl/2” 22,5 5 15
Таблица 69
Основные и присоединительные размеры насосов
типа БГ12-2 (5БГ12-23—18БГ12-24)
Размер (см. рис. 50), мм
L Li l в Bi b c Cl c2 c3 D Di d2 D3 d
337 329 42 225 200 6B3 65 28 120 86 90C3 188 122 160C3 20c
Продолжение табл. 69
Размер (см. рис. 50), мм Угол, градус
di С^2 d3 d4 d6 h hi h2 h. Л4 a 3
M12 17 Kll/,* K'/i* KI" 22,2 18 5 85 5 30 45
Примечание. Глубина отверстия Ml2 (размер di) составляет 18 мм.
Рабочая жидкость — минеральное масло индустриальное 20
или 30 по ГОСТ 1707—51. Рабочий интервал температур от 10 до
50° С.
Насос БГ12-26АМ
Насос БГ12-26АМ пластинчатый, двойного действия является
нерегулируемым с постоянным направлением потока масла. Диапа-
зон температур от 0 до 50° С. Требуемая тонкость фильтрации
0,04 мм. Рекомендуемые марки масел: турбинное 22 и 22Л по
ГОСТ 32—53 и ВНИИНП-403, ГОСТ 16728—71. Вязкость минераль-
ных масел 200—400 мм2/с при давлении 12,5 МПа (125 кгс/см2)-
10 Заказ 78 145
Допустимая продолжительность работы насоса на максимальном
давлении не более 30% общей долговечности.
Основные и присоединительные размеры насоса БГ12-26АМ
приведены на рис. 51 и в табл. 70.
Рис. 51. Основные размеры пластинчатого насоса БГ12-26АМ
Таблица 7
Основные и присоединительные размеры насоса БГ12-26АМ
Размер (см. рис.* 51), мм
А Аг в 1 1 « н. | D 1 Di L а ь
174 89 200 210 330 150С3 184 292 8 16В3
Продолжение табл. 70
Размер (см. рис. 51), мм Угол а, град
bi 1 d d\ dt | с?з <*4 ‘ 1 1, h
22 | 50С 18 40 60 32 50 75 80 54,3 60
Техническая характеристика насоса БГ12-26АМ *
Рабочий объем, см3/об........................... 140
Номинальная производительность, дм3/с (л/мин) . . 3,34 (200)
Давление:
номинальное, МПа (кгс/см2).................... 12,5 (125)
максимальное, МПа (кгс/см2)..................... 14 (140)
* Номинальная производительность и значения к. п. д. даны при
25 об/с (1500 об/мин).
146
Диапазон частот вращения, об/с (об/мин)........ 16—32
(960-1920)
Мощность, кВт....................................... 45
К. п. д.:
объемный....................................... 0,96
общий .......................................... 0,91
Долговечность, ч.................................. 2000
Масса, кг........................................... 40
Насосы выпускаются елецким заводом «Гидропривод».
4-6. КОМБИНИРОВАННЫЕ НАСОСЫ
Насосы типа НК
Комбинированные насосы типа НК состоят из поршневого на-
соса типа НА на давление 32 МПа (320 кгс/см2) и пластинчатого
насоса на низкое давление 6,3 МПа (63 кгс/см2). На задней крышке
насоса типа НА крепится серийный пластинчатый насос, приводи-
мый валом основного насоса через крестовую муфту. Оба насоса
имеют раздельные всасывающие и нагнетательные отверстия.
Требования к монтажу и эксплуатации те же, что и для нерегули-
руемых аксиально-поршневых насосов типа НА на давление 32 МПа
(320 кгс/см2). Дополнительно необходимо отвернуть штуцер у пла-
стинчатого насоса, вынуть заглушку, а затем под штуцер вставить
трубку диаметром 6 X 4,5 для отвода утечек.
Технические характеристики насосов типа НК приведены в
табл. 71, а их основные и присоединительные размеры даны на
рис. 52 и 53 и в табл. 72.
Насосы выпускаются шилутским заводом «Гидропривод».
Насосы поршневые, сдвоенные с пластинчатыми типа Г14-2
Насосы предназначены для нагнетания масла при температуре
10—50° С двумя независимыми потоками при давлении у поршне-
вого насоса 10 МПа (100 кгс/см2), а у лопастного — 6,3 МПа
(63 кгс/см2). Рабочая жидкость — масло индустриальное 20 и 30
по ГОСТ 1707-51.
При нагнетании масла двумя независимыми потоками необходимо
соблюдать условие, чтобы общая приводная мощность для поршне-
вых насосов производительностью 0,05; 0,083 и 0,133 дм3/с (3; 5
и 8 л/мин), сдвоенных с пластинчатыми насосами производительно-
стью 0,083—0,583 дм3/с (5—35 л/мин), не превышала 5 кВт, а сдвоен-
ных с пластинчатыми насосами производительностью 0,833—
1,667 дм3/с (50—100 л/мин) — не превышала 15 кВт.
10* 147
Таблица 71
Технические характеристики комбинированных насосов тина НК
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
„„ 4/320 нк”о7вз нк 6,3/320 Q/63 „„ 10/320 НК' Q/63 16/320 НК’ Q/63 ии 25/320 НК Q/63 тттг 32/320 НК Q/63
Насос высокого давления: тип — НА-Г-4/320 НА-Г-6,3/320 НА-Г-10/320 НА-16/320 НА-25/320 НА-32/320
рабочий объем см3/об 4 6,3 10 16 25 32
производительность дмЗ/с 0,084 0,133 0,217 0,342 0,55 0,706
л/мин 5 8 13 20 33 42
Насос низкого давления: производительность: Г12-41Б Г12-41А Г12-41 Г12-42А Комбинированный насос: мощность л/мин » » кВт 4,5-6,5 6,5-7,5 3 5 8 12 9,6-10,6 14,5-15,5 22,5-23,5 28-29
масса кг 21 21 27 49 49 49
Примечания: 1. Давление насоса высокого давления номинальное 32 МПа (320 кгс/см2), низкого давления-6,3 МПа
(63 кгс/см2). 2. Давление на всасывании ±0,02 МПа (0,2 кгс/см2). 3. Номинальная частота вращения 25 об/с (1500 об/мин), минималь-
ная—10 об/с (600 об/мин). 4. Направление вращения вала насоса правое, направление потока масла постоянное. 5- Пример обозначения
6 3/320
комбинированного насоса НК————, в котором числитель обозначает рабочий объем 6,3 см3/об и давление 32 МПа (320 кгс/см2), зна-
vbo
менатель—производительность Q насоса низкого давления [давление 6,3 МПа (63 кгс/см2)]. Вместо Q можно подставлять значения з, 5, 8
или 12 л/мин.
~ j” ' - J J—1—Li 4 /f % Ogj j z<-fF[ чр [ uTj-’ 8B---n - 4 г < /bxhxl {< л} ^L’ Д^—. zL —^N-L-l ЕШ , ’ ' ! L Рис. 52. Основные и присоединительные размеры насосов типа НК: -fem <г I- /1 5 4/320 6,3/320 10/320 Q/63 ’ Q/63 И Q/63
Рис. 53. Основные и присоединительные размеры насосов типа НК:
16/320
Q/63 ’
25/320
Q/63
32/320
Q/63
Т а б к и ц а 72
Основные и присоединительные размеры комбинированных насосов типа НК
СЛ Типоразмер Размер (см. рис. 52 и 53), мм Угол Ф, гра- дус
А At В L Н Ъ bi &2 ъ3 d di d2 ds d< dB I h I 2 1з 14 I 5 h hi h2 h9 t
„„ 4/320 „к 4/320 нк"з7бГ НК’5/63’ „„ 4/320 „„ 4/320 НК 8/63 ’ НК’12/63’ „„ 6.3/320 „„ 6.3/320 НК 3/63"’ НК' 5/63 ’ ™ 6,3/320 tttj* 6,3/320 НК 8/63”’ НК 12/63 100 100 185 405 220 6 5 - - 20G 120G 25 M16 18 12 9 45 82 90 50 156 52 6 - - - 22,5 -
„„ 10/320 „„ 10/320 НК 3/63’’ НК 5/63"’ т„, 10/320 нк 10/320 НК 8/63 ’ НК 12/63 120 120 205 445 230 6 5 - — 25G 120G 29 M22X1,5 18 12 11 45 101 96 60 172 46 6 - - - 28 -
„„ 16/320 16/320 НК 3/63’ Ш< 5/63 ’ „т- 16/320 ™ 16/320 НК 8/63 ’ НК 12/63 ’ „„ 25/320 „„ 25/320 НК 3/63 ’ НК 5/63’’ „„ 25/3'20 „„ 25/320 НК 8/63 ’ НК 12/63 ’ ™ 32/320 ттт< 32/320 НК- 3/63-’ НК 5/63 ’ „„ 32/320 нтг 32/320 НК’ 8/63" НК 12/63" 200 82 275 535 292 10 230 30 55 36G 24 30 M27X1,5 14 24 35 70 162 172 80 124 52 8 88 20 137 395 30
Таблица 73
Технические характеристики насосов типа Г14-2
Параметры Единица измерения Типоразмер
ЗГ14-21А ЗГ14-21 ЗГ14-22А °? со ЗГ14-23А ЗГ14-23 ЗГ14-24А ЗГ14-24 ЗГ14-25А 5Г14-21 5Г14-22А 5Г14-22
Производительность насоса:
поршневого дмЗ/с л/мин 0,05 3 0,083 5
пластинчатого дмЗ/с л/мин 0,083 5 0,133 8 0,2 12 0,3 18 0,416 25 0,583 35 0,833 50 1,166 70 1,67 100 0,133 8 0,2 12 0,3 18
Мощность:
поршневого насоса кВт 1,03 1,Q5 1,1 1,13 1,15 1,3 1,67 2,35 3,35 1,4 1,45 1,48
пластинчатого насоса » 1,97 2,35 2,85 3,65 4,45 — 8,72 11,5 — 2,7 3,2 4,0
суммарная » 0,68 0,8 1,15 1,5 1,9 2,3 2,9 3,8 5,2 0,8 1,15 1,5
Объемный к. п. д. поршнево- го насоса — 0,8 0,85
Масса кг 18,5 38 18,5
Примечания: 1. Производительность указана для поршневого насоса при давлении 10 МПа (100 кгс/см2) и 15,8 об/с
(950 об/мин), для пластинчатого—при давлении 6,3 МПа (63 кгс/см2) и 15,8 об/с (950 об/мин). 2. Максимальное рабочее давление порш-
невого насоса 10 МПа (100 кгс/см2), пластинчатого-6,3 МПа (63 кгс/см2). з. Частота вращения вала насоса 15,8 рб/с (950 об/мин).
4. Мощность поршневого насоса указана при давлении поршневого насоса 10 МПа (100 кгс/см2), а пластинчатого—0,4 МПа (4 кгс/см2).
5. Мощность пластинчатого насоса указана при давлении пластинчатого насоса 6,3 МПа (63 кгс/см2), поршневого—10 МПа (100 кгс/см2).
к. Пуммярттяя мощность ня попов дана при давлении обоих насосов 2.5 МПа (25 кгс/см2) и частоте вращения 15,8 об/с (950 1 об/мин).
7. Объемный к. п. д. поршневого насоса дан при давлении Л 0 _МПа (100 кгс/см2) и 15,8 об/с (950 об/мин). 8. Высота всасывания 0,5 м.
Таблица 74
Технические характеристики насосов типа Г14-2
Параметры Единица измерения Типоразмер
5Г14-23А 5Г14-23 5Г14-24А 5Г14-24 5Г14-25А 8Г14-22А 8Г14-22 8Г14-23А 8Г14-23 8Г14-24А 8Г14-24 8Г14-25А
Производительность насоса:
поршневого дмЗ/с л/мин 0,083 5 0,133 8
S3 пластинчатого дмЗ/с л/мин 0,416 25 0,583 35 0,833 50 1,166 70 1,67 100 0,2 12 0,3 18 0,416 25 0,583 35 0,833 50 1,166 70 1,67 100
Мощность:
поршневого насоса кВт 1,5 1,6 1,94 2,62 3,62 1,05 1,98 2 2,1 2.34 3,02 4,02
пластинчатого насоса » 4,8 — 8,99 11,82 — 8,7 4,5 — — 9,95 13 —
суммарная » 1,9 2,3 2,9 3,8 5,2 1,15 1,5 1,9 2,3 2,9 3,8 5,2
Объемный к. п. д. поршнево- го насоса — 0,85 0,9
Масса кг 18,5 38 18,5 38
П р и м е ч а ни е. См. примечания^ 1—8 к табл. 73-
Направление вращения
Рис. 54. Основные и присоединительные размеры насосов ЗГ14-21А—ЗГ14-23,
5Г14-21—5Г14-23 и 8Г14-22А-8Г14-23
Направление вращения
Рис. 55. Основные и присоединительные размеры насосов ЗГ14-24А—ЗГ14-25А,
5Г14-24А—5Г14-25А и 8Г14-24А-8Г14-25А
Эти насосы являются нерегулируемыми с постоянным направле-
нием потока масла. Оба насоса получают вращение от одного вала.
Пластинчатый насос предназначен для быстрых перемещений испол-
нительных органов, а поршневой — для медленных, но с большим
усилием. Применяется поршневой насос аксиально-плунжерного
типа с наклонной шайбой, а пластинчатый насос — типа Г12-2.
В табл. 73 и 74 приведены технические характеристики насосов
типа Г14-2, а их основные и присоединительные размеры даны на
рис. 54 и 55.
Насосы выпускаются елецким заводом «Гидропривод».
ГЛАВА 5
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО
ДЕЙСТВИЯ (ГИДРОМОТОРЫ)
5-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В настоящее время применяются гидромоторы следующих
типов:
1) радиально-поршневые;
2) аксиально-поршневые;
3) шестеренные;
4) пластинчатые.
Частота вращения п (об/с) вала гидромотора без учета утечек
определяется количеством подводимой жидкости Q (м3/с) и рабочим
объемом (объемной постоянной) q (м3/об). Под рабочим объемом
понимается сумма изменений объемов рабочих камер за один обо-
рот вала. Рабочий объем указывается в технической характеристике.
Частота вращения вала гидромотора;
без учета утечек
п ——:
Q ’
с учетом утечек
П' = ^71О.
где Во — объемный к. п. д., учитывающий утечки масла через за-
зоры и уплотнения.
Мощность на валу гидромотора
#э=Л/(й = 2лМп, Вт,
где М — момент на валу гидромотора, Н • м;
п — частота вращения вала гидромотора, об/с.
Крутящий момент М, развиваемый гидромотором, является
наиболее важным параметром и определяется формулой
м = -g- Пгм = °, 159рдт)гм, н • м,
где р — давление, Па;
g — удельный расход м3/об;
Вгм — гидромеханический к. п. д.; цгм = ЛмЛг (см. раздел 2-4).
Момент инерции J приводимых во вращение масс гидромотора
и постоянная времени т гидромотора, определяющая время, необхо-
димое для получения требуемой угловой скорости вала гидромотора
156
со, имеют большое значение в динамике привода. Обычно гидромо-
торы имеют в 50—70 раз меньшие моменты инерции, чем электро-
двигатели соответствующих мощностей.
Постоянная времени
т •
М
У гидромоторов постоянная времени находится в пределах
0,008—0,002 с для разных моделей.
Степень равномерности момента характеризуется коэффициентом
пульсации
л. _ -Л^шах -^min
м “ Мер
где Мтах, Мт1пиМср— высшее, низшее и среднее значения момента.
Для приближенного подсчета коэффициента пульсации аксиально-
и радиально-поршневых гидромоторов можно пользоваться формулами:
для нечетного т
для четного т
а - 5
~ m2 ’
где т — число цилиндров (плунжеров).
5-2. РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫЕ ГИДРОМОТОРЫ
К радиально-поршневым относятся гидромоторы, цилиндры кото-
рых располагаются звездообразно, причем оси цилиндров находятся
в одной плоскости и пересекаются в одной точке. Эти гидромоторы
могут иметь один ряд или несколько рядов поршней.
В горных машинах наибольшее распространение получили высо-
комоментные радиально-плунжерные гидромоторы. Деление гидро-
моторов на высоко- и низкомоментные условное. Принято считать
гидромоторы с крутящим моментом более 980 Н * м (100 кгс • м)
при частоте вращения вала не более 3,33 об/с (200 об/мин) высоко-
моментными, тихоходными.
Гидромоторы типа ДП
Горловским машиностроительным заводом им. С. М. Кирова для
гидравлических подающих частей разработан ряд модификаций
реверсивных радиально-поршневых высокомоментных гидромото-
ров. Типичным представителем этого ряда является гидромотор
ДП-510. На рис. 56 показано его устройство. Основные и присоеди-
нительные размеры этой модели и модели ДП-514 приведены в тех-
нической характеристике и на рис. 56.
В корпусе 2 на шипе 5 вращается ротор 3, установленный на под-
шипниках 4. К ротору прикреплена болтами зубчатая муфта 70,
передающая развиваемый гидромотором крутящий момент. Осевые
нагрузки воспринимаются радиальным шарикоподшипником 4, В ро-
торе имеется 19 радиальных прорезей 12, в которых размещены
157
траверсы S, несущие на выступающих из прорезей концах ролики 9
с игольчатыми подшипниками. На каждую траверсу действует
два поршня 7. Под действием давления жидкости поршни переме-
щают траверсу и прижимают ролики 9 к рабочей поверхности ста-
тора 11, имеющей звездообразную форму. Статор выполнен в виде
обечайки, прикрепленной болтами 1 к корпусу 2, Некоторые болты 1
являются призонными и обеспечивают совпадение рабочих про-
филей статора и распределительных окон шипа 5 корпуса. Под
Рис. 56. Гидромотор ДП-510
действием давления жидкости на поршни и реакции рабочего про-
филя статора на ролики 9 возникает касательная сила, передавае-
мая траверсами на ротор. Она и создает крутящий момент. Поршни 7
разбиты на два ряда — верхний и нижний, лежащие в одной пло-
скости. У гидромотора ДП-514 каждый такой ряд имеет свое соб-
ственное распределение, а у гидромотора ДП-510 оба ряда имеют
общее питание от канала 6.
Раздельное питание каждого ряда плунжеров позволяет одно
и то же количество жидкости подводить либо к одному ряду, либо
к двум. Соответственно частота вращения двигателя в этом случае
изменяется в отношении 2:1, а крутящие моменты — в отношении
1 : 2. Такое устройство объясняется необходимостью получения
158
рабочих скоростей подачи машин 0,0083—0,10 м/с (0,5—6 м/мин)
при максимальном моменте и маневровых скоростей 12—14 м/мин
при сохранении небольших габаритов передачи.
На рис. 57 показана верхняя крышка гидромотора ДП-510
с коммутационными каналами и присоединительными отверстиями
для крепежных болтов. Такая же разметка сохранена и для гидро-
мотора ДП-514.
Рис. 57. Верхняя крышка гидромотора ДП-510
Гидромоторы выпускаются Горловским машиностроительным за-
водом им. С. М. Кирова.
Техническая характеристика гидромоторов типа ДП
ДП-510 ДП-514
Рабочий объем, дм3/об:
первой ступени............................... 3,6
второй ступени.......................... — 1,8
Давление:
рабочее, МПа (кгс/см2)......................... 10 (100)
максимальное, МПа (кгс/см2)................ 16 (160)
Частота вращения, об/мин:
минимальная.................................. 1,5
номинальная ................................. 37,8
максимальная ............................... 67,5
Номинальный крутящий момент:
первой ступени, Н • м (кгс • м).............. 5200 (520)
второй ступени, Н • м (кгс • м)......... — 2600 (260)
159
^ot
К* tjHOCTb, к Вт................................
ti. Д.:
объемный.....................................
общий .......................................
УР?ло ступеней скорости.........................
^а^вень шума, дБ................................
Ра;уса, кг......................................
меры, мм (см. рис. 56):
D............................................
*......................................
ДП-510 ДП-514
20
0,92
0,87
1 2
63
155 160
490Х3
415
- 272Л3
195 205
40 52
- 15
Гидромоторы типа МР
^доЬмоторы типа МР предназначены для применения в качестве
ЛхД вращательного движения в различных машинах и меха-
)^еб|В которых требуется создание больших крутящих моментов
шыпих скоростях вращения вала. Рабочая жидкость гидро-
Таблица 75
Технические характеристики гидромоторов типа МР
/ Параметры Единица измерения Типоразмер
МР-0,16/10, МР-Ф-0,16/10 МР-0,25/10, МР-Ф-0,25/10 1 МР-0,4/10, МР-Ф-0,4/10 МР-0,63/10, МР-Ф-0,63/10
(,1^аЛ1\)бъем г *ное давление см3/об 160 I 250 | 400 | 630
МПа 10
|РЛ1', ttHT >ный крутящий кгс/см2 100
Н-м 240 I I 380 570 900
^/а 1 /°*1 вращения вала кгс • м 24 1 38 57 90
об/с 0,133-4 0,133-3,2 0,133-2,5
хьныи расход об/мин 8- 240 8-192 8—150
дм3/с 0,708 1,1 1,37 1,67
л/мин 42,5 65 82,5 100
Г Н- > кВт 5,9 9,3 11,2 13,8
г >ем.
ЯЛный — 0,91 0,94 0,94 0,95
Ьерции — 0,86 0,89 0,85 0,85
Н • м • с2 0,13 0,13 0,3 0,3
р' КГС • М • С2 0,013 0,013 0,03 0,03
КГ 70 70 110 110
Гз\ ii'( 07 У е ч а н и я: 1. Расче тная долговеч] аость 5000 ч. 2- Ст епень очис 1тки масла
| fin. \ Максимальное давление (пиковое) 12 МПа (120 кгс/см8). 4. Давление на сливе
МПа (0,6-0,7 кгс/см2).
160
моторов — масло индустриальное 20, 30 и 45 по ГОСТ 1707—51.
Интервал рабочих температур — от + 10 до +50° С.
Гидромоторы типа МР реверсивные. Их реверс осуществляется
путем изменения направления потока рабочей жидкости в гидро-
моторе. Гидромоторы выпускаются в исполнении на лапах (МР)
Рис. 58. Основные и присоединительные размеры гидромоторов
типа МР при исполнении:
а — на лапах; б — фланцевом
с передачей крутящего момента через муфту и в исполнении с флан-
цевым креплением (МР-Ф).
Принцип действия гидромоторов типа МР такой же, как и у ги-
дромоторов типа ДП. Отличительной особенностью гидромоторов
типа МР является механизм распределения жидкости, вынесенный
за плоскость ротора.
Техническая характеристика гидромоторов типа МР приведена
в табл. 75, а их основные и присоединительные размеры даны на
рис. 58 и в табл. 76.
И Заказ 71
161
Рис. 59. Гидромотор МР-16
Таблица 76
Основные и присоединительные размеры гидромоторов типа МР
Размер (см. рис. 58), мм
Типоразмер
МР-0,16/10
МР-Ф-0,16/10
МР-0,25/10
МР-Ф-0,25/10
МР-0,4/10
МР-Ф-0,4/10
МР-0,63/10
МР-Ф-0,63/10
295 30 135 325 60 275 330 - 335 170 105 60 95 105 45
295 — 330190 215 — — 105 60 — — —
305 30 135 325 60 275 330 — — 335 170 105 70 105 105 45
305 — — — — — 330190 215 — — 105 70 — — —
400 40 210 360 70 290 360 - — 370 187,5 125 80 120 170 55
400 — — — — — 360195 230 — — 125 80 — — —
390 40 210 360 70 290 360 - — 370 187,5 125 70 110 170 55
390 — — — — — 3601195 230 — — 125 70 — — —
Продолжение табл. 76
Типоразмер Разме! ) (см. рис. 58), мм
к 1л 1ч ь d di d2 т Z h Л1 р п г
МР-0,16/10 22 12 40 13 20 43,5 К1// К1/8" —
МР-Ф-0,16/10 22 — 42 203 12 40 — 13 — — — 43,5 К1/2" К1/8" 4
МР-0,25/10 22 — — — 16 45 13 — — — 20 49 К1/2" Ki/e" —
МР-Ф-0,25/10 22 — 42 213 16 45 — 13 — — — 49 К1/2" KVe" 4
МР-0,4/10 25 — — — 16 50 17 — .— — 20 55 К1" Ki/г —
МР-Ф-0,4/10 25 — 48 295 16 50 — 17 — — — 55 кг Ki/4" 6
МР-0,63/10 25 50 — — — 50 17 — 2,5 18 20 — К-1" ю/г —
МР-Ф-0,63/10 25 50 48 295 — 50 — 17 2,5 18 — — К1" ki/4" 6
Примечание. Iъ—полная глубина шлицев»
Гидромоторы выпускаются елецким заводом «Гидропривод».
Гидромотор МР-16 предназначен для привода машин и устройств,
в которых требуется создание большого крутящего момента при от-
носительно малой частоте вращения. Рабочая жидкость — минераль-
ное масло вязкостью 0,17—5,0 см2/с при температуре 10—50° С.
Статор 7 (рис. 59) имеет внутреннюю звездообразную поверх-
ность, с которой взаимодействуют подшипники 6 траверсы 5. Под
поршни 3 подается рабочая жидкость через отверстие 1 и каналы
распределительной цапфы 2. Усилие от поршней на траверсу пере-
дается штоками 4 со сферическими концами, что позволяет получить
самоустановку траверсы и снизить точность изготовления основных
трудоемких деталей гидромотора. Возникающий крутящий момент
передается на вал через шайбы 3, в прорезях которых перемещаются
подшипники 8 траверсы 5.
Вал гидромотора состоит из распределительной втулки 11 и со-
единенной с ним муфты 12 с эвольвентным шлицевым отверстием.
Вал расположен на двух подшипниках. Ротор 10 напрессован на
распределительную втулку 11.
11*
163
Гидромотор может устанавливаться в горизонтальном и верти-
кальном положениях. При вертикальной установке вала вес тра-
верс воспринимается дисками 14 через самоустанавливающуюся
деталь 13.
При совершенствовании гидромотора сферические роликопод-
шипники 6 и 8 заменены трехрядными роликовыми.
Гидромотор выпускается бердянским заводом «Южгидромаш».
Техническая характеристика гидромотора МР-16
Рабочий объем, см3/об........................... 16 000
Номинальное давление, МПа (кгс/см2)........ 12,5 (125)
Номинальный крутящий момент, Н • м (кгс • м) 28J900 (2950)
Подпор на сливе, МПа (кгс/см2)................. 0,5 (5)
К. и. д. общий ............................ 0,93
5-3. АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫЕ ГИДРОМОТОРЫ
Гидромоторы с осевым расположением цилиндров получили на
практике название аксиально-поршневых, или аксиально-плунжер-
ных. Они характеризуются компактностью, высокими объемным
и общим к. п. д. при средних давлениях. Однако эти гидромоторы
чувствительны к загрязнению рабочей жидкости и требуют особого
внимания к ее очистке.
Гидромоторы типа Г15-2
Приводной вал 1 (рис. 60) опирается на шариковые подшипники,
помещенные в расточках корпуса 2 и опорно-распределительного
диска 8. На вал 1 посажены барабан 19 с толкателями 21 и ротор
с поршнями 17. Шпонка 20 не позволяет барабану повернуться
Рис. 60. Гидромотор типа Г15-2
относительно вала. Вращение ротору 16 передается от барабана 19
через поводок 5. Пружины 4, расположенные в барабане, поджимают
ротор 16 к опорно-распределительному диску 8.
В наклонной расточке корпуса расположен радиально-упорный
подшипник 3.
164
Опорно-распределительный диск снабжен отверстиями 15 для
подвода и отвода масла. На торце диска сделаны полукольцевые
пазы 13, разделенные двумя перемычками 12.
Канавки 11 на перемычках 14 предотвращают запирание масла
поршнями при их переходе из полости нагнетания в полость вса-
сывания. Для увеличения жесткости диска 8 в полукольцевых пазах
выполнены перемычки 10, не выступающие на поверхность распре-
делителя. Площадь полукольцевых пазов 13 обеспечивает достаточ-
ный проход для масла и необходимое усилие прижатия ротора к рас-
пределительному диску 8. Опорные секторы 9 уменьшают удельное
давление ротора на диск 8.
Во время работы двигателя масло поступает через соответству-
ющий кольцевой паз 13 к окнам поршней, имеющимся на торце ро-
тора 16, и давит на все поршни, находящиеся против полукольцевого
Рис. 61. Основные п присоединительные размеры гидромоторов
типа Г15-2
паза. Поршни 17 прижимают толкатели 21 к наклонной шайбе
радиально-упорного шарикоподшипника 3. Возникающие при этом
касательные' силы вращают толкатели вместе с барабаном, валом
и ротором. Толкатели, находящиеся против полукольцевого паза,
соединенного со сливом, перемещают поршни в обратном направле-
нии, вытесняя масло.
Крайние положения толкателей соответствуют их положению
против перемычек 12, разделяющих полукольцевые пазы.
В корпусе гидромотора предусмотрено отверстие 18 для отвода
утечек. Для удобства присоединения и правильного центрирования
дополнительных механизмов вал 1 имеет на конце лыски 6, а торец
опорно-распределительного диска — расточку 7.
Скорость вращения вала гидромотора определяется количеством
подведенного к нему масла. При изменении направления подводимого
потока масла изменяется направление вращения вала гидромотора.
Радиальные и касательные силы воспринимаются барабаном, т. е.
весь крутящий момент передается на вал через толкатели и барабан.
Ротор 16 центрируется на валу узким пояском и имеет возможность
самоустанавливаться относительно диска.
165
Технические характеристики гидромоторов типа Г15-2 приведены
в табл. 77, а их основные и присоединительные размеры даны на
рис. 61 и в табл. 78.
Таблица 77
Технические характеристики гидромоторов типа Г15-2
Типоразмер
Параметры Единица измерения от ОТ <м со от О) ю OJ со от
ю ю ю 1ГЭ
Рн Е Е с fH Е
Рабочий объем см3/об 8 18 35 70 I 140 L 280
Номинальное давление МПа 4.9
кгс/см2 5С 1
Пиковое давление МПа 12,5
Наибольшая частота вра- кгс/см2 125
об/с 40 35 30 25 21,7 16,7
щения об/мин 2400 2100 1800 1500 1300 1000
Наименьшая частота вра- об/с 0,667 0,5 0,33 0,33 0,33 0,16
щения при номинальном крутящем моменте об/мин 40 30 20 20 20 10
Номинальный крутящий Н-м 5,88 12,3 24,5 49 98 196
момент при давлении 5 МПа (50 кгс/см2) кгс • м 0,6 1,25 2,5 5 10 20
Наибольшая эффективная мощность К. п. д.: кВт 0,6 1,25 2,5 5 10 20
общий — 0,85
объемный — 0,95 0,97 0,98 0,98 0,98 0,98
Момент инерции 104Н • м • с2 3,92 10,8 34,3 73,5 245 245
104кгс • М • С2 0,4 1,1 3,5 7,5 25 25
Масса кг 4,5 7 12 20 40 87
Примечания: 1. Объемный и общий к. п. д., а также потребляемая мощность
приведены для новых гидродвигателей при работе их на минеральном масле индустриаль-
ное 20 при температуре масла +50 °C, давлении 5 МПа (50 кгс/см2) и частоте вращения
вала 16,7 об/с (100 об/мшр. 2. Отклонения крутящего момента и мощности в сторону
увеличения при условии соблюдения указанных к. п. д. не ограничиваются.
Таблица 78
Основные и присоединительные размеры гидромоторов типа Г15-2
Размер (см. рис. 61), мм
Типораз- мер Присоединитель- ная резьба di L Li 1 и D допу( d зк С d2 в с Ci сг h
Г15-21 КЗ/в” 169 131 21 8 70 14 7 80 64 33 И 15,5 4
Г15-22 К1/2" 202 156 25 8 80 18 9 92 72 38 14 20,8 5
Г15-23 Кз/4» 250 194 32 13 100 22 И 110 92 50 19 24,5 6
Г15-24 К1" 306 238 36 14 120 32 13 132 108 60 20 35,5 10
Г15-25 К11// 396 316 52 20 140 42 13 162 138 82 30 45,5 12
Г15-26 Ниппель 0 38 538 431 68 25 180 50 17 215 175 100 40 55,0 16
Примечание. На рис. 61 размер IP/s"
Г15-22, Г15-23. Для типоразмеров Г15-24 и Г15-25
приведен для типоразмеров Г15-21,
он составит К1/<", для Г15-26—К1//'*
166
Гидромоторы выпускаются шилутским заводом «Гидропривод».
Указания по монтажу и эксплуатации. Расположение гидромо-
тора на машине должно обеспечивать удобный доступ к нему при мон-
таже и наблюдении за работой. Он может быть установлен горизон-
тально и вертикально.
При подводе масла к отверстию № 1 вращение происходит по
часовой стрелке, если смотреть со стороны вала, а при подводе
к отверстию № 2 — против часовой стрелки (номера 1 и 2 выбиты
на распределительном диске).
Для нормальной работы гидродвигателя необходимо поддержи-
вать в его сливной линии давление не менее нижеуказанного:
Тип гидромотора Г15-21 Г15-22
Давление:
Па..............0,79-105 0,79-105
кгс/см2 . . 0,8 0,8
Г15-23 Г15-24 Г15-25 Г15-26
0,79-105 0,98-105 1,47-105 1,96-105
0,8 1,0 1,5 2,0
Стук и резкий шум при вращении гидромотора в одном направле-
нии возникает вследствие недостаточного давления в сливной линии
гидромотора. Для устранения шума необходимо произвести регули-
ровку подпорного клапана.
Неравномерное вращение вала гидромотора происходит большей
частью из-за наличия воздуха в гидросистеме. Для устранения этой
неполадки необходимо удалить воздух из гидросистемы.
Гидромотор типа НПА-64
Конструктивная особенность заключается в наклоне оси блока
цилиндров 5 (рис. 62) относительно оси выходного вала 1 на 30°.
Рис. 62. Гидромотор НПА-64
Синхронное вращение выходного вала и блока цилиндров обеспечи-
вается штоками 4 и несиловым двухшарнирным карданным валом 3.
Расстояние между фланцем 2 выходного вала 1 и торцом блока
167
цилиндров изменяется при вращении от минимального внизу до макси-
мального вверху. Поршни 6, связанные с фланцем 2 штоками
при вращении вместе с блоком движутся возвратно-поступательно
вдоль его оси. За один оборот вала каждый поршень совершает ход
вперед и назад. При удалении поршня под действием жидкости от не-
подвижного распределительного диска 7 происходит вращение ва-
ла 7 — совершается работа, в то время как при движении поршня
в обратном направлении масло вытесняется в сливную линию.
Жидкость подводится и отводится в цилиндры вращающегося блока
Рис. 63. Основные и присоединительные размеры гидромотора НПА-64
через торцовое распределение неподвижного диска 7, устройство
которого аналогично устройству распределительного диска в гидро-
моторе типа Г15-2.
Скорость и направление вращения выходного вала гидромотора
регулируются объемом и направлением потока жидкости, подавае-
мой в гидромотор.
Гидромотор работает на следующих марках масел: веретенное
АУ (ГОСТ 1642-50), АГМ (ТУ МНП 457-53) и ГМ-50 (ВТУ TH
11—61). В качестве заменителей допускаются масло индустриальное
20 (ГОСТ 1707—51) и трансформаторное (ГОСТ 982—68).
Размеры гидромотора типа НПА-64 приведены на рис. 63.
Техническая характеристика гидромотора насоса типа НПА-64
Удельный расход, см3/об........................... 64
Производительность (режим насоса), дм3/с (л/мин) . . 1,6 (96)
Давление рабочее, МПа (кгс/см2).................... 6,87 (70)
Частота вращения вала, об/с (об/мин)............... 25 (1500)
168
Направление вращения вала........................... Любое
К. п. д. объемный при 68,7 •105 Па*.................. 0,98
Максимальная допустимая температура жидкости, °C +90
Крутящий момент, Н«м (кгс • м)................... 58 (5,9)
Масса, кг....................................... 18
* Значение объемного к. п. д. дано для жидкости вязкостью
17-23 мм2/с.
Гидромотор обратим, он может работать в режиме насоса.
Гидромоторы типа IIМ
Гидромоторы типа ИМ конструктивно подобны гидромотору
НПА-64 (см. рис. 62) и работают на тех же жидкостях.
Рис. 64. Основные и присоединительные размеры гидромоторов типа НМ
Условия применения гидромоторов типа ИМ, выбранных по на-
стоящему справочнику, должны соответствовать:
1) гидравлической схеме объекта, ее параметрам, краткому опи-
санию работы схемы и входящих в нее элементов;
2) графикам нагрузок в функции времени; нагрузка должна да-
ваться в виде момента, приведенного к валу гидромотора;
3) графикам частоты вращения вала гидромотора в функции вре-
мени;
4) данным о периодичности и продолжительности непрерывной
работы и общем требуемом сроке службы;
5) данным об условиях эксплуатации (температуре, влажности
окружающей среды, вибрации и другим специальным требованиям).
169
Таблица 79
Технические характеристики гидромоторов типа ИМ
Параметры Единица измерения Типоразмер
№ 5 № 10 № 20
Рабочий объем см3/об 71 142 | 251
Наибольшая скорость вращения об/с 24
об/мин 1440
Наибольший расход (теоретический) 104 м3/с 17 34 60,2
л/мин 102 204 361
Момент гидродвигателя при давлении Н«м 103 206 363
100 кгс/см2 кгс • м 10,5 21 37
Максимальный момент Н-м 155 340 545
кгс • м 15,8 31,5 55,6
Момент инерции вращающихся частей 104 Н-м-с2 55 171 406
Ю4 кгс • М • С2 5,6 17,5 41,5
Рекомендуемый внутренний диаметр тру-
бопровода:
магистрального мм 23 34 46
дренажного » 10 13 15
Масса:
с рабочей жидкостью и клапанной коробкой кг 31,5 54,5 83
без рабочей жидкости » 29 52,4 79
Примечания: 1. Номинальное давление в полости нагнетания 10 МПа
(100 кгс/см8). 2. Максимально допустимое кратковременное давление 16 МПа (160 кгс/см2).
3.|Допустимая продолжительность непрерывного действия максимального давления не бо-
лее 30 с с интервалом 1 мин в течение 1% общего срока службы. 4. Диапазон регулиро-
вания скорости вращения вала при работе с насосом того же номера от 1 : 1 до 1 : 1000.
Таблица 80
Основные размеры гидромоторов типа ПМ № 5—20
№ гидромо- тора Размер (см. рис. 64), мм
А в с D Di d2 D3 Dt De d di
5 421 130 200 126 35 32 23 34С 28X4 M14X1.5 11 M10 (глу- бина 13)
10 527 176 248 165 44 45 34 42С 36X4 M2OX1,5 17 M12 (глуби- на 13)
20 615 200 305 185 52 58 48 48С 42X4 M20X1.5 17 M16 (глуби- на 19)
П р одолжение т а б л. 80
№ Размер (см. рис. 64), мм Число
гидромо- шлицев
тора d2 Е Ei 1 h I2 1 8 ^5 F н Hi к L т Z
5 5 232 153 108 70 54 42 43 23 138 13 15 50 110 7Х3 6
10 7 301 179 140 90 70 40 60 30 176 22 25 60 124 7XS 8
20 7 324 228 82 116 124 54 73 45 246 16 25 70 140 8XS 8
170
Объемный к. п. д. гидромотора типа ИМ равен 0,97, а общий —
0,93 при номинальном давлении в напорной линии.
Гидромоторы могут быть использованы в качестве насосов по-
стоянной производительности.
Технические характеристики гидромоторов типа ИМ приведены
в табл. 79, а их основные и присоединительные размеры даны на
рис. 64 и в табл. 80.
С гидромоторами типа ИМ № 5, 10 и 20 поставляется клапанная
коробка типа ПК, техническая характеристика которой приведена
Рис. 65. Клапанные коробки типа ПК
в табл. 81, а ее основные и присоединительные размеры даны на
рис. 65, а и в табл. 82.
Таблица 81
Технические характеристики клапанной коробки типа ПК
Типоразмер Максимальная пропускная способность Диапазон регулирования давления Масса, кг
дм*/с | л/мин МПа кгс/см2
ПК-200 3,33 200 9,8-15,7 100-160 5,7
ПК-500 8,34 500 9,8-15,7 100—160 10,6
ПК-800 13,3 800 9,8—15,7 100-160 23,5
Клапанная коробка (рис. 65, б) представляет собой корпус, в ко-
торый встроены два клапана 5, прижатые пружинами 2 к соответ-
ствующим кромкам корпуса. При увеличении давления, например
171
Таблица 82
Основные размеры клапанных коробок типа ПК
Типо- Размер (см . рис . 65), мм
размер А В с d di Bi Ег Ез h н2 h Li Lt
ПК-200 150 96 95 16 11 130 17 24 48 33 18 28 58 110 42
ПК-500 218 122 105 26 13 192 25 34 72 48 22 23 59 150 60
ПК-800 296 184 146 34 17 264 26 38 99 65 28 25 81 216 70
в напорной магистрали 4. возникает сила, преодолевающая усилие
сжатой пружины 2. При этом клапан 3 приподнимается, и жидкость
из напорной магистрали 4 перетекает в сливную магистраль 1. Для
уменьшения размеров пружины применены клапаны дифференциаль-
ного типа.
Гидромоторы типа ИМ № 5 и 10 выпускаются одесским заводом
«Стройгидравлика», а типа ИМ № 20 — шилутским заводом «Гидро-
привод».
Мотор-насосы типа МНА
Нерегулируемые мотор-насосы типа МНА предназначены для
подачи масла в гидросистемы гидрофицированных машин или для
преобразования энергии давления рабочей жидкости во вращатель-
ное движение исполнительного органа в системах с бесступенчатым
Рис. 66. Аксиально-поршневой нерегулиру-
емый мотор-насос типа МНА:
1 — вал; 2 — шарикоподшипник; 3 — крышка; 4 и
5 — упорный и прижимной диски; 6 — поршень;
7 — сферическая втулка; 8 — ротор; 9 — пружи-
на; 10 — роликоподшипник; 11 — корпус; 12 — рас-
пределительный диск; 13 — задняя крышка
регулированием скорости, следящих приводах, системах, требующих
реверсирования, частых включений, автоматического или дистан-
ционного управления. Привод мотор-насосов осуществляется только
172
Чотб d.2
Рис. 67. Основные и присоединительные размеры мотор-насосов МНА-4/200, МНА-6,3/200 и МНА-10/200
Таблица 83
Технические характеристики мотор-насосов типа МНА
Типоразмер
Параметры Единица измере- ния МНА-4/200 МНА-6,3/200 МНА-10/200 МНА-16/200 МНА-25/200
мо- тор насос мо- тор насос мо- тор насос мо- тор насос мо- тор насос
Рабочий объем Частота враще- ния: номинальная максимальная минимальная Номинальная про- изводительность Мощность: насоса мотора Крутящий момент: номинальный страгивания К. п. д.: объемный механический общий Масса СМ3 об/с об/мин об/с об/мин об/с об/мин дм3/с л/мин кВт » Н-м кгс • м Н-м кгс • м кг 50 3000 1,6 96 0,106 6,35 1,75 11,5 1,15 9,78 0,978 0,9 0,85 4 25 1500 3,33 200 0,093 5,55 2.3 0,93 0,85 4, 6 50 3000 1,6 96 0,167 10 2,75 18 1,8 15,3 1,53 0,9 0,85 5 ,3 25 1500 3,33 200 0,147 8,8 3,64 0,93 0,85 1 1 2 15 50 3000 1,6 96 0,279 16,7 4,45 29 2,9 24,6 2,46 0,91 0,87 6, 1 0 £ ЮО 25 1500 3,33 200 0,244 14,65 5.65 0,94 0,87 ,6 1 50 3000 1,6 96 0,463 27,8 7,25 47,5 4,75 40,8 4,08 0.93 0,9 16 .6 25 1500 3,33 200 0,363 21,8 8,7 0,95 0,9 »,5 2 32 1920 1,25 75 0,647 38,8 11,2 74 7,4 62,9 6,29 0,93 0,9 17 >5 25 1500 3,33 200 0,593 35,6 13.6 0.95 0,9 ,5
Примечания: 1. Давление нагнетания номинальное 20 МПа (200 кгс/см2).
2- Максимальное давление 25 МПа (250 кгс/см2). з. Для работы в режиме гидромотора
минимальное давление 0,1 МПа (10 кгс/см2). 4. Номинальная частота вращения вала
25 об/с (1500 об/мин). 5. Долговечность—3000 ч при номинальном давлении. При работе
на давлении 16 МПа (160 кгс/см2) долговечность не менее 5000 ч. При работе в режиме
мотора с максимальной частотой вращения долговечность снижается на 40%. 6. Средний
уровень звукового давления в октавных полосах ПС 80 дБ для мотор-насосов МНА-4/200
и МНА-6,3/200 и ПС 85 дБ для остальных насосов. 7. Средний уровень звука 87 дБ для
МНА-4/200 и МНА-6,3/200 и 92 дБ—для остальных. 8. Давление на всасывании
0,01 МПа (0,1 кгс/см2) (разрежение для насосов). 9. Момент страгивания составляет 85%
номинального.
Таблица 84
Основные и присоединительные размеры насос-моторов типа МНА
Типоразмер Разме] э (см. рис. 67), мм
L в 1 Bi| Z d D Di/хз О2 Пз| d, 1 d2 | ь| I, h Н
МНА-4/200 153 90 90 6 И 14 55 90 68 Ki/r М8 К1/8" 38 23 18 5 9
МНА-6,3/200 153 90 90 6 И 14 55 90 68 К1/4" М8 К1/8" 38 29,5 18 5 9
МНА-10/200 170 110 110 6 13 16 70 100 85 К3/8" М8 48 36 20 5 И
174
через муфту. Конструкция мотор-насоса приведена на рис. 66. Тех-
нические характеристики мотор-насосов типа МНА приведены
в табл. 83, а их габариты и присоединительные размеры даны на
рис. 67 и 68 и в табл. 84 и 85.
Рис. 68. Основные и присоединительные размеры мотор-насосов М НА-16/200
и МНА-25/200
Таблица 85
Основные и присоединительные размеры насос-моторов типа МНА
Размер (см. рис. 68), мм
Типоразмер
13 К b bl h
МНА-16/200 235 75 75
МНА-25/200 235 75 75
13 16 130 80
1316 150 80
13
13
Ш/г" К1// 25 30
Ki/2" К1// 25 30
23
23
44
51
40 24 12 10
40 25 12 10
5
5
Выпускаются шилутским заводом «Гидропривод».
5-4. ШЕСТЕРЕННЫЕ ГИДРОМОТОРЫ
Шестеренные гидромоторы устроены аналогично шестеренным
насосам. Жидкость, подведенная под давлением к шестеренному
гидромотору, действует на неуравновешенные зубья шестерен и со-
здает крутящий момент. Шестеренные гидромоторы работают в диапа-
зоне частот вращения 1,67—83,5 об/с (100—5000 об/мин).
Мотор-насосы типа МНШ
Шестеренные мотор-насосы типа МНШ могут работать в режиме
гидромотора, для чего необходимо подвести жидкость под на-
пором к нагнетательному отверстию. Направление вращения вала
при работе в режиме гидромотора обратно направлению вращения
вала при работе в режиме насоса. Подпор на всасывающем фланце,
по которому масло отводится в бак, должен быть не более
0,02—0,03 МПа (0,2—0,3 кгс/см2) во избежание выхода из строя
175
манжетного уплотнения вала. Мотор-насосы выполнены в корпусах
насосов с незначительными изменениями. Мотор-насос имеет дренаж-
ный штуцер, через который в бак отводятся утечки.
Рис. 69. Основные и присоединительные размеры шестеренных мотор-
насосов типа МНШ
Технические характеристики мотор-насосов типа МНШ приве-
дены в табл. 86 и основные и присоединительные размеры даны на
рис. 69 и в табл. 87.
Таблица 86
Технические характеристики мотор-насосов типа МНШ
Параметры Единица измерения Типоразмер
МНШ-32У МНШ-46У
мотор | насос мотор | насос
Рабочий объем см3/об 31,7 46,5
Номинальный крутящий Н-м 47,5 — 69 —
момент кгс • м 4,75 — 6,9 —
Мощность:
насоса кВт — 10,5 — 15,1
мотора » 7 — 10,3 —
Давление:
при перепуске через МПа 11
предохранитель- кгс/см2 110
ный клапан
рабочее МПа 10
кгс/см2 110
Пределы изменения ча- об/с 5-27,5 18,3-27,5 5-27,5 18.3-27,5
стот вращения вала об/мин 300-1656 1100—1650 300-1650 1100—1650
Объемный к. п. д. — — 0,9 — 0,9
Масса кг 6,7 6,6 7,1 7
Примечания: 1. Значения объемного к. п. д. даны при t=5O°C, давлении
10 МПа (100 кгс/см2), частоте вращения 27,5 об/с (1650 об/мин). Разрежение у входа
в насос не более 200 мм рт. ст. 2. Рабочая жидкость—масло ДП-11 по ГОСТ 5304-54.
176
Таблица 87
Основные и присоединительные размеры мотор-насосов типа МНШ
Размер (см. рис. 69), мм
Типоразмер А В Bi Во В3 с Ct D d b
МНШ-32У 134 116 58
МНШ-46У 134 116 58
20,1 6=8;Ш
20,1 6=8:?gB
45 155 55 56 25zg’gii
45 155 55 56 25zg;g|t
Продолжение табл. 87
Типоразмер Размер (см. рис. 69), мм
Dt м н N к Е F L Р R Ri
МНШ-32У МНШ-46У CD CD Illi ©ООО HOMO Л СП 42 45 35 35 23,8 23 1,3 1,9 6 6 66,5 72 212 229 27 30 52 52 12 12
Продолжение табл. 87
Типоразмер Размер (см. рис. 69), мм
V W di dz d3 11 iz l з Q S
МНШ-32У МН Ш-46 У 43 43 86 86 И и 20 20 М20Х1.5 М20Х1.5 15 15 21 21 13,5 13,5 65 76 M8 (глубина 16) М10 (глубина 16)
Насос-моторы типа НМШ
Шестеренные секционные насос-моторы типа НМШ предназна-
чены для работы в качестве насосов, подающих рабочую жидкость
в гидросистему по одной или нескольким независимым магистраль-
ным линиям, и в качестве гидромоторов для привода различных
узлов и механизмов с обеспечением ступенчатого изменения ско-
рости вращения в пределах изменения отношения рабочих объемов.
Рабочая жидкость — масло индустриальное 45 по ГОСТ 1707—51
при температуре от +20 до +50° С.
Основой ряда насос-моторов типа НМШ являются секции
НМШ-0,03 с потоком 0,667 дм3/с (40 л/мин) и секции НМШ-0,06
с потоком 1,33 дм3/с (80 л/мин). Комбинируя эти секции в различ-
ных сочетаниях, можно получить ряд потоков 0,667; 1,33; >2,0; 2,66;
3,33 и 5,34 дм3/с (40, 80, 120, 160, 200 и 240 л/мин). Так, например,
производительность 2 дм3/с (120 л/мин) можно получить 0,667 +
+ 0,667 + 0,667 2 дм3/с или 0,67 + 1,33 = 2 дм3/с (40 + 40 +
+ 40 = 120 л/мин или 40 + 80 = 120 л/мин). Причем в первом
случае имеем три независимых потока (насос ЗНМШ-0,09), а во вто-
ром—два независимых потока (насос 2НМШ-0,09). Объединение по-
токов может производиться только вне насоса.
12 Заказ 78
177
Рис. 70. Основные и присоединительные размеры шестеренных насос-моторов типа НМШ
M36*f,5\ | ''63,5
Таблица 88
Технические характеристики насос-моторов типа НМШ
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
о о н м НМШ-0,03 о й £ и с й и см 60‘0-ПШН& ЗНМШ-0,09 2НМШ-0,12 ЗНМШ-0,12 ЗНМШ-0,15 ЗНМШ-0,18
Рабочий объем см3/об 16 30 60 60 90 90 120 120 150 180
Количество напорных — 1 1 1 2 2 3 2 3 3 3
потоков П роизводительность: общая дм3/с 0,333 0,667 1,33 1 33 2,0 2,0 2,66 2,66 3,33 5,34
л/мин 20 40 80 80 120 120 160 160 200 240
I потока л/мин 20 40 80 40 80 40 80 80 80 80
II потока » — — — 40 40 40 80 40 80 80
III потока » — — — — — 40 — 40 40 80
Номинальное давле- МПа 10 10 8 10 8 10 8 8 8 8
ние КГС/СМ2 100 100 80 100 80 100 80 80 80 80
Мощность насоса кВт 6 10,3 20,6 20,6 31 31 41,5 41,5 52,5 62,5
Крутящий момент мо- Н-м 16 33,5 67 67 100 100 134 134 168 200
тора КГС • м 1,6 3,35 6,7 6,7 10 10 13,4 13,4 16,8 20
Мощность мотора: при 1000 об/мин кВт 1,7 3,43 6,9 6,9 10,3 10,3 13,7 13,7 17,2 20,5
при 500 об/мин » 0,85 1,72 3,4 3,4 5,1 5,1 6,8 6,8 8,6 10,3
Расход мотора при дм3/с 0,3 0,583 1,17 1,17 1,67 1,67 2,34 2,34 2,84 3,67
1000 об/мин л / мин 18 35 70 70 100 100 140 140 170 220
Масса кг 18 20 26 38 41 56 59 60 63 67
Примечания: 1. Производительность насоса указана при t— 50±2° С; 24,7 об/с
(1480 об/мин); т]об=0,9; 11 = 0,7 и номинальном давлении. 2- Крутящий момент мотора
дан при т]= 0,65 и 10 МПа (100 кгс/см2). 3- Расход мотора дан при т]0^ = 0,9. 4. Диапа-
зон частот вращения вала насоса 12,5 — 25 об/с (750 — 1500 об/мин). 5. Диапазон частот
вращения вала мотора 8,33-16,67 об/с (500-1000 об/мин).
Таблица 89
Основные и присоединительные размеры насос-моторов типа НМШ
Типоразмер Размер (см. рис. 70), мм
А L Li l2 Ез Lt
НМШ-0,016 152 273 169 116,5 —
НМШ-0,03 164 282 178 121,0 — —
НМ Ш-0,06 164 301 197 130,5 — —
2НМШ-0.06 164 378 274 121,0 96,0 —
2НМШ-0.09 164 397 293 130,5 105,5 —
ЗНМШ-0,09 164 474 370 121,0 96,0 96,0
2НМШ-0Д2 164 416 312 130,5 115,0 —
ЗНМШ-0,12 164 493 389 130,5 105,5 96,0
ЗНМШ-0,15 164 512 408 130,5 115,0 105,5
ЗНМШ-0,18 164 531 427- 130,5 115,0 115,0
12*
179
В режиме мотора в зависимости от сочетаний секций можно полу-
чить ряд моментов 33,5; 67; 100; 134; 168 и 200 Н-м (3,35; 6,7; 10;
Рис. 71. Расчетная долговеч-
ность работы подшипника И661
в зависимости от давления
13,4; 16,8 и 20 кгс-м).
Технические характеристики насос-
моторов типа НМШ приведены в
табл. 88, а их основные и присоедини-
тельные размеры даны на рис. 70 и
табл. 89.
Расчетная долговечность работы в
часах игольчатого подшипника насоса
И661 при п = 25 об/с (1500 об/мин) в
зависимости от давления жидкости для
рабочего объема 0,06 дм3/об приведена
на рис. 71. Этот подшипник является
одинаковым для всех типоразмеров на-
сосов и его долговечностью по суще-
ству определяется долговечность на-
сос-мотора. С достаточной для прак-
тики точностью можно пользоваться
данными рис. 71 при нахождении дол-
говечности насос-мотора. Для рабочего
объема 0,03 дм3/об можно ожидать уве-
личения долговечности по меньшей мере
в 4—5 раз по сравнению с данными
графика.
Насос-моторы типа НМШ выпускаются Горловским машино-
строительным заводом им. С. М. Кирова.
5-5. ПЛАСТИНЧАТЫЕ ГИДРОМОТОРЫ
Гидромоторы типа Г16
Пластинчатые гидромоторы предназначены для применения в ре-
версивных регулируемых и нерегулируемых гидроприводах, в гид-
роприводах, требующих частых включений или автоматического
и дистанционного управления, к которым не предъявляется высоких
требований к жесткости механической характеристики. Гидромотор
устроен следующим образом (рис. 72). Масло из отверстия 23 посту-
пает в канал 22 корпуса 3, откуда через окна 26 переднего диска 21
попадает на лопатки 27 ротора 20, вращающегося по часовой стрелке
(см. разрез А—А), Слив масла происходит через окна заднего диска
10 и отверстие 8 в крышке 11, Вал 1 вращается в двух шарикопод-
шипниках 24,
Лопатки 27 первоначально прижаты к статору 19 пружинами 7,
выполненными в виде коромысла и опирающимися на ось 25, Каждая
пружина прижимает одну пару лопаток, расположенных под углом
90° друг к другу. Пружина не испытывает дополнительных дефор-
маций, а лопатки все время поджаты с одной и той же силой. Ро-
180
тор 20 вращается между двумя стальными распределительными
дисками: передним диском 21 со стороны корпуса 3 и задним диском
10 со стороны крышки 11. Кольцевой выступ заднего диска 10 вхо-
дит по скользящей посадке в крышку 11. В полость 15 через ряд
соединенных друг с другом отверстий поступает жидкость под да-
влением, чем достигается автоматический поджим заднего диска 10.
Первоначальное его прижатие производится тремя пружинами 12.
Под действием давления со стороны отверстия 16 золотник 13
с одной стороны отодвинут до упора в пробку 7S, а с другой — со-
единен через отверстие 17с полостью 9, сообщающейся с отверстием 8.
Полость 15, находящаяся под давлением жидкости, сообщается
с полостями 5.
Рис. 72. Пластинчатый гидромотор типа Г16
Для изменения направления вращения напорная магистраль со-
единяется с отверстием 8, а сливная — с отверстием 23. Золотник 13
под давлением масла, поступающего через отверстие 17, отодвигается
до упора в пробку 14. Переместившись, он открывает ряд отверстий,
соединяющих полости 15 и 5 с отверстием 8. Таким образом обеспе-
чивается поджим заднего диска 10 для обоих направлений вращения.
Уплотнение между полостями 15 и 9 создается благодаря малому
зазору между задним диском 10 и крышкой 11 (посадка А/С) и с по-
мощью резинового кольца (на рис. 72 не показано).
Для предохранения от утечек по валу поставлена манжета 2.
Уплотнение стыка корпуса 3, крышки 11 и кольца статора 19 обес-
печивается резиновым кольцом 6. Через отверстие 4 утечки отводятся
в бак или сливную магистраль.
За один оборот вала происходят два цикла подвода и два цикла
отвода масла под одну лопатку. Благодаря диаметрально противо-
положным подводам и отводам нагрузка на ротор 20 от давления
масла со стороны линии давления уравновешена и подшипники раз-
гружены.
Конструкция крышки 11 позволяет собрать гидродвигатель та-
ким образом, что отверстия 23 и 8 будут расположены с одной сто-
роны, для чего следует перемонтировать крышку 11.
181
Крутящий момент от вала гидродвигателя может передаваться
через эластичную муфту, зубчатую, ременную или цепную передачи.
При установке эластичной муфты максимальное радиальное смещение
Рис. 73. Основные и присоединительные размеры гидромоторов Г16-14 и Г16-15А
осей не должно превышать 0,3 мм, а максимальный угол пере-
коса — 1°. Радиальные усилия на выступающем конце вала при
приводе через зубчатую и другие передачи не должны превышать
значений, указанных в технической характеристике (табл. 90).
Рис. 74. Основные и присоединительные размеры гидромоторов
Г16-15 и Г16-16А
Основные и присоединительные размеры гидромоторов типа Г16
приведены на рис. 73 и 74.
Гидромоторы типа Г16 выпускаются елецким заводом «Гидро-
привод».
182
Таблица 90
Технические характеристики гидромоторов типа Г16
Параметры Единица измерения Типоразмер
Г16-14 Г16-15А Г16-15 Г16-16А
Рабочий объем см3/об 70 100 140 | 200
Давление:
номинальное МПа 5,0
КГС/см2 50
максимальное МПа 6,3
кгс/см2 63
Частота вращения:
наибольшая об/с 30 I 1 30 1 25 I I 25
об/мин 1800 | 1 1800 1 1500 | 1 1500
наименьшая об/с 5
при номинальном моменте об/мин 300
Номинальный крутящий момент Н-м 49 73,5 98 147
при давлении 5 МПа (50 кгс/см2) кгс • м 5 7,5 10 15
Наибольшая эффективная мощ- кВт 5 7,5 10 15
ность
К. п. д.:
общий — 0,55 0,6 0,64 0,68
объемный — 0,8 0,85 0,88 0,9
Момент инерции Н • М - С2 12,9-10-4 70,8 • 10"4
КГС • М • С2 1,29 • 10-4 7,08 • IO"*
Допустимое радиальное усилие н 265 265 1000 1000
на выступающем конце вала кгс 27 27 102 102
Масса кг 24 24 70 70
Примечания: 1. Максимальное давление — наибольшее давление, измеряемое
безынерционными приборами в моменты реверсов, переключений золотников и т. п.
2. Объемный и общий к. п. д., а также мощность приведены для новых гидродвигателей
при работе их на минеральном масле индустриальное 20 при температуре масла +50° С,
давлении 6,3 МПа (63 кгс/см2) и скорости вращения вала 16,9 об/с (1000 об/мин).
5- Рабочая жидкость—масло индустриальное 20 или 30 по ГОСТ 1707-51. 4. Утечка
через дренажное отверстие при давлении 6,3 МПа (63 кгс/см2) не более 0,067-0,083 дм8/с
(4 — 5 л/мин).
Гидромоторы типа ВЛГ
Высокомоментный пластинчатый гидромотор типа ВЛГ (рис. 75)
состоит из статора 5, боковых крышек 1 и 5, несущих подшипники
качения 2 и 6 с ротором 4. шлицевым валом и лопастями 8.
Жидкость подводится к гидр о двигателю через две бобышки 12.
к которым крепятся трубопроводы. Отверстия бобышек соединены
с канавками 11 и 13 статора 3 (каждое отверстие — с одной из кана-
вок). Отверстия 10. соединяющие канавку с одной из сторон каж-
дого копира 7. расположены так, что одна сторона копира находится
под давлением жидкости, а другая — соединена со сливной маги-
стралью. С помощью системы отверстий (на рис. 75 не показаны)
жидкость подводится под копиры, и тогда они перемещаются и при-
жимаются давлением к ротору. Поэтому утечки жидкости через
копиры не зависят от износа трущихся частей.
183
В роторе имеется ряд пазов, в которые входят лопасти S, вы-
двигающиеся пружинами 9. Лопасть 8 состоит из двух частей, соеди-
ненных шпонкой, которая допускает смещение одной части лопасти
относительно другой не более чем на 0,15—0,18 мм. На боковой
поверхности каждой части лопасти имеется три паза 17. При сборке
пазы, прилегая друг к другу, образуют каналы прямоугольного се-
чения. Назначение каналов — дать выход жидкости из пазов ротора
в момент опускания лопасти. Выдвинутые лопасти прижимаются
к статору пружинами 9 и давлением жидкости, поступающей через
Рис. 75. Гидромотор типа ВЛГ
обратные клапаны. С обеих сторон каждой лопасти имеется по обрат-
ному клапану (на рис. 75 не показаны), конструкция которого ана-
логична конструкции обратного клапана 16. В выдвинутом положе-
нии лопасти 8 каналы, образуемые пазами лопасти, закрыты. Когда
лопасть проходит через наклонную часть копира, канал, образован-
ный пазами 17, открывается, позволяя жидкости выйти из-под ло-
пасти.
Вследствие геометрической неточности расположения лопастей
при опускании могут возникнуть неуравновешенные усилия на
ротор. Для устранения этого явления в роторе выполнены диаме-
трально расположенные отверстия, соединяющиеся между собой
кольцевыми канавками во втулке 14.
В боковых крышках 1 и 5 имеются подвижные опоры 15. Давле-
нием жидкости, поступающей через обратные клапаны 16, опоры
прижимаются к ротору и вращаются совместно с ним. В местах
скольжения подвижных опор по крышкам 1 и 5 поставлены фторо-
пластовые уплотнения.
Шлицевой вал 4 имеет на конце венец зубчатый муфты для под-
соединения к приводимой машине.
184
Гидромоторы ВЛГ-400А выпускаются Кузнецким машинострои-
тельным заводом (г. Новокузнецк). Основные и присоединительные
размеры гидромоторов приведены на рис. 75 и в табл. 91.
Таблиц 1
Основные и присоединительные размеры гидромотора ВЛГ-400А
Размер (см. рис. 75), мм Число зубьев z
А в Bi С н L h D Di Dz d di d2 E F m
63 285 285 68 334 260 18 190Х3 285 280 22 30 M16 117 110 3 40
Техническая характеристика гидромотора ВЛГ-400А
Рабочий объем, см3/об ....................
Давление:
номинальное, МПа (кгс/см2)...............
максимальное, МПа (кгс/см2)...........
Крутящий момент при давлении 10 МПа
(100 кгс/см2), Н • м (кгс • м)............
Частота вращения вала:
максимальная, об/с (об/мин)..............
минимальная, об/с (об/мин)............
Направление вращения вала.................
К. и. д. *:
объемный.................................
общий ................................
Рабочая жидкость..........................
Мощность, кВт............................
Масса, кг................................
2900
8 (80)
10 (100)
4200 (420)
1,17 (70)
0,05 (3)
Любое
0,9
0,866
Масло индустри-
альное 30 и 45
по ГОСТ 1707—51
До 20
98
* Значение объемного к. п. д. приведено для температуры 50° С, давле-
ния 10 МПа (100 кгс/см2), частоты вращения вала 0,5 об/с (30 об/мин) при
применении масла индустриального 30.
5-6. НЕПОЛНОПОВОРОТНЫЕ ГИДРОМОТОРЫ
Неполноповоротный гидромотор представляет собой гидромотор,
у которого вал не может совершить полного оборота вокруг своей оси.
Неполноповоротный гидромотор гидравлической лебедки (рис. 76)
состоит из корпуса 2 с кронштейнами 1 для установки на раме ма-
шины, опор 16 из антифрикционного металла и вала 14. На послед-
нем укреплена с помощью нГпонки 5 и болтов 3 лопасть 6. К корпусу 2
прикреплен шпонкой 9 и болтами разделитель 7, делящий внутрен-
нюю рабочую полость гидродвигателя на две части. Штуцеры 8 и 11
служат для подвода и отвода жидкости в гидромотор. Лопасть и раз-
делитель уплотнены резиновыми кольцами 4 и 10. К корпусу 2
с двух сторон примыкают крышки 13, несущие опоры вала. Разъем
крышек и корпуса уплотнен кольцами 12, а вал — кольцами 15.
Жидкость, подаваемая по одному из штуцеров 8 или 11, давит на
185
лопасть 6 и вращает вал 14, преодолевая приложенную к нему на-
грузку. Угол поворота вала гидромотора примерно 270°.
Недостатком гидромотора этого типа является громоздкость бо-
ковых крышек 13, которые из-за большой площади, находящейся
под давлением, приходится делать очень жесткими, чтобы уменьшить,
величину выпучивания, нарушающего герметичность.
Рис. 76. Неполноповоротный гидромотор
Неполноповоротные гидромоторы могут быть выполнены с одной
или несколькими лопастями. С увеличением числа лопастей увели-
чивается момент, развиваемый гидромотором, и снижается необхо-
димое давление, но уменьшается максимальный угол поворота.
Описанный неполноповоротный гидромотор серийно не выпу-
скается.
Момент, создаваемый неполноповоротным гидромотором,
М ив pSRz,
186
где М — момент, Н*м;
р — давление, Н/м2-
S — рабочая площадь лопасти, м2;
R — средний радиус лопасти, м;
z — число лопастей.
Другие типы неполноповоротных гидромоторов представляют со-
бой сочетание гидроцилиндра и рычага или зубчатого колеса. Ги-
дроцилиндр 1 (рис. 77, а) с плунжером 5, концы которого уплотнены
манжетами, составляет гидравлическую часть гидромотора. Концы
цилиндра закрыты крышками 4, через которые подводится жидкость
Рис. 77. Неполноповоротные гидромоторы плунжерного тина:
а — рычажно-плунжерный; б — зубчато-реечный; в — сдвоенный зубчато-реечный
под давлением под торцы плунжера. Плунжер 2 соединен с поворот-
ным валом 5 через рычаг 3 так, что рычаг поворачивает вал при
поступательном движении плунжера и проскальзывает относительно
последнего. Утечки отводятся через пробку 6.
Плунжер 7 (рис. 77, б) неполноповоротного гидромотора предста-
вляет собой зубчатую рейку, зацепляющуюся с зубчатым колесом S,
сидящим на валу 9. Последний располагается обычно на опорах
качения. Пробка 10 для отвода утечек и подвода смазки может рас-
полагаться снизу (см. рис. 77, б) или сверху.
Гидромоторы могут иметь фланцевое крепление или выполняются
с лапами.
Для увеличения крутящего момента применяются сдвоенные гид-
ромоторы (рис. 77, в). Жидкость одновременно подводится к правой
полости цилиндра 11 и к левой полости цилиндра 12 при вращении
зубчатого колеса 13 против часовой стрелки. Устройства, демпфи-
рующие удары в конце хода плунжеров, по принципу действия
187
представляют собой дроссели, частично перекрывающие выходной
канал, по которому жидкость отводится от цилиндра.
Для неполноповоротных гидромоторов с зубчатым зацеплением
(см. рис. 77, б) угол поворота
360Я
а =,
nmz 9
где а — угол поворота, градус;
Н — ход плунжера, мм;
т — модуль зубчатого зацепления, мм.
z — число зубьев зубчатого колеса.
Момент, создаваемый гидромотором,
М= 0,393 mzD-p,
где М — момент, II-м;
т — модуль зубчатого колеса, м;
D — диаметр плунжера, м;
р — давление, Па.
ГЛАВА 6
ГИДРОПРИВОДЫ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
Гидроприводами вращательного движения называют агрегаты^
состоящие из насоса, преобразующего энергию электродвигателя
в энергию статического давления жидкости, и мотора, использующего
преобразованную энергию для совершения полезной работы. Вели-
чину производительности насоса можно изменять в некоторых пре-
делах, отчего изменяется и частота вращения вала мотора.
Существуют гидроприводы с регулируемым насосом и нерегули-
руемым мотором, с регулируемыми насосом и мотором, с нерегули-
руемым насосом и регулируемым мотором. Следует заметить, что
при регулировании производительности насосом изменяется переда-
ваемая гидроприводом мощность, так как мощность передачи опре-
деляется произведением давления на производительность. Таким
образом, максимальная мощность получается только при максималь-
ной производительности. Момент мотора остается неизменным.
У регулируемых гидромоторов момент при регулировании изме-
няется: с увеличением частоты вращения вала гидромотора создава-
емый им момент уменьшается. Неизбежно наступает остановка гидро-
мотора при падении момента ниже момента внешней нагрузки, что
значительно сужает диапазон регулирования и является одной ив
причин малого распространения такого способа регулирования в гор-
ных машинах.
Широкое распространение получили гидроприводы с регулиру-
емым насосом. Эти гидроприводы могут иметь раздельное и нераз-
дельное исполнения. Гидроприводы нераздельного исполнения вы-
пускаются с насосом и гидромотором в общем корпусе, а раздель-
ного — в самостоятельных корпусах, соединенных трубопроводами.
Гидроприводы вращательного движения применяются для бес-
ступенчатого регулирования скорости механизмов и машин, реверси-
рования и автоматического регулирования, например подающих
частей выемочных комбайнов.
6-1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР
СКОРОСТИ ТИПА УРС
Универсальный регулятор скорости типа УРС представляет со-
бой гидравлический вариатор, который дает возможность бессту-
пенчатого регулирования скорости ведомого вала в обоих направ-
лениях при неизменном направлении и скорости вращения
189
18
Рис. 78. Гидравлический универсальный регулятор скорости типа УРС
электродвигателя, приводящего вариатор в движение, в диапазоне
от 1 : 1 до 1 : 500. Ведомый вал также может быть остановлен
без остановки электродвигателя.
УРС состоит из гидронасоса и гидро двигателя. Вал гидронасоса
приводится во вращение чаще всего от электродвигателя с постоян-
ным числом оборотов.
Регулятор типа УРС бывает раздельного и нераздельного типа.
В регуляторе нераздельного типа гидронасос и гидродвигатель имеют
общий распределительный диск и объединены в один блок. Раздель-
ный тип характерен тем, что насос и двигатель представляют собой
отдельные машины со своими корпусами. Они могут устанавливаться
на различных расстояниях друг от друга и в различных сочетаниях:
один насос и один мотор или один насос и два мотора.
На рис. 78 показан регулятор типа УРС нераздельного типа с на-
сосом и гидр о двигателем аксиально-поршневого типа. Насос регули-
руемый, а гидродвигатель нерегулируемый. Корпус регулятора со-
стоит из кожуха 5 насоса, неподвижного распределительного диска 11
и кожуха 7 гидро двигателя, стянутых болтами. В кожухе насоса
размещается вал 13. опирающийся на роликовый подшипник в рас-
пределительном диске и втулку, запрессованную в горловину кожуха
насоса. Вал 13 в средней части имеет утолщение, называемое яблоком.
Шарниром 2 и крестовиной связан с валом направляющий диск 14.
который опирается на комбинированный шарикороликоподшипник
в направляющей чаши 15. Штоки 3 связывают поршни 4
с диском 14. При неизменном угле наклона чаши 15 ход поршней
в осевом направлении постоянный, поэтому насос подает постоян-
ное количество жидкости за один оборот. Изменяя наклон чаши 15
винтовым механизмом 1. меняем величину хода поршней 4 и произ-
водительность насоса. Чаша 15 может наклоняться на угол 20° в обе
стороны. При строго вертикальном положении чаши 15 и диска 14
движение поршней в осевом направлении отсутствует — насос не по-
дает жидкость.
На валу 13 на самоустанавливающихся шпонках сидит блок ци-
линдров 12. В распределительном диске 11 есть два окна, служащих
то всасывающим, то нагнетательным каналом в зависимости от на-
клона диска 14. К каждому окну подключен предохранительный
клапан 16 и обратный клапан 17. соединяющий распределительные
окна с внутренней полостью кожуха, служащей резервуаром.
Жидкость от нагнетательных полостей насоса через одно из окон
в распределительном диске 11 поступает под часть поршней гидро-
двигателя, перемещает их и проворачивает диск 10 и связанный
с ним вал 8 мотора. Другая часть поршней гидродвигателя вытес-
няет жидкость во второе распределительное окно во всасывающие
полости насоса. Циркуляция жидкости происходит по замкнутому
контуру. Утечки из замкнутого контура насос — гидродвигатель
компенсируются тем, что через обратный клапан 17 из резервуара —
кожуха подсасывается потребное количество жидкости в то окно*
которое в данный момент является всасывающим.
191
Рис. 79. Основные размеры гидроприводов типа УРС нераздельного ис-
полнения
Вид А
•---ч п Наименьший неоВходимыЯ
Х< ^nojiecmu X? зазор дЛЯ смены манжеты
труб
Рис. 80. Основные размеры гидроприводов типа УРС раздельного ис-
полнения
Таблица 92
Технические характеристики гидроприводов типа УРС раздельного п нераздельного исполнения
13 Заказ 78
Параметры Едини- ца из- мерения Типоразмер
УРС-2,5 УРС-5 УРС-10 УРС-2 0
Теоретическая производи- дм3/с 1,57 3,09 6,18 12,36
тельность л/мин 94 185 370 740
Давление:
номинальное рабочее МПа 1,5- -1,8
кгс/см2 15- -18
максимальное пиковое МПа '7 ,5
кгс/см2 754-7,5
Крутящий момент:
на валу гидромотора Нм 35,2 70,3 140 280
кгс«м 3,58 7,16 14,32 28,64
максимальный Н«м 176 351 703 1400
кгс -м 17,9 35,8 71,6 143,2
Частота врашения вала:
насоса об/с 8,33
об/мин 500
гидромотора об/с 0-8,33
об/мин 0- 500
Расположение горловины — Правое Левое
шпинделя
Масса (без масла) кг 67 52 98 129 234 185 42 8 353
Типоразмер по ТУ на пос- — 2,5-2,5В-3* 2,5-АБ-8 5АБ-1 5А-5Б-3* 10А-10Б-4** 10АБ-10 20А-20Б-4 2 0АБ-9
тавку 5 А-5 Б-9* 10А-ЮБ-8* 20А-20Б-8
Тип исполнения — Раздельный Нераздельный Раздельный Нераз- Раздель- Нераз-
дельный ный дельный
Тип шпинделя — Винтовой Винтовой Вытяжной Винтовой Вытяж- Винтовой
ной
Примечания: 1. Номинальный крутящий момент гидромотора указан при давлении 1,5 МПа (15 кгс/ом2). 2- Перегрузка, при
которой начинает работать предохранительный клапан, отрегулированный на давление 7,5 МПа (75 кгс/см2), допустима в течение не бо-
лее 5 с. 3 . УРС, работающий с номинальной мощностью при 8,33 об/с (500 об/мин), имеет гарантированный общий к. п. д. 0,7. С повы-
шением давления к. п. д. возрастает до 0,75 — 0,85 и при двукратной перегрузке достигает 0,9. 4. Снижение частоты вращения вала гид-
ромотора относительно вала насоса не более 4% при номинальной нагрузке и температуре 60 °C. 5. Типоразмеры с одной звездочкой мо-
гут быть изготовлены по особому заказу с частотой вращения вала 16,7 об/с (1 000 об/мин) и сохранением номинального крутящего момента
на валу. 6. Типоразмер с двумя звездочками может быть изготовлен с частотой вращения вала 12,5 об/с (750 об/мин). 7. Гидроприводы
УРС-10 могут длительно эксплуатироваться в шахтах при давлении 3,5 МПа (35 кгс/см2).
Устройство гидродвигателя аналогично устройству насоса. От-
личие состоит лишь в том, что чаша 9 гидродвигателя закреплена не-
подвижно в его кожухе 7.
В распределительном диске предусмотрены пробки 19, которыми
А-А
закрыты отверстия для подсоединения
манометров. Для периодического вы-
пуска воздуха, вредно влияющего на
работу системы, установлены игольча-
тые воздушные клапаны 18.
Пополнительный бачок 6 компенси-
рует изменение объема масла при ко-
лебаниях температуры во время ра-
боты, служит заливным устройством
и пополняет утечки.
В табл. 92 приведены технические
характеристики универсальных регу-
ляторов скорости типа УРС, а их ос-
новные и присоединительные размеры
даны на рис. 79 и 80 и в табл. 93 и 94.
На рис. 81 и в табл. 95 приведены
размеры вытяжного шпинделя регуля-
тора типа УРС раздельного исполне-
ния.
УРС с повышенным числом оборотов
не рекомендуется применять на объек-
тах, работающих с длительными непре-
рывными режимами нагрузки.
Применяемая рабочая жидкость —
масло веретенное АУ по ГОСТ 1642—50,
заменитель — масло индустриальное 12
по ГОСТ 1707—51. Для низких темпе-
ратур применяется трансформаторное
масло с температурой застывания не
Рис. 81. Размеры вытяжного
шпинделя управления гидро-
привода типа УРС раздель-
ного исполнения
выше —45° С (при отсутствии веретен-
ного масла АУ с температурой застывания —45° С) или масло АГМ
по ТУ МНП 457—53.
Таблица 93
Основные размеры гидроприводов типа УРС нераздельного исполнения
Размер (см. рис. 79), мм
Типоразмер А в с D Е G н J к L М N
У Р С-2,5 644 190 302.5 253 186 160 170* 102 346 173 70 39,5
УРС-5 714 234 407,5 333,5 266 196 214 152 439 219,5 55 45
УРС-10 931 285 499,5 428 335 275 269 190 525 262,5 80 55
У Р С-20 1143 355 549 441 345 345 336 185 662 331 ИЗ 97
194
Продолжение табл. 93
Типоразмер Размер (см. рис. 79), мм
О р Q R S т и V W X У Z а
УРС-2,5 114 81 380 60 8 93 65 42 80 34 48 86 149
УРС-5 160 120 479 81,5 10 116 50 50 100 40 42 100 137,5
УРС-10 216 152 577 101,5 14 160 75 57 130 50 60 108 203
УРС-20 222 168 706 129 16 182 110 60 150 50 55 156 240
Продолжение табл. 93
Типоразмер Размер (с :м. рис. 79), мм
ъ d е / в Л 1 тп 71 ч г /
УРС-2,5 М20х1,5 92 28 13 30 28 13 16 65 4 198,5 34
УРС-5 М27 х 1,5 100 35 16 36 35 17 19 82 5 274,5 45
УРС-10 М33х1,5 110 44,5 20 60 39 21,5 22 103 6 335,5 60
УРС-20 М42х2,0 140 52 25 58 48 20,5 25 130 8 371 50
Таблица 91
Основные размеры гидроприводов типа
УРС раздельного исполнения
Размер (см. рис. 80), мм
Типоразмер At Bi Cl Et Hi Ki Qi Ri Rz Si bi
УРС-2,5 372 391 195 64 8 30 29' 5 10 46 76
УРС-5 433,5 — — 94 8 35 32 5 10 64 94
УРС-10 546 577 342 100 10 42 41 6 12 82 1|O
УРС-20 680 •— — 133 10 50 54 6 14 105 138
Продолжение табл. 94
Типоразмер Размер (см. рис. 80), мм
Ti Ui Vi Xi Cl /ц It ii d.
УРС-2,5 91,4 215 249 60 М8 55 76 40 35
УРС-5 115 272 312 77 М10 70 94 45 40
УРС-10 145,5 324 376 101,5 М14 х 1,5 83 ПО 56 50
УРС-20 134 398 442 129 Ml4xl,5 105 138 72 65
Примечание. Остальные размеры, не указанные в данной таблице, одинаковы
с размерами гидроприводов типа УРС нераздельного исполнения.
13*
195
Рис. 82. Основные и присоединительные размеры насоса гидропривода 937
Ч5в
Ъ2д0
Рис. 83. Основные и при-
соединительные размеры
мотора гидропривода 937
ZomB.
Таблица 95
Размеры вытяжного шпинделя управления гидропривода типа УРС
раздельного исполнения
Типоразмер Размер (см. рис. 81), мм
At Bs С2 е2 н2 к. q2
УРС-2,5 300 28 25 М12Х1.25 23,7 10 4
УРС-5 370 36 35 М16Х1 29,9 13 5
УРС-10 430 36 35 М16х 1 37,5 13 5
УРС-20 485 45 44 М20х1 47,3 17 5
Для заливки требуется 4—4,5; 7—9; 11—12 и 22—25,5 л масла
соответственно для типоразмеров УРС-2,5; УРС-5; УРС-10 и УРС-20.
Первая цифра дана для нераздельного, а вторая — для раздельного
исполнения без учета сообщающихся труб и пополнительного бачка.
Запуск регулятора без масла категорически запрещается.
Температура масла не должна превышать 120° С (для масла АГМ
90° С). Наилучший температурный режим 50—70° С.
К монтажу регулятора типа УРС предъявляются требования несо-
осности валов привода и насоса и гидромотора с механизмом не более
0,1 мм и излом осей на длине 200 мм не более 0,1 мм.
Универсальный регулятор скорости типа УРС выпускается Челя-
бинским тракторным заводом.
6-2. ГИДРОПРИВОД 937
Гидропривод 937 состоит из регулируемого насоса и совместно
с ним работающего гидромотора. Оба гидроагрегата аксиально-плун-
жерного типа. Момент на оси чашки насоса, необходимый для упра-
Рис. 84. Значения к. п. д. гидропривода 937:
1 — объемного к. п. д. насоса; 2 — общего к. п. д.
насоса; 3 — объемного к. п. д. привода;4 — общего
к. п. д. привода
вления, составляет 100 Н *м
(10 кгс-м), а его макси-
мальное мгновенное зна-
чение достигает 360 Н-м
(36 кгс-м). Для удобства
управления насос снабжен
гидр оуси л ите л ем (следя-
щим силовым приводом
чашки насоса). Благодаря
этому усилие, приклады-
ваемое к следящему золот-
нику, незначительно. Ги-
дропривод применяется в
погрузочных машинах и
гидравлических лебедках.
На рис. 82 приведен
общий вид и даны основные
198
и присоединительные размеры насоса 937, а на рис. 83 — ги-
дромотора 937. Предельная нижняя граница значений объемного и
общего к. п. д. насоса (гидромотора) и привода приведена на
рис» 84.
Техническая характеристика гидропривода 937 *
Рабочий объем,.см3/об:
пасоса ......................................... 760
гидромотора ................................ 760
Максимальная производительность, дм3/с (л/мин) . . 7,6 (456)
Давление:
максимальное рабочее, МПа (кгс/см2)............. 5,2 (52)
начала срабатывания предохранительных кла-
панов, МПа (кгс/см2).......................... 6,5 (65+5)
Частота вращения приводного вала насоса:
номинальная, об/с (об/мин)....................... 8,83 (530)
максимальная, об/с (об/мин)..................... 10 (600)
Мощность, кВт:
потребляемая при = 0,8.......................... 30
отдаваемая ................................. 21
Максимальный момент при давлении 5,2 МПа
(52 кгс/см2), Н-м (кге-м).......................... 500 (50)
К- п. д. насоса (гидромотора):
объемный........................................ 0,883
общий ...................................... 0,835
К. п. д. привода:
объемный........................................ 0,78
общий ...................................... 0,7
Масса (без масла), кг:
насоса ......................................... 222
гидромотора ................................ 121
* Значения отдаваемой мощности и к. п. д. приведены для давления
5,2 МПа (52 кгс/см2) и частоты вращения 8,83 об/с (5 30 об/мин).
ГЛАВА 7
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО
ДЕЙСТВИЯ
74, ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ
Самым распространенным исполнительным органом гидравличе-
ских систем является силовой цилиндр. В нем энергия жидкости
преобразуется в механическую энергию прямолинейного возвратно-
поступательного движения поршня или плунжера. По своему назна-
чению или по способу подвода жидкости цилиндры делятся на две
группы:
1) одностороннего силового действия;
2) двустороннего силового действия.
По конструктивным признакам различают несколько типов ци-
линдров:
1) плунжерные (рис. 85, а);
2) поршневые с двусторонним штоком (рис. 85, б);
3) поршневые с односторонним штоком (рис. 85, в);
4) телескопические (рис. 85, г).
Нормальные диаметры плунжеров, штоков и поршней по
ГОСТ 6540—68 «Цилиндры гидравлические и пневматические. Основ-
ные параметры» и ГОСТ 12447—67 «Приводы гидростатические и пнев-
матические. Нормальные диаметры» и соответствующие им площади
приведены в табл. 96 (звездочками указаны размеры дополнитель-
ного ряда). При выборе размеров диаметров основной ряд следует
предпочитать дополнительному. Значения, выходящие за пределы
указанных рядов, следует выбирать в соответствии с ГОСТ 6636—69
«Нормальные линейные размеры». Для диаметров до 10 мм это ряд 2;
(3); 3,2; 4; 5; (6); 8; (9) мм (в скобках дан дополнительный ряд).
200
Таблица 96
Нормальные диаметры
Цилиндры, поршни, плунжеры Штоки
диаметр, мм площадь, м2 •104 диаметр, мм площадь, м2 •104 диаметр, мм площадь, м2-104 диаметр, мм площадь, м2 • Ю4
10 0,785 140* 154 10 0,785 90* 63,6
12 1,13 160 201 12 1,13 100 78,5
16 2,0 180* 255 14* 1,54 110* 95
20 3,14 200 314 16 2,0 125 122,7
25 4,9 220* 380 18* 2,55 140* 154
32 8,04 250 491 20 3,14 160 201
36* 10,18 280* 616 22* 3,8 180* 255
40 12,57 320 804 25 4,9 200 314
45* 15,9 360* 1018 28* 6,16 220* 380
50 19,6 400 1257 32 8,04 250 491
55* 23,8 450* 1590 36* 10,18 280* 616
60 28,3 500 1960 40 12,57 320 804
70* 38,5 560* 2463 45* 15,9 360* 1018
80 50,3 630 3117 50 19 6 400 1257
90 63,6 710* 3959 55* 23,8 450* 1590
100 78,5 800 5027 60 28,3 500 1960
110* 95 900* 6360 70* 38,5 560* 2463
125 122,7 80 50,3 630 3117
Примечания: 1. Величины площадей в таблице увеличены в Ю4 раза, поэтому
фактическое значение площади необходимо разделить на Ю4. Например, для диаметра
100 мм площадь составит 78,5 • 10“4. 2. Значения со звездочкой менее предпочтительны.
Расчет основных параметров цилиндра. Движущее усилие Т
на штоке или плунжере
T=^p-Rw-Rn-R^
T=--±-(D*-&)p-Rm-Rn-RT, Н,
где D — диаметр поршня, м;
d — диаметр штока, м;
р — избыточное давление в рабочей полости, Па;
— усилие трения уплотнения штока, Н;
Нп — усилие трения уплотнения поршня, Н;
7?г “ усилие сопротивления от вытекания масла из противопо-
ложной полости цилиндра, Н.
Усилие трения уплотнений штока R ш зависит от величины давле-
ния на контактную поверхность рк, коэффициента трения /, вели-
чины контактной поверхности S = ndb, где d — диаметр в уплотняе-
мом месте, b — ширина уплотнения, т. е.
/?ш = /л dbpK.
201
При работе на масле значения коэффициента трения движения
для уплотнений кольцами круглого сечения можно принимать по
данным Т. М. Башты из графика, приведенного на рис. 86. Коэффи-
циент трения покоя резины по стали при обильной смазке по данным
ряда исследований можно принимать равным 0,1—0,2.
Давление на контактную поверхность рк зависит от давления
предварительного сжатия уплотнения (монтажное давление) р0 и да-
вления рабочей жидкости на уплотнение р, т. е.
Рк = Ро + Р, Па-
Давление на контактную по-
верхность р0, возникающее при
монтажном сжатии уплотнитель-
ных резиновых колец круглого
Рис. 87. Зависимость контактного
давления от относительного сжатия
резинового кольца: 1— твердостью
по Шору 70—75; 2— твердостью по
Шору 50—55
Рис. 86. Зависимость коэффициента тре-
ния резинового уплотнительного кольца
от давления жидкости
сечения (по ГОСТ 9833—61), определяется по формуле
p^kWm.
где W = —- — относительное сжатие кольца;
«2
d2 — диаметр поперечного сечения резинового кольца,
мм;
h — глубина канавки для уплотнительного кольца, мм;
кит — постоянные, значения которых для W 0,25 сле-
дующие:
Твердость резины по Шору.............
Постоянные:
к................................
тп ..............................
50—55 70—75
1,96 • 10е 3,35 • 106
0,5 • 0,52
Значение р0 для круглых резиновых колец можно определять
также по графику (рис. 87). Приведенная зависимость сохраняется
до температуры —20° С. При понижении температуры ниже —30° С
происходит резкое падение монтажного контактного давления.
202
Величина b при уплотнении круглыми резиновыми кольцами
6-3d2W, м.
Давление на контактную поверхность pQ, возникающее при мон-
тажном сжатии резиновых манжет уменьшенного сечения по нор-
мали МН 5334—64, можно принимать равным 2 МПа (20 кгс/см2),
а для манжет по ГОСТ 6969—54— равным 1,5 МПа. В качестве вели-
чины b принимается высота манжеты (размер вдоль оси цилиндра).
Усилие трения уплотнения поршня 7?п в случае мягких резино-
вых уплотнений следует подсчитывать по формуле для 7?ш.
Усилие сопротивления от вытекания масла из противоположной
полости цилиндра
/?r=.^(Z)2_d2)pni или Rr^^pnt
где рп — давление подпора, которое в случае непосредственного
слива через золотник в бак равно гидравлическому со-
противлению магистрали слива.
Для ориентировочных расчетов можно пользоваться упрощен-
ными формулами для вычисления движущего усилия
Г=1(Р2_(Р)(^з)) или Т^^-(р-З).
Коэффициент полезного действия гидроцилиндра без учета объем-
ных потерь вычисляется по формуле
Т Т
п = —кз—» или Л —--------------
^~Р JL(D2-d2)p
4 4
в зависимости от того, в поршневую или штоковую полость подведено
давление, где Т — усилие, вычисленное по формуле с учетом всех
сопротивлений.
Скорость движения штока цилиндра (7Ш связана с расходом Q
и в общем случае определяется одним из выражений в зависимости
от того, в какую полость подведена жидкость,
Т7 *0 гт _ 4<2
Л(£)2 — J2) ’ ПЛИ л£>2 •
При условии соотношения между диаметрами штока и поршня
, D
d = цилиндров с односторонним штоком можно получить оди-
V £
наковые скорости и усилия при движении в обе стороны. Для этого
необходимо при прямом ходе (выдвижении штока) подавать жидкость
в обе полости цилиндра, а при обратном — только в штоковую по-
лость. Такой способ включения цилиндра называется дифферен-
циальным. Скорость движения в этом случае
иш
4(2
ПЙ2
203
Предварительный расчет цилиндров на прочность производится
по следующим формулам:
0,4г2 + 1»ЗЯ2
_ г2 >
где R — наружный радиус цилиндра, м;
г — внутренний радиус цилиндра, м;
ор — допускаемое напряжение растяжения, Па;
о — напряжение внутреннего волокна стенки цилиндра от да-
вления, Па;
ру — условное давление жидкости, превышающее примерно на
20% рабочее давление, Па.
Запас прочности
От
О ’
где — предел текучести при рабочей температуре стенки ци-
линдра;
о — наибольшее
Рис. 88. К расчету дна
цилиндра
напряжение в стенке цилиндра.
Для цилиндров, работающих при дав-
лениях до 30 МПа (300 кгс/см2), запас
прочности п 3.
Расчет стенок цилиндра при соотноше-
нии R/r 1,18 можно вести по упрощен-
ной формуле
R — r
_ РуВ
2ор
Толщина S плоского дна цилиндра
(рис. 88)
6 = 0,433(7 1/-Л-, или <т = -^-7?2,
Г LaJ 4О2
где [о] — допустимое напряжение растяжения материала дна ци-
линдра.
Большинство поршней соединяется со штоком с помощью резьбы.
Важным для прочности является размер диаметра проточки под
резьбу dn. Он определяется по методике Гипроуглемаша формулой
1ЛЗрПр£>2
Ъ-------------’ м’
3,21рПр
гДв рПр — пробное давление, Па;
от — предел текучести материала штока, Па;
204
пе — коэффициент запаса по пластическим деформациям; при-
нимается равным 1,5.
Наиболее компактным и выдерживающим значительные нагрузки
является соединение труб цилиндров со втулками или поршней со
штоками с помощью закладных колец, изготовленных из пружинной
проволоки II по ГОСТ 9389—60 (рис. 89).
Ширина В разреза кольца определяется из условия разборки со-
единения
л (й Т‘4)-В = nD — Д,
откуда
В = ndK + Д, мм,
где Д — гарантированный зазор при сжатии кольца, равный при-
мерно 1,4—3 мм.
Рис. 89. К расчету соединения закладными кольцами труб цилиндров с втул-
ками или поршней со штоками:
1 — труба; 2 — втулка; 3 — кольцо
Элементы соединения рассчитываются на срез и смятие. Напря-
жение среза кольца тк и трубы ттр
_ т
Тк~ (nD-B)dK ’
Т
Ттр“ [n(Z>+dK)-B + dK]Z ’
где Т — нагрузка, Н;
I — длина срезаемой цилиндрической поверхности, м.
Запасы прочности по напряжению среза кольца и трубы
пт = —>1,25; п[ = ^>1,25; гт = 0,6ат,
тк Ттр
где тт и т7 — предел текучести на срез материалов кольца и трубы,
Па;
о7 — предел текучести, Па.
205
Напряжение смятия втулки и запас прочности по напряжению
смятия па:
_ 1.275Т
СТсм- в 2DdK — ’
Па--^^(0,8 4-1).
°См. в
Напряжение смятия трубы и запас ее прочности по напряжению
смятия Па определяются следующим образом. Площадка смятия трубы
определяется дугой NM (см. рис. 89). Особенность контакта кольца
с трубой заключается в том, что на кромке канавки имеется закруг-
ление радиусом BN, равным 0,5 мм. Из подобия треугольников АВС
и ENC определяем EN см, так как АВ =
= BN = 0,5 мм, a NC = X и ВС = А -|- 0,05.
Диаметр
0,1 tL
г 2EN --=D г угг гтг- , см.
1 0,1 -Нк
Отсюда
1.275Г
см т ~ (£-Нк)2 - ;
«о--22- >(0,8 ^1,0).
Чем. т
В соединении поршень — шток рассчитываются следующие эле-
менты: смятие опорной кольцевой площадки поршня на шток, смя-
тие опорной поверхности гайки и поршня с учетом усилия затяжки.
Т
Расчет ведется по формуле Сем =-у, где Т — действующее усилие;
5 — площадка смятия. Для учета усилия затяжки величина дей-
ствующего усилия увеличивается на 25%.
Напряжение смятия резьбы и запас ее прочности подсчитываются
по формулам
Па
Р ^СМ. р
где du и dB — наружный и внутренний диаметры резьбы, м;
Н
z — число витков гаики, равное —;
Н — высота гайки;
s — шаг резьбы.
При тяжелых условиях нагружения для мелких резьб не реко-
мендуется брать -у- = 15 -4- 18, а для крупных резьб -у- = 8.
206
Напряжения, действующие в проточке для выхода резца при
нарезке резьбы,
<тпр = Vо2 Зт2; П = ;
нр * ' ла2 ’
6,25 W
Т ds ’
где аПр, пит — напряжения приведенное, растягивающее и каса-
тельное, Па;
Т — действующее усилие, Н;
d — диаметр проточки, м;
dQ — средний диаметр резьбы, м;
= 0,07 — коэффициент, учитывающий трение и угол наклона
резьбы для стали по стали при наличии смазки.
Запас прочности по напряжениям в проточке
ппР = -^->1,25.
°Пр
Напряжение среза витка и запас прочности
т = п = —>1,25,
где [3— коэффициент профиля резьбы, равный для квадратной
резьбы 0,5, для трапецеидальной 0,68, для треугольной 1;
п — запас прочности среза па напряжение;
[т] — допускаемое напряжение при срезе,
[т[ = (0,23)сгт;
от — предел текучести материала винта или гайки.
7-2. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЦИЛИНДРА
Большинство гидравлических цилиндров крепится на машине шарнирно,
т. е. имеет на штоке и задней головке проушины, шаровые опоры или
цилиндрические цапфы. Зазоры в подвижных соединениях шток — букса
и поршень —цилиндр приводят к перекосу продольных осей штока и цилиндра
ври эксцентричном приложении нагрузки, избежать которого не удается пз-за
трепня в опорах. Таким образом, расчетная схема цилиндра должна отра-
жать все эти условия (рис. 90).
Проверочный расчет гидравлических цилиндров на прочность, рекомен-
дуемый ОСТ 24.070.11, заключается в определении результирующих напря-
жений, критических сил и запасов прочности в принятых расчетных сечениях
цилиндров и штоков и сравнении их с допустимыми запасами.
Исходные данные для расчета. Геометрические размеры элементов рас-
считываемого цилиндра в метрах должны быть взяты из чертежа (рис. 90, а).
Всем величинам, относящимся к цилиндру, присваиваем индекс 1, а к
шгоку —индекс 2. Расчетное усилие цилиндра Г, Н: модуль упругости мате-
риала Е 2,06 • 1011 Па; коэффициенты трения в опорах pi = = Р — 0,15 для
обработанных поверхностей и 0,2 4- 0,3 для необработанных; давление
рабочей жидкости р, Па; марка стали и твердость материалов цилиндра
и штока. Предел текучести материалов цилиндра и штока от, Па.
207
Геометрические характеристики сечений: угол перекоса между осями
Д1
’Yl=~, рад (Рис- 90, «); радиусы кругов трения Pi = Pi#i, p2 = P2^2, м;
площадь сечения штока Г2 =dfB), м2; моменты инерции /1 = 0,05 X
х (^ih~^ib) и /2 = 0,05 (dfH —d4B), м4; моменты сопротивления ТГ1Н= У1
«1Н
и = м3.
«1В
Рис. 90. Гидравлический цилиндр с шарнирными опорами:
а — размеры цилиндра; б — расчетная схема
Определение прогибов. 1. Коэффициенты нагруженности:
Г -^«/1 * Г 2
2. Тригонометрические величины:
Сц = cos b±li'f
«и = sin bill,
c2i — cos &2h;
$21 = sin 62Zi;
-C22 — COS b2l2't
$22 ~ sin fr2Z2.
При дальнейшем расчете тригонометрические величины подставляются
со своими знаками.
3. Промежуточные величины:
, bl
^1A = C11C21 + -^- SllS21i
d IB — C215ll------C11S21;
h ^1
hlA ~ clls21------Г— ^215li;
°2
bl
h'lB — sns21 + C1YC21\
208
Yis=-i—м; Yic=4-c2i; t]2=-PAa-Yic;
v4 °2
02-=-~----(Pi^ia+Vis)-^1 •
*22 *22
4. Произвольные постоянные интегрирования:
в1 =-----9а~\ 8^13^+^-,
1»Т is s22
-41= Pi; -42 = 41d14+B1d1B+Yls.
5. Расстояния, определяющие положение наибольших прогибов,
1 . Bt 1 . В2
Я1 = —arctg^-; г-2 = —arctg-j-, м.
Если полученные значения и х2>12, то наибольшие прогибы опре-
деляются на концах первого и второго участков путем подстановки значений
= h и #2 — Z2.
6. Расчетные прогибы:
У1 = Xi cos &1ГГ1 +sin &1ГГ1; у2~ Л2 cos 62а?2 + ^2 sin ^2^2» м*
Расчет на прочность при рабочем давлении в цилиндре. 1. Напряжения
изгиба в наружной и внутренней поверхностях цилиндра от продольной силы:
пп. н ~ тт/ > Па; ои. в = ттУ1 , Па.
2. Напряжения в наружной и внутренней поверхностях цилиндра
от внутреннего давления жидкости:
О/н = 2р d2dl^d2 ; р<в = Р rf2gjz|r; °г = ~Р, Па.
°1Н “1В аЩ а1В
3. Результирующие напряжения в цилиндре.
В наружной поверхности стенок
<Ь1н = V «И. н-Ои.но/н + о?н > Па.
Внутренняя поверхность стенок:
на растянутом волокне
аэ1в— V 0,5 [(пи, в — <?/в)2+(°7в —0г)2+(<Ъ-—аи.в)2]’»
на сжатом волокне
аэ1в — 1^0,5 [(Пи, В — П/в)2 + (О/В —Пг)2+ (пг — Пи,в)2]»
Составляющие в эти формулы подставляются со своими знаками — растя-
гивающие со знаком плюс, сжимающие со знаком минус, т. е. в формулу
для определения о^в напряжение ои в подставляем со знаком плюс, а в фор-
мулу для определения о^в напряжение ои< в —со знаком минус.
4. Напряжения изгиба, сжатия и результирующее для штока:
Ту2 Т I тт
Пи2 — тт/'"' ', пс2 = -=— • п2-пИ2 + пс2, Па.
Ру 2 /*2
14 Заказ 78 209
Рис. 91. График для определения критической силы для |/-yi-— 1,1 4-1,6:
Рис. 92. График для определения критической силы для = 2
3-}Ayi. = 4; 3|-|/'21- = 3; 4-]Л^р- = 2,5; 4 - ]/" = Ъ
’ V 2 г «/2 Г V 2 r J-2 r Jt
14*
5. Запас прочности в цилиндре и штоке:
„ _____ ат1 . „ ______ °^т2 . \ _ л 9
72Т1 — —---- ^Т2 — ~, 7гТ1 — 1'2,
Оэ1в О2
/гт2 > пд = 1,2; ид —1,2—допустимый запас прочности.
При определении запаса прочности берутся наибольшие значения из o^iHr
^эхв» ^aiB-
Расчет на упругую устойчивость заключается в определении величины
критической силы и запаса устойчивости и сравнении последнего с допусти-
мым. По графикам (рис. 91 и 92) в зависимости от величин 1/ и 12
Т J 2 ^2
1 Г К п у
определяется величина у . Графики построены для величин, выражен-
ных в следующих единицах: Ук — в кгс, J2 —в см4, Z2 —в мм. Для дальней-
шего расчета значения у -~-9 найденные пп графикам, нужно умножить
на 3,16 • 104. Величина критической силы
Гк = (/Й')”/2’ н-
На графиках для каждой длины Г2 дано семейство кривых, пронумерован-
ных сверху вниз. Каждой кривой соответствует свое значение 1/ ,
Г J 2
например, на рис. 92 для длины Zj = 200 мм кривая 5 приведена
|/Г^- = 2. Соответственно для каждой длины Г2 пятая кривая сверху в
так,
для
этом
семействе будет иметь у — — 2.
Запас упругой устойчивости сравнивается с допустимым, равным 1,2:
Т
— пуд = 1, 2.
Приведенная методика расчета применима для 1/^-= 1,1 -ь 5; 200
У J 2
1а < 2000 и 0,3 < 4*- < 2,5.
^2
7-3. ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИЛОВЫХ
ЦИЛИНДРОВ
Конструкции цилиндров могут быть самыми разнообразными и за-
висят от подвода жидкости, способа крепления цилиндра и штока на
машине, соединения крышек с трубой цилиндра, уплотнений поршня
и штока, конструкции деталей цилиндра и применения разных при-
способлений.
Плунжерные цилиндры — это цилиндры одностороннего силового
действия, их конструкция наиболее проста. Поршень у них отсут-
212
ствует, а усилие передается непосредственно плунжером, касающимся
цилиндра в месте уплотнения.
Плунжерные цилиндры в большинстве случаев
устанавливаются вертикально и опираются на подвижную часть
машины. При таком расположении рабочий орган поднимается благо-
даря давлению жидкости, воспринимаемому плунжером и цилинд-
ром, а опускается под действием веса конструкции, связанной с
выдвигающейся частью при соединении полости цилиндра с трубопро-
водом, отводящим рабочую жид-
кость в бак.
Типовая конструкция плун-
жерного цилиндра представлена
гидростойкой забойной секции
крепи (рис. 93). Корпус цилиндра
1 выполнен в виде трубы, име-
ющей сферическое дно. Плунжер
2 также состоит из трубы с при-
варенной сферической опорой 4.
Уплотнение 3 герметизирует рабо-
чую полость цилиндра. Плунжер
2 упирается в основание секции 5.
Жидкость в цилиндр подводится
по трубопроводу 6. Цилиндр 1 при
движении направляется расточкой
стакана 7, а своим дном 8 под-
жимает рессорное перекрытие 9 к
кровле выработки.
Поршневые цилиндры
Рис. 93. Плунжерный цилиндр гп-
дростойки забойной секции крепи
являются цилиндрами двусторон-
него силового действия. Они бы-
вают с одно- и двусторонним што-
ком. Наибольшее распростране-
ние в горных машинах получили
цилиндры с односторонним
штоком.
Поршневой цилиндр (рис. 94, а) состоит из трубы 9, штока 8Г
имеющего резьбовый конец 15, поршня 5, передней крышки 11, кре-
пящейся к цилиндру гайкой 12, задней крышки 19, приваренной
к трубе цилиндра, подводящих штуцеров 2 и уплотнений. Труба 9,
образующая основной рабочий объем, имеет тщательно обработан-
ную поверхность, по которой и совершает в процессе работы воз-
вратно-поступательные движение поршень 5 с уплотнениями 4, удер-
живающимися упорами 3. Шток 8 в зависимости от длины и нагрузок
или других факторов может быть сплошным или пустотелым. Пусто-
телые штоки, как правило, выполняются срарными.
В проушину крышки 19 запрессована втулка 1 для шарнирного
соединения с органами машины.
Шток движется в бронзовой втулке 16, запрессованной в перед-
нюю крышку 11. Рабочие поверхности штока в последнее время
213
подвергают хромированию, улучающему его износостойкость и анти-
коррозионные свойства.
Крепление поршня 5, уплотненного кольцом 6, на штоке 8 осу-
ществляется застопоренной гайкой 17. В передней крышке 11 раз-
мещаются уплотнение 10, герметизирующее место соединения
крышки с трубой 9 цилиндра, штоковое уплотнение 13 и чистиль-
щик 14.
21
Рис. 94. Поршневые цилиндры
Кроме конического хвостовика 18 перед поршнем устанавли-
вается конус 7. Конические поверхности предназначены для смягче-
ния ударов в конце хода. При движении штока 8 влево в конце хода
хвостовик 18 входит в отверстие задней крышки. Вытесняемая из-под
поршня жидкость проходит через образовавшуюся кольцевую щель
с большим сопротивлением, создавая противоположно направленное
усилие. Происходит смягчение удара, притормаживание.
Передняя и задняя 20 (рис. 94, б) крышки цилиндра стянуты
214
планкой 25, шпильками 24 и гайками 21. Герметичность узла задней
крышки достигается резиновыми кольцами 22 и 23.
В некоторых случаях подвести жидкость к цилиндру штуцерами
и трубопроводами нельзя. Тогда применяется подвод через полый
шток. В трубчатый шток 29 (рис. 94, в) вварена трубка 28, сообща-
ющая поршневую полость цилиндра с подводящими каналами через
отверстие в хвостовике штока 27. Последний крепится в корпусе
с подводящими каналами болтами 30 и фланцем 31. Уплотнения 32
разделяют подводящие каналы. Задняя крыщка имеет шаровую по-
верхность 26 для шарнирного соединения с машиной.
Телескопические цилиндры применяются в тех
случаях, когда требуется при небольших размерах цилиндра по длине
получить значительную величину рабочего хода. Такие цилиндры
могут быть одно- и двустороннего действия.
Рис. 95. Телескопический поршневой цилиндр
Телескопический цилиндр такого исполнения показан на рис. 95.
Его полый шток 1 перемещается во втулке 2 до упора в нее поршня 5,
после чего начинает перемещаться промежуточный цилиндр 3 по
аналогичной втулке цилиндра 4 до упора в нее поршня 6. Таким
образом, общее перемещение штока составит Н t + Н 2. Поршни
уплотнены манжетами 7. Штоковые полости питаются жидкостью
по каналу 10, трубке 8 и отверстию в промежуточном цилиндре 3.
Жидкость в поршневые полости поступает по каналу 9 и штоку 1.
Конструктивные элементы цилиндров
Конструкции цилиндров отличаются одна от другой не только
принципом действия, но и своими элементами. К числу отличитель-
ных элементов можно отнести узлы крепления крышек, конструк-
ции поршней, штоков, плунжеров и демпферных и тормозных уст-
ройств.
Наиболее распространенное крепление крышек к цилиндру флан-
цевое (рис. 96, а). К трубе приваривается фланец, к которому с по-
мощью болтов крепится крышка. Вариант этого крепления, но без
приварки фланца, показан на рис. 96, б. Фланец крепится с помощыа
215
разрезного кольца, вставленного в канавку трубы и охваченного
его заточкой.
В конструкциях цилиндров Гипрорудмаша применяется крепле-
ние с помощью шпилек, стягивающих обе крышки (рис. 96, в).
Соединение с помощью разрезных наружных (рис. 96, г) и вну-
тренних (рис. 96, д) колец очень удобно, так как позволяет обхо-
Рис. 96. Различные конструкции крепления крышек
цилиндров
диться без сварки деталей цилиндра. Крепление крышек внутренней
(рис. 96, е) и наружной (рис. 96, ж) резьбой является довольно рас-
пространенным решением.
Наиболее простой способ крепления крышек к цилиндру — это
сварной (рис. 96, з), однако он имеет существенные недостатки, так
как затрудняет чистовую обработку зеркала цилиндра и может со-
провождаться изменением формы соединяемых деталей при сварке.
Несмотря на это, сварное соединение крышек довольно широко рас-
пространено, так как позволяет уменьшить размеры соединения.
216
В последнее время находят применение крепления передней
крышки к цилиндру круглым закладным кольцом (см. рис. 89).
Наиболее распространенными конструкциями поршней цилинд-
ров угольных машин являются приведенные на рис. 97, а и б. Рабо-
чая поверхность поршня (см. рис. 97, б) наплавлена бронзой
Бр.КМц 3-1 (ГОСТ 493-54) или латунью ЛЖМЦ 59-1-1 (ГОСТ
1019—47). Поршни этих конструкций уплотняются манжетами. В по-
следнее время наплавку производят только на центральном пояске
поршня, а крайние пояски делают диаметром несколько меньшим
центральных.
На рис. 97, в изображена конструкция поршйя, облегчающая
монтаж манжетных уплотнений.
Стремление к экономии цветных металлов привело к созданию
сборных конструкций поршней (рис. 97, г), состоящих из нескольких
Рис. 97. Поршни
частей, например, двух стальных и одной бронзовой шайбы, приле-
гающей к рабочей поверхности цилиндра.
Поршень, показанный на рис. 97,д, отличается от поршня, при-
веденного на рис. 97, в, наличием наплавленного пояска.
Соединение поршня со штоком уплотняется резиновыми коль-
цами круглого сечения. Для этого в поршнях предусмотрены соответ-
ствующие канавки. Как правило, канавки делаются в поршне, а не
в штоке, чтобы не ослаблять последний.
Штоки и плунжеры бывают цельными или сварными. Они могут
оканчиваться плоским или вильчатым ухом, шаровым или резьбо-
вым концом для присоединения деталей крепления. Штоки и плун-
жеры изготовляются из качественной или нержавеющей стали. По-
верхность их при необходимости хромируется для придания анти-
коррозионных свойств и увеличения износостойкости. Штоки боль-
ших размеров изготовляются полыми (см. рис. 94, в). Наиболее
употребительные конструкции штоков показаны на рис. 94, а—в.
Корпуса'цилиндров, как правило, изготовляют из стальных бес-
шовных горячекатаных труб по ГОСТ 8732—70 и лишь в особо от-
ветственных случаях применяют кованые цилиндры. Конструкция
корпуса зависит от крепления крышек (см. рис. 96), а также от кре-
пления цилиндра на машине. Материал корпусов — высококаче-
ственная конструкционная сталь 35 и 45 по ГОСТ 1050—60 или
217
легированная сталь ЗОХГС по ГОСТ 4543—71. На концах внутренней
поверхности трубы должны быть предусмотрены пологие фаски (15°).
Цилиндры Могут быть снабжены специальными устройствами,
к которым относятся тормозные устройства, механические замки,
перепускные клапаны. В горных машинах наибольшее распростра-
нение получили демпферные устройства, применяющиеся для смяг-
чения удара в конце хода (см. рис. 94, а).
Чистильщики применяют для очистки от грязи, попадающей по
штоку или плунжеру в цилиндр. Резиновые чистильщики обычно
имеют внутренний диаметр меньше диаметра штока (рис. 98, а—в).
Благодаря натягу грязь усом снимается с поверхности штока при
втягивании его в цилиндр. Конструкция чистильщика из полихлор-
винила или капрона показана на рис. 98, г.
Чистильщик из набора стальных пластин (рис. 98, д) рекомен-
дуется для малоответственных уплотнений или как дублер впереди
Рис. 98. Чистильщики силовых цилиндров
резинового чистильщика. Наиболее распространены резиновые чи-
стильщики с твердостью резины 80—100 единиц по Шору или ре-
зинопластмассовые .
7-4. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ РЯД И РЯД ТИПОРАЗМЕРОВ СИЛОВЫХ
ЦИЛИНДРОВ ДЛЯ ГОРНЫХ МАШИН
В настоящее время осваивается производство силовых цилиндров
для горных машин (кроме крепей), разработанных на базе
ОСТ 24.073.03. Эти цилиндры делятся на две группы: с подводом
рабочей жидкости через корпус цилиндра и с подводом через шток.
На рис. 99 приведены исполнения типовых цилиндров. По способу
подвода цилиндры, в свою очередь, делятся на ряд моделей, обозна-
чаемых цифрами от 1 до 5. Вид крепления модели обозначен второй
цифрой. Например, обозначение гидроцилиндр К32.100.125 озна-
чает: гидравлический цилиндр с подводами, расположенными на
корпусе цилиндра (буква К), 3-я модель по схеме подвода жидкости
(по подводам графа 3 — оба подвода в одну сторону) и 2-я модель
218
Рис. 99. Испол-
нения типовых
цилиндров
Рис. 101. Гнезда для подсоединений рукавов и трубопроводов к цилиндрам:
а — поджимное соединение без проточки; б — поджимное соединение с проточкой; в — при-
жимное соединение
Рис. 102. Основные и испол-
нительные размеры чистиль-
щиков типа РП:
а — чистильщик; б — кольцо;
в — манжета
по способу крепления цилиндра (по виду крепления графа 2 — два
цилиндрических шарнира), 100 — диаметр цилиндра в мм, 125 —
ход поршня в мм, буква Ш обозначает подвод через шток. Предусмо-
трены внутренние диаметры цилиндров 60, 80, 100, 125, 140, 160
и 200 мм и соответственно диаметры штоков 36, 45, 55, 70, 70, 90
и 110.
Диаметры цилиндров, штоков и величины хода поршня приве-
дены в табл. 97, длина цилиндров разных типоразмеров дана
в табл. 98, размер L указан на рис. 99 и 100. Цилиндры рассчитаны
на работу при давлении 20 МПа (200 кгс/см2).
Таблица 97
Диаметры цилиндров'/) и ни оков d, величина хода поршня, усилие на
штоке при давлении 200 кгс/см2
В, мм d, мм Усилие на штоке, Н Ход поршня 1, мм Диаметр подводящего отверстия di, мм
поршневая полость штоковая полость
60 36 56 600 36 050 40—630
80 45 100400 68 800 40-800 8
100 55 157 000 101 000 50—1000
125 70 244 800 168 000 80-1250
140 70 307 200 227 000 80—1400 12
160 90 402 000 274 000 140-1600
1 200 | 110 | 628 000 | 439 000 160-2000 1 16
Примечания: 1. Для ходов поршня взят ряд 40, 50, 60, 70, 80, 90,100, НО,
125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900,
1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2Q00 мм. Обозначение, например, 80-1250 для JD =
= 125 мм означает, что взята часть ряда от 80 до 125 0, включая все промежуточные
значения ряда. 2. Усилия на штоке приведены без учета потерь на трение и др.
Таблица 98
Размер L— I для разных типоразмеров цилиндров, мм
Диаметр цилиндра, мм КЦ,К21, К31,К41, К51, К61 К12,К22, К32, К42, К52,К62, К23, кзз, К43,К53, К63 К24,К34, К44, К54, К64 К35,К45, К55, К65 ши а Ш32 Шзз Ш14 Ш24, Ш34 Ш25 Ш35
А Б А Б А Б А Б А Б
60 165 168 190 204 170 185 183 201 235 238
80 177 187 214 231 177 198 195 226 262 272 177 214 234 215 195 215 282 282
100 211 226 258 273 229 249 239 284 298 313 211 258 268 249 239 249 313 308
125 244 264 291 341 259 292 269 322 336 356 244 291 31-6 309 269 291 361 376
140 258 273 312 350 268 301 283 331 350 365 258 312 342 323 283 313 380 390
160 278 295 340 378 300 335 313 365 375 392 278 340 372 350 313 345 407 412
200 333 349 415 458 364 414 378 444 435 451 333 415 451 424 378 414 471 481
221
Наименьший диаметр цилиндра при подводе жидкости через шток
80 мм, диаметр штока 45 мм, наибольший ход штока 320 мм.
На рис. 100 приведен наиболее распространенный цилиндр типа
К32.
Конструкции цилиндров с подводом рабочей жидкости через кор-
Гис. 103. Размеры канавок для уста-
новки чистильщиков типа РП:
а — осевая сборка; б — радиальная сборка
пус предусматриваются двух
вариантов:
вариант А — с нормальны-
ми отверстиями в проушинах
и нормальными сферическими
опорами (шарнирами), напри-
мер К32А.100.125;
вариант Б — с увеличенны-
ми отверстиями в проушинах и
удлиненными сферическими опо-
рами, например К32Б.100.125.
Для подвода рабочей жид-
кости к цилиндрам допуска-
ются два типа подсоединении
рукавов и трубопроводов: под-
жимное и прижимное, которые
обозначаются цифрами соответственно 1 или 2 перед шифром ци-
линдра, например 1К32А.100.125 или 2К32А.100.125.
На рис. 101 приведены гнезда для подсоединения рукавов и тру-
бопроводов обоих типов, а в табл. 99 даны их размеры.
Таблица 99
Размеры гнезд для подсоединения рукавов* и трубопроводов к цилиндрам
:5 ~ Размер (см. рис. 101), мм
й Е К о - Сев
ао д н g « >•« к dt L d7 4 4 (А7) о
и §5 тз тз тз -а тз тз 43
8 М 20X1,5 8 16 18 20,7 28+0,28 8 М16х 1,5 16,5 18,8 4 23
12 М24х1,5 12 20 22 24,7 28+0,28 12 М20Х1.5 20,5 22.8 4 23
16 М30х1,5 16 25 27,5 30,7 29+0,28 16 М24М1.5 25,0 28,2 5 24
В цилиндрах горных машин нашли применение резинопластмас-
совые чистильщики типа РП, примененные и в типовых цилиндрах.
Они состоят из резиновой манжеты (резиносмесь КР360-3 по МРТУ
385-6058—65) и пластмассового кольца (смола полиамидная 68 по
ГОСТ 10589—63). Размеры чистильщика и деталей приведены на
рис. 102 и в табл. 100. Обозначается чистильщик, например,
для штока диаметром НО мм так: РП110 X 130, где d — 110 мм,
a Di = 130 мм. Размеры канавок для чистильщиков приведены на
рис. 103 и в табл. 101.
222
Гаи л и ц а
Основные и исполнительные размеры чистильщиков типа РП
Диаметр штока d, мм Размер (см. рис. 102), мм Масса 1000 шт., кг
D в н D1 di С?2 d3 d* d5 h hi hz Лз
36 45 7 ±0,2 46 35,8-од 42-0,2 43 39 35,7_0>в 3,6 4 1,5±0,2 1,4 3,6
45 55 5ф°о-Д 7±0,2 55 44.8-од 51-0, 2 52 48 44,7-0,в 3,6 4 1,5 ±0,2 1,4 5,0
55 70 9 ±0,3 70 54,8_0>б 65-0,4 66 60 54,7-0,8 4,45 6 3±0,3 2 15.0
tc
со 70 85 7,5#;* 9±0,3 85 69,8_о,в 8О_о,4 81 75 69,7_о,9 4,45 6 3±0,3 2 18,0
90 ПО io«;l 10±0,3 ПО 89,8_о, 8 ЮЗ-о, 6 104 97 89,7_!, 2 5,4 7 3±0,3 2,6 36,8
110 130 Юф°о:1 10±0,3 130 Ю9,8_0,8 123_о,б 124 117 109,7-х,2 5,4 7 3±0,3 2,6 44,0
125 145 Юф8;1 10±0,3 145 124,8_а>8 138-0,6 139 132 124,7-х,2 5,4 7 3±0,3 2,6 49,0
140 160 10Й,’! 10±0,3 160 139,8—0,8 153_о,в 154 147 139,7-1,2 5,4 7 _3±0.3 2,6 53,0
160 180 W.'i 10±0,3 180 159,8—1,о ПЗ-о,8 174 167 1э9,7_ х,2 5,4 7 3±0,3 2,6 62,0
Таблица 101
Размеры канавок для установки чистильщиков типа РП
Диаметр штока d, мм Размер (см. рис. 103), мм Биение di и d2 относи- тельно dR, мм
dK (А.) di (А6) d2 (А6) h
36 46 40 43 8+0,36 0,07
45 55 50 52 8+0,36 0,07
55 70 62 67 10+0,36 0,1
70 85 77 81 10+0,36 0,1
90 110 100 106 11+0,43 0,1
ПО 130 120 125 11+0.43 0,1
125 145 135 140 11+0,43 0,1
140 160 150 155 11+0,43 0,1
160 180 170 175 11+0,43 0,1
7-5. ГИДРОУСИЛИТЕЛИ
Гидроусилитель представляет собой следящий силовой привод,
сообщающий ведомому звену движения, согласованные с определен-
ной точностью с входным сигналом при требуемом усилении.
Гидромеханические следящие системы (гидравлические усили-
тели) с пропорциональной обратной механической связью и элек-
трогидравлические системы с электрическим входным сигналом и
обратной связью открывают большие перспективы в области горного
машиностроения. В качестве двигателей в обеих системах могут быть
применены силовые цилиндры и гидродвигатели.
Конструктивно всякая усилительная система состоит из зада-
ющего устройства, командного и исполнительного органов. За-
дающее устройство, или орган управления, представляет собой
приемник сигнала. Это может быть рукоятка или педаль при ручном
управлении, щуп или другое устройство— при автоматическом.
Командным органом в гидравлических системах является рас-
пределитель (золотниковый или клапанный), исполнительным орга-
ном — гидродвигатель той или иной конструкции.
Распространенная в станкостроении гидравлическая схема одно-
коордйнатного следящего устройства применительно к выемочному
комбайну показана на рис. 104.
Выемочный комбайн, перемещаясь вдоль забоя, копирным роли-
ком 3 касается кровли пласта 7 в месте, где уголь вынут. При измене-
нии мощности пласта ролик 3 смещается и сдвигает золотник 4. Жид-
кость поступает в соответствующую полость силового цилиндра на-
клона исполнительного органа 6. Шток 5 силового цилиндра изменяет
наклон бара S, несущего исполнительный орган. Перемещение штока
5 и бара 8 продолжается до тех пор, пока корпус золотника 2,
связанный с ними, не займет положения, при котором подводящие
каналы окажутся запертыми. Пружина 1 прижимает ролик к кровле
224
пласта. Обратная связь осуществляется корпусом золотника, пере
нещающимся вместе со штоком.
В следящем устройстве привода регулирования производитель-
ности насоса (рис. 105) при смещении рукоятки 1 жидкость, перете-
кающая по трубопроводу 13, сдвигает корпус 7 золотника 5 относи-
тельно неподвижного корпуса насоса. При соединении канала 8 с ка-
налом 12 через проточку золотника 5 поршень 10 начнет перемещать
статор 3 насоса с реактивными подшипниками относительно ротора
изменяя эксцентриситет и произ-
водительность насоса. Статор 3,
смещаясь, пальцем 4 передвигает
золотник 5 (обратная связь). Та-
ким образом, статор следит за
положением корпуса 7 золотника
и смещается на такое же расстоя- '3
ние, как и он. При соединении
/2
J 4 5 5 7
// 9 8 7 6 5 *3
Рис. 105. Гидроусилительное устрой-
ство привода регулирования произво-
дительности насоса
Рис. 104. Схема автоматического ре-
гулирования положения исполни-
тельного органа комбайна
канала 12 с каналом 6 происходит обратное перемещение статора.
Шпонка 11 препятствует вращению корпуса 7 в своей расточке, что по-
зволяет компактнее располагать каналы на корпусе. Однако такая
конструкция обладает серьезным недостатком: она требует подачи
сигнала достаточной силы, так как корпус 7 не уравновешен гидра-
влически. Пружина 9 перемещает корпус 7, вытесняя жидкость при
соответственном перемещении рукоятки 1.
Широкое применение следящий гидропривод находит также для
автоматизации угольных машин. В последнее время ведутся работы
по автоматизации подающих частей. При этом наиболее удобными
часто оказываются электр о гидравлические системы. Слабый электри-
ческий сигнал усиливается и преобразуется в достаточное усилие
для выполнения той или иной работы.
В автоматической врубовой машине «Урал-ЗЗА» применен
гидравлический усилитель с обратной связью по перемещению
15 Заказ 78
225
распределительного золотника типа ГУ-3, разработанный в ИАТ АН
СССР (рис. 106).
Часть жидкости основной гидросистемы поступает по каналу 7
через дроссель 8 в камеру питания. 'Давление в этой камере поддер-
живается перепуском масла через пружинный шариковый клапан 4
на слив. Рабочая жидкость по каналу 9 поступает также в камеру
поршня 5, а через дроссель 10 и канал 11 — в рабочую камеру 7.
Из последней по каналу полого золотника 2 жидкость может проте-
кать через щель переменного сопротивления 3 в камеру 6, соединен-
Рис. 106. Гидроусилитель врубовой машины «Урал-ЗЗА»
ную со сливом. Распределительный золотник 2 находится под дей-
ствием сил, развиваемых поршнем 5 и давлением масла в рабочей
камере 1. Давление масла в камере 1 может изменяться в зависимости
от перемещения трубчатого дросселя 13, изменяющего сопротивле-
ние щели 3. Слабый электрический сигнал, поданный на соленоид,
через гайку 12 переместит дроссель 13, что изменит давление в ка-
мере 7. Золотник 2 начнет перемещаться и произведет необходимые
переключения. Перемещение происходит до тех пор, пока давление
в рабочей камере не установится равным первоначальному.
Таким образом, этот гидроусилитель представляет собой следя-
щую систему, в которой распределительный золотник 2 повторяет
движения управляющего дросселя 13. Обратная связь осуществ-
ляется золотником 2.
ГЛАВА 8
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА
Распределительные устройства (распределители) предназначены
для создания определенного направления движения рабочей
жидкости в системе гидропривода.
По принципу действия все распределители разделяются на три
основных типа: золотниковые, крановые и клапанные.
Золотниковый распределитель — устройство, в котором распре-
деление жидкости осуществляется осевым перемещением рабочего
элемента в направлении, перпендикулярном направлению потока
рабочей жидкости.
Крановый распределитель — устройство, в котором распределе-
ние жидкости осуществляется поворотом рабочего элемента вокруг
своей оси, причем направление потока жидкости перпендикулярно
или параллельно оси вращения рабочего элемента.
Клапанный распределитель — устройство, в котором распределе-
ние жидкости осуществляется последовательным открытием и закры-
тием расходных окон с помощью клапанов различных конструкций.
По числу подключенных внешних линий, по которым рабочая
жидкость подводится к распределителю и отводится от него, рас-
пределители разделяются на двухлинейные, трехлинейные, четырех-
линейные и т. д.
Двухлинейный распределитель предназначается для запирания
потока жидкости или свободного пропуска его от одного окна к дру-
гому.
Трехлинейный распределитель применяется в основном для управ-
ления гидродвигателем одностороннего действия, когда окно пита-
ния гидродвигателя необходимо соединить с источником давления
или с резервуаром.
Четырехлинейный распределитель, получивший наибольшее рас-
пространение, предназначен для подачи жидкости под давлением
в рабочую полость гидродвигателя и одновременного отвода ее из
противоположной полости на слив.
Многолинейный распределитель применяется для управления
в определенной последовательности несколькими гидр о двигателями
и чаще всего используется в гидросистемах механизированных
крепей.
По числу положений (позиций) рабочего элемента распределители
разделяются на двухпозиционные, трехпозиционные, четырехпозици-
онные и многопозиционные. Рабочий элемент фиксируется в заданных
15* 227
положениях с помощью стопора или центрирующей пружины.
В первом случае перемещение рабочего элемента во все положения
производится оператором, во втором — в одно из своих положений
(обычно нейтральное) рабочий элемент возвращается автоматически
после снятия усилия управления.
По способу управления различают распределители с механиче-
ским (ручным), гидравлическим, электрическим, пневматически^
и комбинированным управлением.
8-1. ЗОЛОТНИКОВЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ
Золотниковые распределители являются самыми распространен-
ными в гидравлических системах горных машин. Основными преиму-
ществами этих распределителей по сравнению с другими являются:
Рис. 107. Расчетная схема золотни-
кового распределителя
простота конструкции; относительно малые усилия (при соответ-
ствующем изготовлении), необходимые для перемещения золотника;
меньшая чувствительность к загрязнению рабочей жидкости; высо-
кая надежность в работе.
Наиболее простыми из золотниковых распределителей являются
цилиндрические золотники (рис. 107), в которых рабочий элемент-
плунжер 1 с несколькими кольцевыми проточками перемещается
К определению ак-
силы потока жид-
кости
в осевом направлении в гильзе (втулке) 2 с окнами для подвода и от-
вода рабочей жидкости.
Уплотнение цилиндрических рабочих поверхностей создается
благодаря сохранению зазоров между гильзой и плунжером, вели-
чина которых S = 0,003 4“ 0,015 мм.
Основные параметры золотниковых распределителей при проек-
тировании определяются или выбираются по табл. 102, рис. 107
и 108; они должны соответствовать ГОСТ 14063—68 «Аппаратура гид-
равлическая и пневматическая. Основные параметры», ГОСТ 13825—
68 «Номинальные потоки жидкости» (см. табл. 13) и ГОСТ 12447—67
«Нормальные диаметры» (см. табл. 17).
228
Таблица 102
Определение и выбор основных параметров золотникового распределителя
(см. рис. 107 и 108) [1. 6, 7, 8, 27, 36, 49, 63]
Параметр Зависимость
Наибольшая потреб- ная площадь сечения рабочего окна а Стах — г » где Ар —перепад давления на рабочем окне при наибольшем расходе жидкости, величина которого не должна превышать примерно 0,5% рабочего давления; Стах ~наибольший заданный расход жидкости; р — плотность жидкости; р — коэффициент расхода; для минеральных масел можно принимать р = 0,57 4-0,65
Площадь поперечного сечения *$к и диаметр соединительных каналов dK в любом месте рас- пределительного уст- ройства cl * Со l! н ' Со 4Й "
Допускаемая скорость движения жидкости во внутренних каналах v в зависимости от давле- ния на входе рн Рн, МПа 1 0,3 I 0,5 I 1 I 2,5 1 5 1 10 1 15 1 20 г, см/с | 100 1 125 [ 160 | 250 I 375 I 550 I 675 1 750
Диаметр цилиндриче- ского золотника d3 "•-’'“тЛ, "“Л где di — диаметр шейки золотника. т, 3 2 Конструктивно принимают = — 4- — d3 5 3
Минимальная величи- на перекрытия Zn в за- висимости от диаметра золотника d3 d3, мм . . . 6—10 1 10—25 I 25—40 1 40—50 1п, мм . . . 1—2 1 3 | 4—5 | 6
Ширина пояска плун- жера Iq Z0 = + 2/п
Ход золотника в обе стороны от среднего по- ложения L £ = Z + Zn
Расстояние между осями каналов 1к — *о +
229
Продолжение табл. 102
Параметр Зависимость
Радиальный зазор в золотниковой ларе 0 я d3 мк, где с/3 —диаметр золотника, мм
Утечка жидкости че- рез кольцевой зазор между золотником и гильзой (корпусом) См. табл. 29
Суммарная сила, по- требная для перемеще- ния золотника F3 F3 = FX + FT+Fa + Fn, где Fx —осевая гидродинамическая сила; FT— сила трения; Fa — сила инерции; Fn — пружинная нагрузка
Осевая гидродинами- ческая сила Fx Fx = 2[iw Др У^2 4- б2 cos а, где ^ — коэффициент расхода; ip —длина щели по дуге окружности; для плунжера с кольцевым пояском = Др —перепад давления на рабочем окне; х — величина открытия окна золотника; б—радиальный зазор между золотником и гильзой (корпусом); а —угол, образованный осями золотника и по- тока жидкости: а = 69° при б —0 и прямых (без закруглений) кромках золотника; а — 0 при-^- = 0; а = 45° приГ, при увели- чении х угол а стремится к 69°; скругле- ние кромок вызывает уменьшение угла а Для четырехходового золотника (рис. 108. а): Fx = /'н + Fc = 2Fn = Др У я2 б2 cos а, где Fn и Гс — гидродинамические силы, действу- ющие соответственно в рабочей и сливной полостях золотника; или Fx — 2Q Ур Др cos а, где (? —расход жидкости через щель; р —плотность жидкости. Гидродинамическая сила направлена в сторону закрытия щели. Для золотника со специальным профилем шейки (рис. 108, б) Fc= Q Ур Др (cos а—cos ₽). Если угол Р<а, то сила Fc направлена в сто- рону, противоположную силе Рн, и тогда Fx=Fn-Fc
Продолжение табл. 102
Параметр Зависимость
Сила трения FT Ft = Fv-\- FT t п, где Fv — сила вязкого трения; Ро=^Р-^ S; v — кинематический коэффициент вязкости; р —плотность жидкости; V — скорость движения золотника относительно корпуса (гильзы); 5 —площадь щели; д —радиальный зазор; Ft. п —сила трения покоя. Сила трения покоя FT, п не является постоянной величиной и зависит от: времени нахождения зо- лотника под рабочим давлением в неподвижном состоянии; величины рабочего давления; зазора и тонкости фильтрации; материалов золотниковой пары и чистоты их обработки; температуры рабо- чей жидкости; размеров золотника. Величина FT. п может достигать 100—200 Н. Способы снижения силы трения: выполнение на поверхности золотника кольцевых разгрузочных капавок прямоугольного сечения шириной 0,3— 0,5 мм, глубиной 0,5—0,8 мм на расстоянии 1 — 2 мм одна от другой; гидростатическое центриро- вание золотника; сообщение плунжеру . золотника вибрационных (осциллирующих) колебаний [6, 7, 8, 63]
Сила инерции Fa Fa = та, где т — приведенная масса золотника и перемеща- ющихся с ним деталей; а —ускорение движения /золотника
Пружинная нагрузка /гпр (усилие пружины для принудительного возврата золотника в нейтральное положение) Т^пр = ^з^зРн/, где d3~диаметр золотника; 13 — максимальная длина золотника, на которой возможно одностороннее высокое давление; Рн~Давление на входе; /—коэффициент трения золотника о корпус (гильзу); к — 0,15 4- 0,3 — коэффициент, зависящий от точно- сти изготовления золотника; значе- ния к принимают тем большие, чем меньше d3 и 13
Продолжение табл. 102
Параметр Зависимость
Допустимые усилия на рукоятках управле- ния (Н) [49]
Высота расположе- ния органа управления, мм Направление усилия
вверх вниз в сто- рону вверх вниз в. сто- рону
для правой руки для левой руки
300-650 650-1050 1050—1400 1400-1800 137,2 117,6 78,4 68,6 68,6 117,6 78,4 137,2 39,2 58,8 58,8 39,2 117,6 98,0 58,8 58,8 58,8 98,0 58,8 117,6 29,4 39,2 39,2 29,4
Таблица 103
Технические характеристики реверсивных золотников
с ручным управлением типа Г74-2
Параметры Единица измерения Типоразмер
( Г74-22 Г74-24 Г74-25
схемы 1-5 схема 6 типы Г и БГ типы ПГ£и ПБГ
Номинальный рас- ДМ»/с 0,3 1,17 2,33
ход л/мин 1 8 70 440
Номинальное давле- МПа 2 Ю 20 12,5‘
ние кгс/см2 200 200 125
Потеря давления МПа 0,15 0,3 0,3 0,3
при номинальном расходе, не более Суммарная утечка кгс/см2 1,5 3 3 3
см3/с 1,67 3,33 5
по зазорам золот- ника, не более см3/мин 100 200 300
Масса кг 7 11 23 25
Примечание. Величины суммарных утечек
20 мм2/с при номинальном давлении.
указаны для масел вязкостью
232
В гидроприводах горных машин часто применяются распредели-
тельные устройства, серийно изготовляемые заводами станкострои-
тельной промышленности. Их применение возможно на буровых ма-
шинах, некоторых проходческих комбайнах, в стационарном обору-
довании.
Описанные ниже распределители предназначены для реверсиро-
вания рабочих органов машин и работают на чистых минеральных
маслах — турбинном 22 и 22П по ГОСТ 32—53, ВНИИНП-403 по
ГОСТ 16728—71, индустриальном 20 по ГОСТ 1707—51 и других,
имеющих аналогичные свойства при температуре масла от +10
до +70° С.
При необходимости указанный в технической характеристике
номинальный расход масла может быть увеличен не более чем на
40% при соответствующем увеличении подводящих и отводящих
трубопроводов.
Реверсивные золотниковые распределители с ручным управлением
типа Г74-2 выпускаются серийно Ленинградским опытным заводом
гидроавтоматики.
Технические характеристики распределителей типа Г74-2 при-
ведены в табл. 103, их основные и присоединительные размеры —
в табл. Т04, а схемы исполнений золотников и соответствующие им
условные обозначения — в табл. 105.
Распределители типа Г74-2 разделяются:
по числу позиций — на двухпозиционные и трехпозиционные;
по присоединению — на золотники резьбового и стыкового при-
соединений;
по числу подключенных внешних линий — на четырехлинейные
и пятилинейные;
по схемам исполнения — в соответствии со схемами, приведен-
ными в табл. 105;
по способу фиксации — с фиксированными позициями и с авто-
матическим возвратом золотника в среднее положение.
При обозначении золотника на первом месте указывается цифра
в соответствии со схемой исполнения (см. табл. 105), на втором —
цифра, обозначающая число подключенных внешних линий (4 или 5);
далее проставляются буквы в зависимости от присоединения и спо-
соба фиксации: Г — резьбовое присоединение и фиксированные по-
зиции; ПГ — стыковое присоединение и фиксированные позиции;
БГ — резьбовое присоединение и автоматический возврат в ней-
траль; БПГ — стыковое присоединение и автоматический возврат
в нейтраль; последние четыре цифры указывают типоразмер золот-
ника. Например, золотник, выполненный по первой схеме, пяти-
линейный, стыкового присоединения и с автоматическим возвратом
в нейтраль на номинальный расход 0,3 дм3/с (18 л/мин) обозна-
чается 15БПГ74-22.
Конструкция распределителя типа Г74-2 приведена на рис. 109.
Золотник 7 перемещается в корпусе 8 рукояткой 2, передающей уси-
лие на золотник 7 с помощью соединенного с ним и зафиксированного
233
Таблица 104
Основные и присоединительные размеры золотников типа Г74-2
Размер, мм
Типоразмер В В L Li а а. а2 | а* | Ъ bt ь2 ъ3 с 1 С1
Г74-22; БГ74-22 150 70 258 110 10 - - - - 13 2 - - 64 32
ПГ74-22; БПГ74-22 150 70 258 110 87 23 39 71 100 27 4 18 14 32 64
Г74-24; БГ74-24 200 92 285 154 12 — — — — 20 6 — — 96 46
ПГ74-24; БПГ74-24 200 92 285 154 125 29 54 100 142 35 3 30 22 46 92
Г74-25; БГ74-25 215 120 360 226 15 — — — — 15 13 — — 144 70
ПГ74-25; БПГ74-25 215 135 360 226 185 41 79 147 209 47 6 45 30 68 136
Продолжение табл. 104
Типоразмер Размер, мм Угол Резьба
с2 сз 1 d 1 di d2 d3 1 h hi Л2 I a, градус К Ki
Г74-22; 32 48 14 9 75 40 15 65 16 к*/*" K'/b"
БГ74-22 ПГ74-22; 48 17 И 16 10 75 40 65 16 —
БПГ74-22 Г74-24; 46 70 20 13 105 54 14 78 14 к*/г -КЧ<"
БГ74-24 ПГ74-24; 70 20 13 25 12 105 54 78 14 — —
БПГ74-24 Г74-2 5; 70 84 20 13 126 70 30 100 18 К1Ч<" кчг
БГ74-25 ПГ74-25; 94 26 17 35 14 130 70 103 18 — —
БПГ74-25
234
Таблица 105
Схемы исполнений реверсивных золотников
с ручным управлением типа Г74-2
Схема исполнения Наименование схемы исполнения Число линий (ходов) Типоразмер Условное обозначение
1 Трехпозицпонный ре- версивный золотник с сое- динением на слив нагне- тательной линии и обеих полостей цилиндра 4 14Г74-22; 24; 25 14ПГ74-22; 24; 25 О
14БГ74-22; 24; 25 14БПГ74-22; 24; 25 ( р ill
5 15Г74-22; 24; 25 15ПГ74-22; 24; 25 ( ? гг Ш-
15БГ74-22; 24; 25 15БПГ74-22; 24; 25 О w Н 1ш lLi'lLi > № □и
2 Трехпозиционный ре- версивный золотник с соединением нагнета- тельной линии с обеими полостями цилиндра и за- пертым сливом 4 24Г74-22; 24; 25 24ПГ74-22; 24; 25 э -W X
24БГ74-22; 24; 25 24БПГ74-22; 24; 25 О W и и Qw
5 25Г74-22; 24; 25 25ПГ74-22; 24; 25 ( э Лй1 _L_
25БГ74-22; 24; 25 25БПГ74-22; 24; 25 с \М 1 l±L 4U2 1 м и_
235
Продолжение табл. 105
Схема исполнения Наименование схемы исполнения Число ли- ний (ходов) Типоразмер Условное обозначение
Трехпозиционный ре-
версивный золотник с со-
единением на слив обеих
полостей цилиндра и за-
пертой нагнетательной
линией
4
Трехпозиционный ре-
версивный золотник
с запертыми полостями
цилиндра, нагнетатель-
ной линией и сливом
236
Продолжение табл. 105
Трехпозиционный ре-
версивный золотник
с соединением нагнета-
тельной линии со сливом
и запертыми полостями
цилиндра
237
контргайкой 1 ушка 4. Благодаря наличию серьги 3 усилие на
золотник 7 передается в осевом направлении. Фиксация золотника
в рабочих позициях и в нейтральном положении производится фик-
сатором 10 и шариком 9 с пружиной.
Для автоматического возврата в нейтраль вместо фиксатора с под-
пружиненным шариком на хвостовике золотника установлены сколь-
зящие втулки 12, между которыми помещается пружина 11
(рис. 109, в). При смещении золотника в ту или иную сторону пру-
жина сжимается. После снятия внешнего усилия пружина возвра-
щает золотник в исходное положение.
Рис. 109. Реверсивный золотник с ручным управлением типа Г74-2
В четырехлинейных золотниках резьбового присоединения левое
сливное отверстие заглушено. При перестройке на пятилинейные
золотники заглушку со сливного отверстця необходимо снять, а проб-
ку 6 (рис. 109, а) заменить на заглушку 13 (рис. 109, б), предвари-
тельно сняв крышку 5.
Реверсивные золотниковые распределители с гидравлическим
управлением типа Г72-3 выпускаются серийно Ленинградским опыт-
ным заводом гидроавтоматики.
Технические характеристики распределителей типа Г72-3 при-
ведены в табл. 106, их основные и присоединительные размеры даны
в табл. 107—110, а схемы исполнений и соответствующие им услов-
ные обозначения — в табл. 111.
Реверсивные золотники типа Г72-3 делятся:
по числу позиций — на двухпозиционные и трехпозиционные;
по присоединению — на золотники резьбового и стыкового при-
соединений;
по числу подключенных внешних линий — на четырехлинейные
и пятилинейные;
по схемам исполнений — в соответствии с приведенными в табл. 111;
по способу управления — с гидравлическим управлением
238
Таблица 106
Технические характеристики реверсивных золотников
с гидравлическим управлением типа Г72-3
Типоразмер
Г72-3 2 Г72-34 Г72-35
Параметры Единица измерения — 4 и 5 ’ и ВПГ) (типы -4 и 6 -4 и 6
схемы 1 (типы ВГ схема 5 Г и ПГ) схема 6 схемы 1- схема 5 схемы 1- схема 5
Номинальный расход дмЗ/с л/мин 0,3 18 1,17 70 2,33 140
Номинальное давле- ние МПа кгс/см2 20 200 20 200 12,5 125
Давление управле- ния, не менее МПа кгс/см2 0,8 8 0,5 5 0,8 8 0,5 5 0,3 3 0,8 8 0,5 5
Потеря давления при номинальном рас- ходе, не более МПа кгс/см2 ОН 1 [5 ,5 0,3 3 С 1,3 3 ( ),3 3
Суммарная утечка по зазорам золотника, не более см3/с см3/мин 1,67 100 3,33 200 3,33 200
Время срабатывания
прп р упр до 10 МПа (100 кгс/см2) с 0 ,05-0,75 0,1- -1,5 0,15-3
при рупр до 20 МПа (200 кгс/см2) с 0,05-0,3 0,1- -0,5 0,15-1
Масса кг 5,5 12 10 См. примеча- ния
Примечания: 1. Масса золотников Г72-35, кг: тип Г (схемы 1 — 4 и 6) — 25;
тип ПГ (схемы 1 — 4 и 6)— 26,5; типы Г и ВГ (схема 5) — 23; тины ПГ и ВПГ (схема
5) — 25,5; тип БГ (схема 5) — 23,5; тип БПГ (схема 5) — 26. 2- Величины суммарных
утечек указаны для масел вязкостью 20 мм2/с при номинальном давлении.
239
Таблица 107
Основные и присоединительные размеры золотников типа Г72-3
резьбового присоединения (исполнения Г и ВГ)
Типо- размер Размер, мм
Н в Bi £* Li а Qi ъ bi с Cl Сз
Г72-32 75 70 76 155 110 10 20 2 13 90 32 32
Г72-34 105 92 100 255 154 12 38 6 20 130 46 46
Г72-35 130 120 112 325 226 15 39 13 15 196 70 70
Продолжение табл. 107
Типо- Размер, мм Резьба
размер Сз С< d di h hi i К К1
Г72-32 64 48 14 9 40 36 65 K3/8" К1/8"
Г72-34 96 70 20 13 54 49 78 КЗ/4" Ki/г
Г72-35 144 84 20 13 70 65 100 К11// К1/Г
Примечания: 1. Отверстие 1 в золотниках всех типоразмеров исполнений 54ВГ
и 55ВГ используется для дренажа. 2. Значения L*, указанные в таблице, относятся
к золотникам типа Г72-32 исполнений 14Г, 24Г, 34Г, 44Г, 54ВГ, 15Г, 25Г, 3 5Г, 45Г,
55ВГ и типа Г72-34 и Г72-35 исполнений 14Г, 24Г, 34Г, 44Г, 15Г, 25Г, 35Г, 45Г, 64Г,
65Г. 3. Для золотников типа Г72-32 исполнений 5 4Г и 55Г £ = 145 мм, а исполнений
64Г и 65Г£=165 мм; для золотников типа Г72-34 исполнений 54Г, 55Г, 54ВГ, 55ВГ
L— 205 мм; для золотников типа Г72-35 исполнений 54Г, 55Г, 54ВГ, 55ВГ £ = 285 мм.
240
Таблица 108
Основные и присоединительные размеры золотников типа Г72-3
стыкового присоединения (исполнения Л Г и ВПГ)
Типо- Размер, мм
размер Н в L Li а а2 а» «4 at ь
Г72-32 75 70 155 110 100 87 23 10 39 71 27
Г72-34 105 92 255 154 142 125 29 18 54 100 36
Г72-35 130 135 325 226 209 185 41 17 79 147 47
Продолжение табл. 108
Типо- Размер, мм
размер bi Ь2 Ьз с Cl Ct d di d2 d3 At i
Г72-32 18 14 4 32 64 48 17 И 16 10 36 65
Г72-34 30 22 3 46 92 70 20 13 25 12 49 78
Г72-35 45 30 6 68 136 94 26 17 35 14 65 103
Примечания: 1. Отверстие 1 в золотниках всех типоразмеров исполнений 54ВГ
и 55ВГ используется для дренажа. 2. Значения L, указанные в таблице, относятся к зо-
лотникам: типа Г72-32 исполнений 14ПГ, 24ПГ, 34ПГ, 44ПГ, 54ВПГ, 15ПГ, 25ПГ,
35ПГ, 45ПГ, 55ВПГ; типа Г72-34 и Г72-35 исполнений 14ПГ, 24ПГ, 34ПГ, 44ПГ, 15ПГ,
25ПГ, 35ПГ, 45ПГ, 64ПГ, 65ПГ. Для золотников типа Г72-32 исполнений 54ПГ и 55ПГ
L=145 мм, исполнений 64ПГ и 65ПГ L=165 мм; для золотников типа Г72-34 исполне-
ний 54ПГ, 55ПГ, 54ВПГ, 55ВПГ L=205 мм; для золотников типа Г72-Зк5 исполнений
54ПГ, 55ПГ, 54ВПГ, 55ВПГ L=285 мм. 3. Отверстия d2 и d3 уплотняются резиновыми
кольцами следующих типоразмеров по ГОСТ 9833 -61: Н2-16 X 12-2 и Н2-10 X 6-2 в зо-
лотнике типа Г72-32; Н2-25 Х20-2 и Н2-12Х8-2 в золотнике типа Г72-34; У-3 5 ХЗО-2
и Н2-14 X 10-2 в золотнике типа Г72-35.
16 Заказ 78
241
Таблица 109
Основные п присоединительные размеры золотников типа Г72-3 резьбового присоединения (исполнение БГ)
Типо- Размер, мм Резьба
размер Н В L Li а «1 ь bi С С1 с2 Сз С4 d di i h h К
Г72-34 105 92 240 154 12 13 13 6 20 130 46 46 96 70” 20 13 78 25 54 3/Г
Г72-35 130 120 345 226 15 19 15 13 15 196 70 70 144 84 20 13 100 30 70 Р/Г
Примечи ние. Золотники поставляются с управлением от основного потока. При управлении от независимого потока резьбо-
вое гнездо под пробкой 2 заглушается пробкой К*/«", пвдвод управления производится через отверстие 1.
Таблица ПО
Основные и присоединительные размеры золотников типа Г72-3
стыкового присоединения (исполнение БПГ)
Типо- Размер, мм
размер bi Ь2 1 бз 1 с С1 с2 d di dt d3 i
Г72-34 30 22 3 46 92 70 20 13 25 12 78
Г72-35 45 30 6 68 136 94 26 17 35 14 103
Примечания: 1. Золотники поставляются с управлением от основного потока.
При управлении от независимого потока резьбовое гнездо под пробкой 2 заглушается
пробкой К1/8", подвод управления производится через отверстие 1. 2. Отверстия d2 и
уплотняются резиновыми кольцами следующих типоразмеров по ГОСТ 9833-61:
112-25 X 20-2 и Н2-12Х8-2 в золотнике типа Г72-34, У-3 5Х30-2 и Н2-14Х10-2
в золотнике типа Г72-35.
16*
243
переключения золотника, с гидравлическим управлением и пружин-
ным возвратом, с дифференциальным управлением.
При гидравлическом управлении перемещение золотника в рабо-
чую позицию производится подачей жидкости под один из торцов
золотника с одновременным соединением полости под противополож-
ным торцом со сливом. После снятия давления управления трехпо-
зиционные золотники возвращаются в нейтральное положение,
а двухпозиционные золотники с гидравлическим управлением оста-
ются во включенном положении до подачи давления управления под
противоположный торец золотника.
В двухпозиционных распределителях с гидравлическим упра-
влением и пружинным возвратом давление управления подается
только под один торец. После снятия давления управления золотник
возвращается в исходную позицию под действием пружины.
Рис. 110. Реверсивный золотник с гидравлическим управлением типа Г72-3
В двухпозиционных распределителях с дифференциальным упра-
влением полость под одним из торцов золотника сообщается попере-
менно с напорной линией или со сливной. С другой стороны, на
золотник через плунжер, диаметр которого меньше диаметра золот-
ника, постоянно действует давление. Перемещение золотника в сто-
рону плунжера происходит, когда подводится давление под противо-
положный плунжеру торец золотника. Когда же эта полость соеди-
няется со сливом, золотник перемещается в другую позицию.
При обозначении золотника на первом месте указывается цифра
в соответствии со схемой исполнения (см. табл. 111), на втором
месте — цифра, обозначающая число подключенных внешних линий
(4 или 5); далее приводятся буквы в зависимости от присоединения
и способа управления: Г — резьбовое присоединение и гидравличе-
ское управление переключением золотника; ПГ — стыковое присо-
единение и гидравлическое управление; ВГ — резьбовое присоединение
и гидравлическое управление с пружинным возвратом двухпозицион-
ного золотника; ВПГ — стыковое присоединение и гидравлическое
управление с пружинным возвратом двухпозиционного золот-
ника; БГ — резьбовое присоединение и дифференциальное управле-
ние; БПГ — стыковое присоединение и дифференциальное управле-
ние; последние четыре цифры указывают типоразмер золотника.
246
Например, золотник, выполненный по пятой схеме, пятилиней-
ный, стыкового присоединения, с гидравлическим управлением
и пружинным возвратом двухпозиционного золотника на расход
0,3 дм3/с (18 л/мин) будет обозначен 55ВПГ72-32.
На рис. 110, а приведена конструкция распределителя типа
Г72-3, выполненного по первой схеме. Золотник 4 может занимать
нейтральное и два рабочих положения. В нейтральное положение
золотник устанавливается с помощью пружин 1 и 6, расположенных
в крышках 2 и 7.
Под действием давления управления, подводимого через отвер-
стие 8 или 9 в корпусе 5 под торцы золотника 4, последний занимает
два крайних положения — правое или левое, соответствующих двум
направлениям движения рабочего органа машины. Скорость пере-
мещения золотника 4 регулируется с помощью дросселей 70, располо-
женных в крышках 2 и 7 и зафиксированных контргайками 11.
В четырехлинейных золотниках резьбового присоединения левое
сливное отверстие заглушено (см. табл. 107). При перестройке на
пятилинейные золотники заглушку со сливного отверстия необхо-
димо снять, а пробку 3 заменить на заглушку 12 (см. рис. 110, б),
предварительно сняв крышку 2 (см. рис. 110, а).
Реверсивные распределители с гидравлическим управлением по
МН 5782-65 выпускаются серийно харьковским заводом «Гидро-
привод». Технические характеристики распределителей по МН
Таблица 112
Технические характеристики реверсивных распределителей
с гидравлическим управлением по МН 5782—65
Параметры Единица измере- ния Условный проход Dy
12 20 32 40 50
Номинальный расход дмЗ/с 0,416 1,05 2,67 4,17 6,67
л/мин 25 63 160 250 400
Номинальное давление Потеря давления при номинальном расходе Давление управления Время срабатывания МПа кгс/см2 МПа кгс/см2 МПа кгс/см2 с 0,1-2 0,2—2 32 320 0,4 4 1-16 10—16С 0,3-3 ) 0,4-4 0,5-5
Суммарная утечка по зазорам рас- см3/с 3 5 7 9 11
пределителя, не более Максимальное время выдержки под давлением 32 МПа в крайних положениях Масса с кг 6,5 | 11,3 120 [ 20,4 [ 58 I 77
Примечания: 1. Потери давления указаны при работе на маслах вязкостью
50 мм2/с. При необходимости сохранения указанной в таблице величины потери давле-
ния при работе на маслах вязкостью выше 50 мм2/с величина расхода должна соответ-
ственно уменьшаться. При вязкости масла 400 мм2/с величина расхода должна быть
примерно в 1,6 раза меньше указанной в таблице. 2. Величины суммарной утечки ука-
заны для масел вязкостью 10 мм2/с при давлении 32 МПа. 3. Для давлений до 16 МПа
время выдержки в крайних положениях не ограничивается.
247
Рис. 111. Основные и присоединительные размеры реверсивных золотников с управлением от кулачка типа Г74-2:
а — Г74-21 и Г74-22; б — ПГ-74-22; 1 - подвод; 2 - к цилиндру; 3 - слив; 4 - дренаж
0Л7 ИН'отд\ \зотв.<ьз
Таблица ИЗ
Основные и присоединительные размеры реверсивных
распределителей по’МН 5782—65
Uy 12,20,32
Dy 40, 50
Условный проход Dy, мм Типоразмер Я в L l2 А Ах а2 А» А< А6 Ав
12 12-1-14-5 12-1-6 4-7 105 100 200 180 122 45 90 60 32 20 98 7&
20 20-1-14-5 20-1-6 4-7 125 125 240 210 146 56 108 76 45 28 116 95
32 32-1-14-5 32-1-67 145 155 300 264 191 72 140 100 62 39 152 116
40 40-1-1 ч-5 40-1-6 4-7 270 235 400 350 — 110 242 118 — — — —
50 50-1-1+ 5 50-1-6 4-7 315 280 480 410 — 130 286 140 — — — —
249
Продолжение табл. ИЗ
Условный
проход
D , мм
Типоразмер
Кольцо
li (ГОСТ
9833-61)
12
20
32
40
50
12-1-1 -е- 5
12-1-6-7-7
20-1-14-5
20-1-6 4-7
32-1-14-5
32-1-6 4-7
40-1-14-5
40-1-6 4-7
50-1-14-5
50-1-6 4- 7
42
51
62
И М12 М8 80
18
24
40
50
М16 М10 100
М20 М16 120
13
17
20 213
26 247
38
50
60
66
80
25
30
35
40
50
60
35
40
35
40
50
Н2-18Х14-2
Н2-28Х22-2
У-32Х0-2
Таблица 114
Схемы исполнений реверсивных распределителей
с гидравлическим управлением по МН 5782—65
Схема
исполне-
ния
Наименование схемы исполнения
Условное обозначение
Трехпозиционный пятилиней-
ный реверсивный распределитель
с соединением на слив нагнета-
тельной линии и запертыми по-
лостями цилиндра
Трехпозиционный пятилиней-
ный реверсивный распределитель
с соединением на слив нагнета-
тельной линии и обеих полостей
цилиндра
Трехпозиционный пятилиней-
ный реверсивный распределитель
с запертыми полостями цилинд-
ра, нагнетательной линией и
сливом
4 Трехпозиционный пятилиней-
ный реверсивный распределитель
с соединением нагнетательной
линии с обеими полостями ци-
линдра и запертым сливом
5 Трехпозиционный пятилиней-
ный реверсивный распределитель
с соединением на слив обеих по-
лостей цилиндра и запертой
нагнетательной линией
250
Продолжение табл. 114
Схема
исполне-
ния
Наименование схемы исполнения
6
Двухпозиционный пятилиней-
ныи реверсивный распределитель
7
Двухпозиционный пятилиней-
ный распределитель с соедине-
нием нагнетательной линии с
обеими полостями цилиндра и
запертым сливом
5782—65 приведены в табл. 112, их основные и присоединительные
размеры — в табл. ИЗ, а схемы исполнения и соответствующие им
условные обозначения — в табл. 114.
При обозначении распределителей с гидравлическим управлением
по МН 5782—65 на первом месте указывается условный проход — 12,
20, 32, 40 или 50; на втором — цифра 1, что означает гидравлическое
управление; далее указывается циф-
ра в соответствии со схемой испол-
нения (см. табл. 114). Например,
условное обозначение распределителя
с гидравлическим управлением с ус-
ловным проходом 20 мм, выполнен-
ного по третьей схеме следующее:
20-1-3 МН 5782-65.
В зависимости от типоразмера
распределители имеют стыковое (12,
20 и 32) и фланцевое (40 и 50) присо-
единения.
Устройство распределителей по
МН 5782—65 аналогично устройству
золотников типа Г72-3.
Реверсивные золотники с управ-
лением от кулачка типа Г74-2 вы-
пускаются серийно гомельским заво-
дом «Гидропривод».
Технические характеристики зо-
лотников типа Г74-2 приведены в
табл. 115, их основные и присоеди-
нительные размеры даны на рис. 111.
Конструкция золотника типа Г74-2
показана на рис. 112. При освобо-
жденном рычаге 1 золотник 2 под
действием пружины 9 занимает край-
нее верхнее положение, при котором
Рис. 112. Реверсивный золотник
с управлением от кулачка типа,
Г74-2
251
Таблица 115
Технические характеристики реверсивных золотников
с управлением от кулачка типа Г74-2
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
Г74-21 Г74-22 ПГ74-22
Условный проход мм 8 10 10
Номинальный расход дм3/с 0,133 0,3 0,3
л/мин 8 18 18
Номинальное давление МПа 5
КГС/СМ2 50
Потеря давления в золотнике при но- МПа 0,15
минальном расходе кгс/см2 1,5
Суммарная утечка масла по зазорам см3/с 0,33
золотника при номинальном давле- см3/мин 20
нии, не более
Усилие переключения золотника, не н 54
более кгс 5,5
Допустимый подпор на сливе МПа 5
КГС/СМ2 50
Масса КГ 3.4 | 3.4 4
Примечания: 1. Потеря давления указана при работе на маслах вязкостью
50 мм2/с. 2. Величина суммарной утечки указана для масел вязкостью 15 мм2/с.
проточка 5, соединенная с линией нагнетания, сообщается с проточ-
кой 6. К последней подключена одна из полостей рабочего ци-
линдра. Другая полость цилиндра через проточки 4 и 3 соединяется
со сливной линией.
При нажатии на рычаг 1 золотник 2 перемещается в крайнее
нижнее положение, при котором потоки масла реверсируются, т. е.
нагнетание подводится к проточке 4, а проточка 6 сообщается с про-
точкой 7, соединенной, как и проточка 3, со сливом.
Отвод утечек производится через отверстие 8.
8-2. КРАНОВЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ
В крановых распределителях (кранах) рабочий элемент совер-
шает поворотные движения. По своему назначению они могут быть
запорного и распределительного типов, по конструкции рабочего
элемента — с цилиндрической, конической, шаровой пробкой и с пло-
ским золотником.
Крановые распределители получили распространение в гидро-
приводах горных машин благодаря своей компактности и простоте
осуществления многопозиционности.
Краны запорного типа являются наиболее простыми. Они выпол-
няют вспомогательные функции в гидросистеме: запирание маги-
стральных и соединительных трубопроводов; подсоединение кон-
трольного манометра и т. п.
252
Таблица 116
Технические характеристики кранов типа ЭКШ
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
ЭКШ8 ЭКШ 12 ЭКШ 16 ЭКШ20 ЭКШ25
Условный диаметр проходного мм 8 12 16 20 25
отверстия Номинальное давление Усилие управления на плече МПа кгс/см2 Н 2 118 | 25 550 I 147 245 20 200 1 314 1 I 470
125 мм, не более Рабочая жидкость кгс 12 1 15 25 32 1 48
— Водомасляная эмульсия с содержа-
Температура рабочей жидко- сти, не более Потери давления при расходе 1,33 дм3/с (80 л/мин), не более Утечки и перетоки при номи- нальном давлении Перетоки через закрытый кран при давлении до 0,5 МПа (5 кгс/см2) Масса °C МПа кгс/см2 СМ3/С СМ3/С см3/мин кг нием 1 ВНИИНП-11 Минеральн 0,2 2 1,3 | 1,24 ,5-2% 1 7 по МР ые масл °Е<8 50 0,12 1,2 0 0,33 20 | 1,4 1рисадк1 ТУ 38-1] а вязкое 0,09 0,9 | 1,75 I Г-6-68. ;тью 0,05 0,5 I 2,3
Кран для подсоединения манометра. На рис. ИЗ показан кран
для подсоединения манометра, применяемый в унифицированной
насосной станции 1СНУ-4, которая выпускается машиностроитель-
ным заводом им. Петровского и предназначена для систем гидропри-
вода механизированных крепей.
Рабочим элементом крана яв-
ляется стержень 3 с запорным ко-
нусом. Штуцер 4 предназначен
для подсоединения к гидравличе-
ской системе, муфта 1 — для при-
соединения манометра. Винт 2
служит для гашения колебаний
стрелки манометра при контроле
давления.
Шаровые краны типа ЭКШ
предназначены для запирания ма-
гистральных и соединительных
трубопроводов в гидросистемах
механизированных крепей и гор-
ных машин, работающих с приме-
нением водомасляной эмульсии и
минеральных масел.
Рис. ИЗ. Кран для подсоединения
манометра
253
При эксплуатации гидросистем необходимость в использовании
шаровых кранов возникает в следующих случаях:
1) для предотвращения потерь рабочей жидкости при поврежде-
нии трубопроводов и других элементов гидросистемы;
2) для ремонта и замены поврежденных элементов гидросистемы;
3) для выполнения вспомогательных операций при управлении
гидросистемой, необходимость в которых периодически возникает.
Технические характеристики шаровых кранов типа ЭКШ, выпу-
скаемых машиностроительным заводом им. Петровского, приведены
в табл. 116, их основные и присоединительные размеры даны в табл.
117.
Таблица 117
Основные и присоединительные размеры кранов типа ЭКШ
Типоразмер Размер, мм
И в L Pi d2 hi h2
ЭКШ8 85 36 102 М20Х1.5 16А3 18 28
ЭКШ12 85 36 102 М24Х1.5 20А3 18 28
ЭКШ16 90 46 107 М30Х1.5 2а А3 18 29
ЭКШ20 95 50 120 М36Х1.5 32А3 18 30
ЭКШ25 100 58 128 М42Х1.5 ЗЗА3 18 30
По своей гидравлической схеме шаровые краны типа ЭКШ пред-
ставляют собой двухлинейный двухпозиционный распределитель
с ручным управлением, а по своей конструкции (см. табл. 117) они
относятся к шаровым кранам с плавающим затвором и пластмассо-
254
выми уплотнительными седлами. Основным конструктивным эле-
ментом крана является шаровой клапан 4 (см. рисунок в табл. 117)
со сквозным отверстием, зажатый между двумя пластмассовыми
седлами 3. Начальное прижатие седел к шаровому клапану осущест-
вляется пружиной 2, благодаря чему обеспечивается герметичность
при низких давлениях. При высоком давлении рабочей жидкости
герметичность закрытого крана обеспечивается за счет самоуплот-
нения затвора под действием давления, прижимающего шаровой
клапан 4 к седлу 3, расположенному со стороны низкого давления.
Рис. 114. Крановый распределитель крепи М-87Д:
а — конструкция; б — гидравлическая схема
Оптимальный зазор между клапаном 4 и седлами 3, необходимый
для обеспечения герметичности при нормальном усилии управления,
регулируется поворотом штуцера 1 на х/12—Уб оборота до такого
положения, при котором грань или ребро шестигранника штуцера
охватывается и фиксируется фигурной шайбой 6.
Управление краном производится специальным съемным ключом.
Кран запирается при повороте валика управления 5 на 90°. Для
определения положения, в котором находится запорный элемент,
на валике управления имеется сверху риска. Если риска располо-
жена вдоль оси крана, то кран полностью открыт для прохода жид-
кости, если поперек, то кран закрыт.
Краны с цилиндрической пробкой применяются в гидросистемах
горных машин, работающих на минеральных маслах. В этих кранах
255
герметичность обеспечивается тщательной притиркой пробки к кор-
пусу с зазором 0,01—0,02 мм. Как правило, краны с цилиндрической
пробкой выполняют гидравлически разгруженными, что особенно
важно в гидросистемах высокого давления.
Крановый распределитель крепи М-87Д. В механизированной
крепи М-87Д, работающей на масле индустриальном 20, применен
девятипозиционный восьмилинейный крановый распределитель с ци-
линдрической пробкой (рис. 114).
Техническая характеристика кранового распределителя
крепи М-87Д
Номинальный расход, дм3/с (л/мин).............. 1,17 (70)
Номинальное давление, МПа (кгс/см2).............. 12 (120)
Утечка масла по зазорам крана при номинальном
давлении и вязкости масла 20 мм2/с, не более,
см3/с (см3/мин)............................... 1,25 (75)
Усилие переключения, не более, Н (кгс)........ 98 (10)
Масса, кг........................................ 14,7
В корпусе I, закрытом крышками 7 и 10, смонтирована цилиндри-
ческая пробка 9, на хвостовике которой насажено кольцо 6 фиксатора
и закреплена рукоятка S. Фиксатор, состоящий из шарика 2 и пру-
жины 4, защищается от попадания грязи и штыба с помощью уплот-
няющей крышки 3.
Рабочая жидкость, поступающая в отверстие 11 через фильтр 12
и систему каналов в корпусе 1 и крышке 10, подводится к распреде-
лительной пробке 9. Возникающее неуравновешенное усилие вос-
принимается шарикоподшипником 5, что уменьшает усилие поворота
пробки.
Крановые распределители с плоским золотником получили широ-
кое применение в гидроприводах горных машин, особенно механизи-
рованных крепей, благодаря следующим основным преимуществам:
многопозиционности при сравнительно малых габаритах; высокой
плотности контакта между уплотняющими поверхностями распре-
делителя, обеспечивающей практически полную герметичность; са-
моуплотнению по мере роста давления; высокой устойчивости против
загрязнений рабочей жидкости.
Распределитель с плоским золотником т и -
п а ЭРА-IM предназначен для ручного управления гидравлическими
цилиндрами механизированных крепей, работающих на водной
эмульсии, и горных машин, работающих на минеральных маслах.
Распределители типа ЭРА-IM выпускаются серийно ленинград-
ским заводом «Пневматика» и Горловским машиностроительным за-
водом им. С. М. Кирова в двух конструктивных вариантах:
ЭРА-1М.000-01 и ЭРА-1М.000-04.
В распределителе ЭРА-1М.000-01 имеются две втулки, служащие
для подвода и отвода рабочей жидкости. В распределителе
ЭРА-1М.000-04 кроме того имеются две дополнительные запирающие
втулки меньшего диаметра. Поэтому распределитель ЭРА-1М.000-04
256
должен применяться в тех случаях, когда необходимо запирать по-
лости гидроцилиндра в указанном положении.
По своим параметрам распределитель типа ЭРА-IM соответствует
распределителю Р6-8 по отраслевому стандарту ОСТ 24.173.01
«Крепи механизированные для пологопадающих пластов. Распреде-
лители. Основные параметры».
Техническая характеристика распределителей
типа ЭРА-1М
Условный диаметр проходного отверстия,
мм....................................
Номинальный расход, дм3/с (л/мин) *:
при применении водомасляной эмуль-
сии вязкостью 9 Его <2................
при применении минеральных масел
вязкостью ° Е5о<8.................
Номинальное рабочее давление, МПа
(кгс/см2).............................
Потеря давления при номинальном расхо-
де при прямом и обратном потоке, не бо-
лее, МПа (кгс/см2) **.................
Утечки и перетоки в рабочих позициях,
смз/с.................................
Допускаемое давление в сливной линии п
внутри корпуса при работе распредели-
теля, не более, МПа (кгс/см2).........
Усилие на рукоятке, необходимое для по-
ворота золотника, не более, Н (кгс) . . .
Позиционность.........................
Канальность...........................
Масса, кг.............................
Рабочая жидкость .... *...............
б
0,83 (50)
0,42 (25)
20 (200)
4 (40)
0
10 (100)
98 (10)
8
9
4
Водомасляная эмульсия с присад-
кой ВНИИНП-117 МРТУ38-1Г-6—
68 (содержание присадки не ме-
нее 1,5%); минеральные масла
вязкостью до 60 мм2/с при 50° С
(индустриальные 20, 30 и 45 по
ГОСТ 1707-51 и др.)
* Номинальный расход для работы с применением минеральных масел снижен до
0,42 дм3/с (25 л/мин) из-за увеличения потерь давления в каналах гидроблоков и трубо-
проводах, вызванных повышенной вязкостью масла, особенно при низких температурах.
Собственные гидравлические потери в распределителе при работе с применением водо-
масляной эмульсии и минеральных масел практически одинаковые.
** В потери давления распределителя при номинальном расходе включены также
потери в простейшем гидроблоке со сверлениями до 100 мм и одним поворотом на 90° на
каждой линии.
Конструктивно распределитель типа ЭРА-IM (рис. 115, а) вы-
полнен в виде корпуса в котором расположен золотник 2 с двумя
втулками 3 и 10, поджатыми к седлу 11 пружинами 4. В распределителе
ЭРА-1М.000-04 кроме того имеются две дополнительные запирающие
17 Заказ 78
257
втулки 15 меньшего диаметра, расположенные в глухих расточках
золотника 2 и прижатые к седлу 11 пружинами 16.
Центральная втулка 10 служит для ввода жидкости во внутрен-
нюю полость золотника 2, а периферийная втулка 3 — для направле-
ния жидкости в требуемый канал гидроблока, на который устана-
вливается распределитель.
В распределителе ЭРА-1М.000-04 запирающие втулки 15 плотно
закрывают два соседних канала, расположенных по сторонам пе-
риферийной втулки.
Рис. 115. Распределитель с плоским золотником типа ЭРА-1 М:
а— конструкция; б — гидравлическая схема распределителя ЭРА- 1М.000-01; ] в — гидрав-
лическая схема распределителя Э РА-1М. 000-04.
Седло 11 представляет собой плоский распределительный диск
с одним центральным и восемью периферийными отверстиями. Ре-
зиновые кольца 12, размещенные в кольцевых канавках седла 11,
служат для уплотнения каналов в месте стыковки распределителя
с корпусом гидроблока. Взаимное положение седла 11 и корпуса 1
фиксируется штифтом 14. Для прохода штифта 14, а также штифта
для точной фиксации распределителя на панели гидроблока в седле
имеются четыре паза, расположенные по взаимно перпендикулярным
осям. Наличие пазов позволяет в случае необходимости разворачи-
вать седло 11 относительно корпуса 1 на 90°.
Седло 11 крепится к корпусу 1 с помощью пластины 13 и винтов 9.
Для защиты распределителя от попадания загрязнений при транс-
портировке и хранении предусмотрена специальная пластмассовая
258
крышка, которая снимается перед установкой распределителя на
гидроблок.
Управление распределителем осуществляется рукояткой 7, ко-
торая соединена с золотником 2 осью 5. Рукоятку приподнимают, вы-
водят из зацепления с фиксирующим выступом на корпусе 1 и уста-
навливают в необходимую рабочую позицию. Концы плоской U-об-
разной пружины 6 при подъеме рукоятки расходятся, возникающее
усилие способствует возврату рукоятки вниз и фиксации ее на вы-
ступе корпуса 1,
Рис. 116. Распределитель типа ЭРА-1 М:
а — основные размеры; б — присоединительные размеры гидроблока для установки распре-
делителя
В зависимости от конкретных условий применения распредели-
теля рукоятка может быть установлена справа (см. рис. 115) или
слева относительно периферийной втулки 3. На хвостовике золот-
ника 2 имеется кернение В, которое открыто при правом и закрыто
при левом расположении рукоятки.
Для уменьшения усилия на рукоятке 7 при управлении поворот-
ный золотник 2 опирается на шарикоподшипник 8.
Основные размеры распределителей ЭРА-1М.000-01 и ЭРА-
1М.000-04, а также присоединительные размеры гидроблока для
их установки одинаковы и приведены на рис. 116.
Распределитель типа ЭРА-IM крепится к гидроблоку четырьмя
болтами Ml6 с пружинными шайбами и фиксируется цилиндрическим
штифтом, устанавливаемым на присоединительной плоскости гид-
роблока в точках К или Л (рис. 116, б). Число позиций управления,
соответствующее числу каналов в гидроблоке, и их относительное
положение определяются гидравлической схемой и конструкцией
гидроблока секции крепи или машины. Центральное отверстие И
17*
259
соединяется с напорной линией, периферийное отверстие С — со
сливной линией. При необходимости (для разгрузки насоса, сниже-
ния давления на сливе распределителя и т. п.) со сливной линией
можно соединять одно или несколько из периферийных отверстий
диаметром 7 мм, расположенных на радиусе 20 мм. Не допускается
соединять центральное отверстие Н со сливной линией и периферий-
ные отверстия — с напорной линией из-за возможного «всплывания»
втулок и перетока рабочей жидкости. Гидравлические схемы рас-
пределителей приведены на рис. 115, бив. Распределители типа
ЭРА-IM в крепях устанавливаются параллельно, при этом в ней-
тральном положении напор во вцех распределителях должен быть
заперт, а остальные отверстия соединены со сливом.
Гидравлическая схема распределителя ЭРА-1М.000-04 позволяет
последовательно соединять два или более распределителей таким
образом, что при нейтральном положении всех распределителей
производится разгрузка насоса и запирание рабочих полостей гид-
роцилиндров, а при включении того или иного распределителя раз-
грузка насоса прекращается, и жидкость под давлением поступает
в соответствующую полость гидроцилиндра. Например, при после-
довательном соединении двух распределителей напор подводится
к центральному каналу первого распределителя, затем через про-
ходную периферийную втулку поворотного золотника, отверстие
седла (на радиусе 20 мм) и соединительную линию жидкость подво-
дится к центральному каналу второго распределителя и далее через
его золотник, проходные втулки и периферийное отверстие седла
поступает на слив. Линии, идущие от гидроцилиндров в нейтральном
положении распределителя, заперты боковыми втулками, а сливные
линии каждого распределителя соединены с общим сливом. Описан-
ная схема применяется в комбайне МК-67 и может быть использована
в других горных машинах.
Распределитель ВНК.21.07.020 изготовляется Горлов -
ским машиностроительным заводом им. С. М. Кирова для ручного
управления гидравлическими цилиндрами комбайнов и других
горных машин.
Техническая характеристика распределителя ВНК.21.07.020
Условный диаметр проходного отверстия, мм
Номинальный расход, дм3/с (л/мин) . . . .
Номинальное давление, МПа (кгс/см2) . . .
Потеря давления при номинальном расходе,
не более, МПа (кгс/см2)..................
Позиционность ...........................
Канальность .............................
Усилие поворота, не более, Н (кгс).......
Масса, кг................................
Рабочая жидкость.........................
5
0,167 (10)
16 (160)
0,6 (6)
3
5
44 (4,5)
2,4
Минеральные масла вязкостью
до 60 мм2/с при 50° С (инду-
стриальные 20, 30 и 45 по
ГОСТ 1701-51)
260
Основные и присоединительные размеры и гидравлическая схема
распределителя ВНК.21.07.020 приведены на рис. 117.
По своей конструкции распределитель ВНК.21.07.020 аналоги-
чен распределителю ЭРА-1М.000-04, т. е. имеет две проходные рас-
пределительные втулки и две замковые втулки, запирающие в ней-
тральном положении полости гидравлического цилиндра. Распре-
делитель имеет три позиции: нейтральную и две рабочих.
Рис. 117. Распределитель ВНК.21.07.020:
а — основные размеры; б — присоединительные размеры гидроблока для
установки распределителя; в — гидравлическая схема
В нейтральной позиции золотник фиксируется шариковым фикса-
тором. Для установки золотника в рабочие позиции рукоятку упра-
вления поворачивают на 60° относительно ее нейтрального положе-
ния по или против часовой стрелки до упора.
При установке нескольких распределителей их соединяют после-
довательно, точно так же как и распределители ЭРА-1 М.000-04.
Распределитель типа РПК предназначен для ис-
пользования в гидравлических системах механизированных крепей
и служит для управления гидростойками и гидродомкратами пере-
мещения секций крепи.
261
Техническая характеристика распределителя типа РПК
Условный диаметр проходного отверстия, мм 6
Номинальный расход, дм3/с (л/мин) .... 0,83 (50)
Номинальное рабочее давление, МПа (кгс/см2) 20 (200)
Потери давления при номинальном расходе
при прямом и обратном потоке, не более,
МПа (кгс/см2).......................... 4 (40)
ПЪзиционность ................................. 11
Канальность ................................... 10
Рабочая жидкость........................... 1,5—2%-ный
водный раствор
присадки
ВНИИНП-117
Масса, кг •....................... 14
Основные и присоединительные размеры распределителя типа
РПК и его гидравлическая схема приведены на рис. 118.
Распределитель типа РПК (рис. 119) состоит из колодки 1 с рас-
положенным в ней обратным клапаном 11 и крышки 2, в которой по-
мещен плоский золотник 3. Последний составлен из двух частей,
имеющих возможность относительного осевого смещения и взаимно
связанных в угловых перемещениях вокруг оси для обеспечения
непрерывного контакта по уплотняющим поверхностям с колодкой 1
вне зависимости от давления на сливе и усилия прижимающей пру-
жины 5.
В верхней цилиндрической части золотника 3 имеется прорезь,
в которой шарнирно укреплена рукоятка управления 6. В отверстии
золотника 3 установлен толкатель 7, с помощью которого происходит
открытие обратного клапана 11. В корпус золотника 3 встроена
запирающая втулка 12, отсекающая ту или иную полость исполни-
тельного органа в нужном положении.
В нейтральном положении рукоятка 6 фиксируется с помощью
паза 8 на крышке 2, что предотвращает самопроизвольное, случай-
ное включение распределителя.
При управлении распределителем рукоятку 6 выводят из паза
8 и, поворачивая ее вокруг оси золотника 3, устанавливают в необ-
ходимое положение. Затем нажимают на рукоятку 6, в результате
чего с помощью толкателя 7 откроется обратный клапан 11 и жидкость
из входного отверстия под давлением заполнит полость б и по каналу
10 поступит к нужному исполнительному органу для осуществления
требуемой операции.
Для остановки исполнительного органа рукоятку 6 необходимо
отпустить. Под действием давления жидкости и пружины толкатель 7
переместится вверх и обратный клапан 11 закроется. Полость б
после закрытия обратного клапана разгружается от давления через
дренажное отверстие 4, соединенное со сливной полостью а. При
открытии обратного клапана 11 дроссельное отверстие 4 перекры-
вается шайбой 9, не допуская утечек рабочей жидкости.
Для фиксации золотника 3 в рабочих позициях служат канавки
14 и два подпружиненных шарика 13, расположенных в корпусе
золотника.
262
Рис. 118. Распределитель типа РПК:
а — основные и присоединительные размеры; б — гидравлическая схема
После проведения полного цикла операций по передвижке секции
крепи рукоятку 6 нужно перевести в нейтральное положение и для
предотвращения случайного включения вдвинуть ее в паз 8.
Для одновременного управления несколькими распределителями
или при необходимости фиксации рукоятку 6 в нажатом положении
Рис. 119. Распределитель типа РПК
нужно продвинуть вперед по пазу, имеющемуся внутри тела рукоят-
ки. Для прекращения операции рукоятку в этом случае необходимо
выдернуть.
Гнездо для подсоединения гидрораспределителя к напорной
магистрали обозначается буквой Н, к сливной — буквой С (см.
рис. 118). В нейтральном положении гидрораспределителя стрелка
на рукоятке должна находиться против буквы Н. Если стрелка на
рукоятке находится напротив цифры 2, то рабочая жидкость посту-
пит в канал, который обозначается на колодке цифрой 1. Если
стрелка находится против цифры 2, то жидкость поступит к каналу 2
264
на колодке и т. д. В случае одновременной подачи жидкости в два
канала стрелка на рукоятке должна находиться между цифрами,
обозначающими каналы, в которые подается жидкость.
8-3. КЛАПАННЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ
Клапанные распределители применяют в основном в гидросисте-
мах, в которых требуется высокая герметичность, например в гид-
равлических крепях. Кроме того, клапанные распределители в сле-
дящих системах обеспечивают ее высокую чувствительность благода-
ря нулевому перекрытию проходных окон, а также из-за возмож-
ности получения малых, близких к нулю, зазоров между клапаном
и приводным механизмом.
Клапанные распределители просты в изготовлении и надежны
в эксплуатации, однако не нашли широкого применения, так как
уступают золотниковым и крановым распределителям в компакт-
ности и легкости управления.
По конструктивному исполнению клапанные распределители бы-
вают шаровыми, коническими или плоскими.
Основные параметры клапанных распределителей определяются
по формулам, приведенным в табл. 118.
В горных машинах клапанные распределители получили рас-
пространение в гидросистемах автоматического или дистанционного
управления механизированными крепями. Дружковский машино-
строительный завод изготовляет клапанный распределитель с элек-
трическим управлением типа ЭКУ (рис. 120).
Электрогидравлический клапан типа ЭКУ предназначен для ра-
боты в следующих условиях:
а) температура окружающей среды от 4-5 до +30° С;
б) относительная влажность воздуха от 95 до 98%;
в) температура рабочей жидкости от 4-5 до +55° С;
г) тонкость фильтрации не более 0,2 мм.
Техническая характеристика клапана типа ЭКУ
Номинальный расход, дмз/с (л/мин)........ 0,083 (5)
Номинальное давление, МПа (кгс/см2) .... 20 (200)
Потеря давления при работе на эмульсии и
номинальном расходе, не более, МПа
(кгс/см2) .............................. 1,2 (12)
Номинальная мощность электромагнита, Вт 5
Номинальное напряжение от искробезопасного
источника питания, В.................. 24
Род тока ................................ Постоянный
Вид взрывозащиты......................... И
Масса, кг................................ 3,5
Рабочая жидкость........................... Водомасляная
эмульсия вяз-
костью 9Е2о<2
и минеральные
масла
265
Таблица 118
Определение основных параметров клапанных, распределителей
[6, 7, 8, 27, 34, 43]
Диаметр подводя- щего канала D D=V ^r+d2> где Q-расход жидкости через канал; V— средняя скорость течения жидкости в канале, принимаемая 5 — 12 м/с
Макси- мальная величина подъема клапана Лтах h = —*—х max since h = - x max sin 2 ct x(d- 1 / p* (D2—d2) sin 2оЛ V 2 sin a ) = Д2-<*2 лтах 4D
Усилие открытия клапана F где Fi-усилие от давления pi в полости подвода жидкости; Fnp-усилие предварительной затяжки пружины; FTp—сила трения покоя; F2 —усилие от давления р2 в полости отвода жидкости
Усилие Fi „ JLD2 Fi = Pi — 4 Для клапана с острой уплотняющей кромкой CDi=D) _ nD2 F. = P.— . Для клапана с конусной поверхностью контакта л£>? F> = P> — к1=р,-г1
Усилие f2 Ft = P2-$- 4
266
Клапан типа ЭКУ (см. рис. 120) представляет собой трехлинейный
двухпозиционный распределитель с электромагнитным приводом.
В исходном положении, когда электромагнит 1 выключен, пружина 2
прижимает клапан 3 к седлу 4 и открывает клапан 5, тем самым отсе-
кая напорную линию Н и соединяя линию управления У со сливом С.
При включении электромагнита якорь 6 перемещается влево,
сжимая пружину 2. При этом под действием пружины 7, действу-
ющей через плунжер 8 на клапан 5, последний прижимается к седлу
Рис. 120. Электрогидравлический клапан типа ЭКУ:
а — конструкция и размеры; б — гидравлическая схема
9 и клапан 3 открывается. В результате этого отсекается линия слива
С, а линия управления У соединяется с нагнетательной линией Н.
Клапан имеет ручное управление, выполненное в виде кнопки
10, воздействуя на которую можно через плунжер 8 при выключенном
электромагните включать клапан. Возврат кнопки 10 в исходное
положение осуществляется пружиной 2 и рабочим давлением жид-
кости.
Для защиты клапанных пар от загрязнений в напорной и сливной
линиях распределителя установлены металлокерамические фильтры.
ГЛАВА 9
РЕГУЛИРУЮЩАЯ АППАРАТУРА
Регулирующая аппаратура, применяемая для регулирования
параметров гидравлической системы включает в себя:
1) регуляторы давления, предназначенные для поддержания за-
данного давления рабочей жидкости в гидравлической машине или
в любой точке гидросистемы. К ним относятся предохранительные,
переливные и редукционные клапаны;
2) регуляторы расхода, предназначенные для управления рас-
ходом или направлением потока рабочей жидкости. К ним относятся
дроссели, обратные клапаны, гидрозамки, делители потока, ограни-
чители расхода и т. п.
9-1. ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ КЛАПАНЫ ОБЩЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
Предохранительные клапаны предназначены для защиты гид-
равлической системы от недопустимо высоких давлений. К предохра-
нительным клапанам общего применения относятся предохранитель-
ные клапаны, устанавливаемые для защиты гидравлических систем
всего горношахтного оборудования, исключая гидростойки крепей.
Предохранительные клапаны могут работать эпизодически или
постоянно. В первом случае предохранительный клапан выполняет
только функции аварийного устройства, во втором случае, кроме
того, поддерживает в системе постоянное давление, что необходимо,
например, при дроссельном регулировании скорости (см. раздел 9-4).
Предохранительный клапан в последнем случае называют пере-
ливным.
Обычно предохранительные клапаны, работающие эпизодически,
выполняются одноступенчатыми, т. е. имеющими одну дросселиру-
ющую щель, и называются клапанами прямого действия. Конструк-
тивно они могут быть шариковыми, коническими, тарельчатыми
или золотниковыми.
Переливные клапаны чаще всего выполняются двухступенчатыми
и называются клапанами непрямого действия, или клапанами с серво-
действием.
Клапаны прямого действия
Определение и выбор основных параметров предохранительных
клапанов прямого действия производится в соответствии с табл. 119.
268
Таблица 119
Определение и выбор основных параметров предохранительных клапанов
прямого действия [6, 7, 8, 26, 27, 35, 36, 61]
Скорость
жидкости
в подводящем
канале v
в зависимости
от давления
открытия
клапана р
р, МПа
Р, м/с .
I 0,5-1,2 I 1,2-20,0
I 5—12 I 12-15
I >20,0
I 25-30
Диаметр
подводящего
канала dK
где @ —расход жидкости через клапан
Коэффициент
расхода р
Для клапана с острыми кромками:
при Re>100
р =0,60 ч- 0,64;
при 3<Re<160
0,7271
181
Reb?8
рш/ср sm a
Q
рлйк sin a
Высота
подъема
клапана h
1/—
К 2Др
рЛик
В этих формулах:
р —плотность рабочей жидкости;
а —угол конусности клапана, а для шарикового клапана
угол наклона касательной в точке контакта шарика
с кромкой к оси подводящего отверстия;
Др —заданный перепад давления;
йср = ^к + (0,3-т-0,5) мм—для шарикового клапана.
269
Продолжение табл. 119
Параметр Зависимость
шариковый клапан конусный клапан плоский клапан
Необходимое усйлие пружины Fnp и ее жесткость С г — п л^сР /'пр — Рз—^~ В этих формулах кость пружины С П( можно меньше, чтоб жидкости на давлен] г» п л^к г пр —Го —£ Го —давление открытия клапана. Жест- ) возможности необходимо выбирать как ы уменьшить степень влияния расхода не открытия клапана
Площадь запорной фаски S где б/о^^к+1 мм 5 = ^-(2)2-^)
Давление, при котором клапан закроется р3 _ Ch ~ nd3 ^+0,55 4
Перепад
давления,
обусловленный
работой
клапана Ari
ДГ1 = Го — Рз
Удельное
давление
на опорную
поверхность
седла q
Допустимое удельное давление: для стали —до 80 МПа
(800 кгс/см2); для бронзы —до 30 МПа (300 кгс/см2)
В зависимости от конструкции запорного органа предохранитель-
ные клапаны прямого действия предназначены для различных усло-
вий эксплуатации.
Шариковые и конические клапаны, как правило, применяются
лишь в случае эпизодического действия и при сравнительно неболь-
ших расходах. Длительная работа этих клапанов сопровождается
вибрациями, что создает неустойчивые режимы работы и сокращает
долговечность агрегатов гидросистемы. При больших расходах рабо-
чей жидкости возрастают проходные сечения клапана и, следова-
тельно, размеры пружин, что делает конструкцию клапана громозд-
кой, а работу его неустойчивой.
Клапаны золотникового типа являются более долговечными и по-
этому могут применяться в качестве переливных. Основной недоста-
270
гок золотниковых предохранительных клапанов — утечки жид-
кости между золотником и корпусом, величина которых значительна
при высоких давлениях, что ограничивает их область применения
сравнительно низкими рабочими давлениями.
Клапаны СТП 2075-71
Для защиты от перегрузок гидравлических систем угольных ком-
байнов Горловский машиностроительный завод им. С. М. Кирова
выпускает клапаны предохранительные СТП 2075-71 (рис. 121, а).
Рис. 121. Предохранительный клапан СТП 2075-71:
а — конструкция и размеры; б — гнездо клапана
Основным элементом клапана является клапанная пара, состо-
ящая из седла 1 и конического клапана 2. Рабочая жидкость подво-
дится к клапану через отверстие А и сливается при срабатывании
клапана через отверстие Б. Настройка клапана на требуемое давле-
ние производится изменением усилия пружины 4 с помощью регули-
ровочной пробки 7 и упора. 8 Усилие пружины 4 передается на кла-
пан 2 через стержень 3. Для устранения возможности увеличения
давления настройки клапана во время эксплуатации машины пред-
усмотрены прокладки 6, устанавливаемые между корпусом клапана
и регулировочной пробкой 7. Уплотнение сливной полости клапана
производится прокладкой 5. Клапан устанавливается в специальное
гнездо, размеры которого приведены на рис. 121, б.
В зависимости от диапазона рабочих давлений выпускаются сле-
дующие четыре типа клапанов, имеющих разные шифры и отлича-
ющихся размерами пружины 4 и числом прокладок 6:
271
тип I — 16.250.9004;
тип II - 16.250.9005;
тип III — 16.250.9006;
тип IV - 16.250.9007.
Технические характеристики клапанов СТП 2075-71 приведены
в табл. 120.
Таблица 120
Технические характеристики предохранительных клапанов СТП 2075-71
Параметры Единицы измерения Тип клапана
I II III IV
Расход: минимальный максимальный Рабочее давление: минимальное ДМ3 / С л/мин дм3/с л /мин МПа 0,2 °; о' 1 ,05 3 ,25 15 3 6
кгс/см2 2 10 30 60
максимальное- МПа 1 3 6 17
кгс/см2 10 30 60 170
Масса кг 0,47 0,47 0.49 0,51
Примечание. Рабочая жидкость—минеральные масла вязкостью не более
60 мм2/с при 50 °C.
При обозначении клапана указываются его тип и давление на-
стройки. Например, клапан предохранительный IV типа, настроен-
ный на давление 10 МПа (100 кгс/см2)*, обозначается: клапан предо-
хранительный IV—100 СТП 2075-71.
Клапан ПА 472-301а
Предохранительный клапан ПА 472-301а (рис. 122) выпускается
серийно харьковским заводом «Гидропривод» и работает на чистом
Рис. 122. Предохранительный клапан ПА 472-301 а
минеральном масле индустриальное 30 или 45 по ГОСТ 1707—51
при температуре от 4-10 до 4-50° С.
272
Техническая характеристика клапана предохранительного
ПА 472-301а
Расход максимальный, дмЗ/с (л/мин)............ 0,133 (8)
Пределы регулирования рабочего давления.
МПа (кгс/см2) .............................. 0,5—50 (5—500)
Масса, кг......................................... 1,35
По своей конструкции клапан ПА 472-301а является шариковым.
При превышении давления в системе усилия настройки пружины 2
клапана шарик 1 отходит от седла, пропуская масло из системы на
слив. Настройка клапана на требуемое давление производится из-
менением усилия пружины с помощью винта 3.
Напорные золотники типа Г54-2
Напорные золотники типа Г54-2 относятся к предохранительным
клапанам золотникового типа и предназначены для защиты гидро-
систем от перегрузки, а также для поддер-
жания в них определенного постоянного
давления. Помимо этого, напорные зо-
лотники типа Г54-2 могут использоваться
для дистанционного управления потоком
жидкости и блокировки.
Золотники выпускаются серийно го-
мельским заводом «Гидропривод» и рас-
считаны на применение масел индустри-
альное 20 по ГОСТ 1701—51 и турбин-
ное 22 по ГОСТ 32—53.
Золотники типа Г54-2 имеют два испол-
нения по способу присоединения: резьбо-
вое и стыковое (П) и три исполнения
по давлению: основное — до 2,5 МПа
(25 кгс/см2), Б — до 5 МПа (50 кгс/см2)
и В — до 10 МПа (100 кгс/см2).
Технические характеристики напор-
ных золотников типа Г54-2 приведены в
табл. 121, а их основные и присоедини-
тельные размеры даны в табл. 122 и 123.
Напорный золотник работает следу-
ющим образом (рис. 123). Масло от на-
соса подводится в камеру 8 и отводится
в бак через камеру 7. Пружина 3, распо-
ложенная в колпачке 4, отжимает золот-
Ю
Рис 123. Напорный юлот-
ник типа Г54-2
ник в его крайнее положение, разъединяя камеры 7 и 8. С камерой 8
через отверстия 12 и 10 сообщается камера 9, в которой находится
нижний торец золотника 6. Когда давление в системе возрастает
настолько, что преодолевается усилие пружины 3, золотник 6 пере-
мещается вверх, соединяя камеры 7 и 8.
18 Заказ 78
273
Таблица 121
Технические характеристики напорных золотников типа Г54-2
Типоразмер
Параметры Единица измерения Г54-22 БГ54-22 ВГ54-22 ПГ54-22 ПБГ54-22 ПВГ54-22 Г54-23- БГ54-23 ВГ54-23 Г54-24 БГ54-24 ВГ54-24 ПГ54-24 ПБГ54-24 ПВГ54-24 Г54-25 БГ54-25 ВГ54-25 ПГ54-25 ПБГ54-25 ПВГ54-25
Расход: наибольший наименьший Рабочее давление: ДмЗ/с л/мин дм3/с л/мин 0 1 3 8 Х017 1 0,58£ 35 1 1,17 70 0,05 3 । 1 2,: 1 с 33 40 ),1 6
наибольшее МПа 2,5 5 10 2,5 -5 10 2,5 5 10 2,5 5 10 2,5 5 10 2,5 5 10 2,5 5 10
КГС/СМ2 25 50 100 25 50 100 25 50 100 25 50 100 25 50 100 25 50 100 25 50 100
наименьшее МПа 0,3 0,6 1,2 0,3 0,6 1,2 0,3 0,6 1,2 0,3 0,6 1,2 0,3 0,6 1,2 0,3 0,6 1,2 0,3 0,6 1,2
Перепад давления при изменении расхода, не более: кга/см2 3 6 12 3 6 12 3 6 12 3 6 12 3 6 12 3 6 12 3 6 12
от наиболь- МПа 0,25 0,4 0,8 0,25 0,4 0,8 0,25 0,4 0,8 0,25 0,4 0^ 0,25 0,4 0,8 0,25 0,4 0,8 0,25 0,4 0,8
шего до наи- меньшего КГС/СМ2 2.5 4 8 2,5 4 8 2,5 4 8 2,5 4 8 2,5 4 8 2,5 4 8 2,5 4 8
от наиболь- МПа 0,4 0,6 1,2 0.4 0,6 1,2 0,4 0,6 1,2 0,4 0,6 1,2 0,4 0,6 1,2 0.4 0,6 1,2 0,4 0,6 1,2
шего до рас- хода, не пре- вышающего 0,008 дм3/с (0,5 л/мин) Масса КГС/СМ2 КГ 4 6 1,6 12 4 6 1,8 12 4 6 12 2, 4 ,8 6 12 4 6 3,6 12 4 6 5,8 12 4 6 6,2 12
Таблица 122
Основные и присоединительные размеры золотников типа Г54-2
резьбового присоединения
Типоразмер Резьба d Размер, мм
Янаиб Hi в h hi
Г54-22; БГ54-22; ВГ54-22 КЧв" 200 78 60 60 24 39
Г54-23; БГ54-23; ВГ54-23 КЧ2" 215 103 80 75 31 54
Г54-24; БГ54-24; ВГ54-24 215 103 80 75 31 54
Г54-25; БГ54-25; ВГ54-25 248 138 104 92 39 83
18*
275
Таблица 123
Основные и присоединительные размеры напорных золотников
типа Г54-2 стыкового присоединения
Давление в гидросистеме регулируется поворотом винта 1, воз-
действующего на пружину через поршень 2.
Для демпфирования колебаний золотника предназначено отвер-
стие 10 малого диаметра.
Модификации напорного золотника по давлению отличаются
пружинами и диаметром золотника 6.
Возможные схемы работы напорного золотника типа Г54-2 и со-
ответствующие им условные обозначения приведены в табл. 124.
276
Таблица 124
Схемы работы напорных золотников типа Г54-2
Номер схемы! Назначение Наличие пробок в отвер- стиях (см. рис. 123) Условные обозначения на схемах
А Б в Г
1 Предохранение системы от пере- грузки непосредственным управле- нием или поддержание определен- ного постоянного давления. Слив происходит при дайлении настро- енной пружины Есть Нет Нет Есть Б -i V □
2 Разгрузка системы от дистанцион- ного управления. Слив происходит без давления Есть Нет Есть Нет 1 № л
3 Последовательная работа двух рабочих органов с дистанционным управлением Нет Есть Есть Нет ~|
Последовательная работа двух
рабочих органов с непосредствен-
ным управлением
Нет
Есть
Нет
Есть
Изменение схемы работы напорного золотника резьбового при-
соединения достигается перестановкой пробок 11 (см. рис. 123)
и 13 в отверстиях Л, Б, В и Г корпуса 5.
На рис. 123 изображен золотник, работающий по схеме 1.
В схеме 2 при разобщенных камерах 8 и 9 отверстие В закрывается
пробкой 11, которая вывертывается из отверстия Г. Вместо пробки
11 устанавливается штуцер (резьба К1/%) с трубкой для подвода
масла в камеру 9 от другой линии нагнетания.
В схеме 4 при разобщенных камерах 7 и 14 пробка 13 вывинчи-
вается из отверстия А и ввинчивается в отверстие Б. Вместо пробки
13 устанавливается штуцер К1/^' с трубкой для отвода утечек из ка-
меры 14 в бак.
В схеме 3 при разобщенных камерах 8 и 9, 7 к 14 масло подводится
в камеру 9 так же, как в схеме 2, а отвод утечек из камеры 14
277
осуществляется так же, как в схеме 4. При этом пробки устано-
влены в отверстиях Б и В,
Для изменения схемы работы напорных золотников стыкового
присоединения необходимые соединения цли разъединения присоеди-
нительных отверстий выполняются в корпусе блока, к которому сты-
куется золотник.
Клапаны непрямого действия
Предохранительные клапаны непрямого действия применяются
в гидравлических системах, когда требуется обеспечить стабильность
давления в заданном диапазоне изменения расхода рабочей жидко-
сти, повысить чувствительность, а также когда нежелательно уста-
навливать большие и жесткие пружины.
Основным отличительным признаком предохранительных клапа-
нов непрямого действия является их двухступенчатость.
На давление потока жидкости перед клапаном реагирует чувстви-
тельный элемент, представляющий собой маленький клапан прямого
действия, а слив основного потока жидкости при срабатывании кла-
пана производится через переливной золотник или клапан, откры-
вающий большую проходную щель для жидкости.
Благодаря небольшому расходу жидкости через вспомогатель-
ный клапан, определяемому размерами дроссельного отверстия
в переливном золотнике или клапане, давление на входе поддер-
живается практически постоянным, независимым от расхода жид-
кости через клапан.
В гидравлических системах горных машин получили распро-
странение предохранительные клапаны с переливным золотником
типа Г52-1, изготовляемые Московским машиностроительным заво-
дом им. М. И. Калинина, и клапаны Г52-2 и КПЕ, изготовляемые
Ереванским опытным заводом ВНИИГидропривод.
Предохранительный клапан непрямого действия входит также
в унифицированную аппаратуру УГ8 и УГ12 (секции П8 и П12),
изготовляемую машиностроительным заводом им. Г. И. Петровского
и применяемую в гидросистемах забойного оборудования (см. раз-
дел 10-1).
Предохранительные клапаны применяются для различных диа-
пазонов давлений и имеют различные конструкции переливных
золотников.
Технические характеристики клапанов типа Г52-1 приведены
в табл. 125, клапанов типа Г52-2 — в табл. 127, клапанов типа
КПЕ — в табл. 130, а их основные и присоединительные размеры
даны соответственно в табл. 126, 128 и 129, 131.
Помимо поддержания постоянного давления в гидросистеме
и предохранения ее от перегрузок клапаны типа Г52-1, Г52-2 и
КПЕ предназначены также для дистанционной разгрузки системы
от давления.
Конструкция клапана типа Г52-2 приведена на рис. 124. Жид-
кость к клапану подводится от насоса к полости Б и одновременно
278
Таблица 125
Технические характеристики предохранительных клапанов типа Г52-1
Параметры Единица измерения Типоразмер
Г52-12 ПГ52-12 Г52-13 Г52-14 ПГ52-14
Расход:
номинальный дм3/с 0,3 0,3 0,585 1,17 1,17
л/мин 18 18 35 70 70
наименьший рекомендуемый дмЗ/с 0,017 0,017 0,05 0,05 0,05
л/мин 1 1 3 3 3
Давление номинальное МПа 0,3-5
КГС/СМ2 3-50
Перепад давления:
при изменении расхода от но- МПа 0,2
минального до наименьшего, не более кгс/см2 2
от полного открытия слива до МПа 0,4
перекрытия, при котором утечки не должны превышать 0,003 дм3/с (0,2 л/мин) кгс/см2 МПа 4 0,8
Давление разгрузки
Масса кгс/см2 8
кг 2,4 | 2,6 | 4,4 1 4’9 1 1 8
Рис. 124. Предохрани-
тельный клапан с пе-
реливным золотником
типа Г52-2
279
Таблица 126
Основные и присоединительные размеры клапанов типа Г52-1
ПГ
Типоразмер Размер, мм
Н в L h Лх ht Лз ъ bl с С1 С2
Г52-12 170 55 60 80 50 35 50 - _
ПГ52-12 170 60 70 10 70 22 60 30 41 28 15
Г52-13 195 76 80 106 65 42 65 — — — —
Г52-14 195 76 80 106 65 42 9 65 — — — —
ПГ52-14 195 75 90 10 82 22 75 37,5 63 43 23
Продолжение табл. 126
Типоразмер Размер, мм Резьба К
С8 «4 D d di d» ds l
Г52-12 30 кз/9"
ПГ52-12 26 50 30 16 И 10 5 9 12 8
Г52-13 — — 38 — — — — — — — Kl/2"
Г52-14 — — 38 — — — — —। — —
ПГ52-14 40 67 38 30 25 10 5 11 17 10
280
Технические характеристики предохранительных клапанов типа Г52-2
Типоразмер
Единицы
Параметры измере- см со *5* < tO 1ГЭ
ния „см cq см V1 co co СЧ vO 1О tO 1Л см с© со £*•*»
сч=? см см CO CM CM CM см см см см СМ tO см см см см см со см см £•*- см см
<?см CM CM CM см см см 1Г5 см 1Q см см см см tO см to см см см сч см см
см!° tOr4 inf-j Рч"< CM tO Рч tO Рч CM ю 1Г5 НО Рч Рч 1О Рч Рч И tO Рч см tO Ю Рч tO Рч Рч Ю Рч Рч и см to tO Рч р_( см to to Рч tO Рч
Рч К Sr Рч C и Рч к с к и К и Рч к с к и й -< и с и
Расход: номинальный наименьший оо Давление: номинальное наименьшее дмЗ/с л/мин дмЗ/с л/мин МПа кгс/см2 МПа кгс/см2 . 6,3 63 0,3 3 0,267 0,584 35 6,3- 63 0,5 5 1,05 63 0,05 3 10 100 1 10 20 200 2 20 1,67 100 0,08 5 20 200 2 20 267 160 08 5 6,3 63 0,5 5 4,17 250 10,5 630
16 10 100 0,5 5 0,01 1 20 200 1 10
7 6.3 63 0,3 3 10 100 1 10 20 200 2 20 6,3 63 0,5 5 10 100 1 10 0, 20 200 2 20
10 100 1 10 20 200 2 20 6,3 63 0,5 5 10 100 1 10 20 200 2 20
Условный проход мм 12 16 20 25 32 40 50
Перепад давле- МПа 0,3
ния при измене- нии расхода от номинального до наименьшего, кгс/см2 3
не более
Давление раз- МПа 0,3
грузки кгс/см2 3
Время набора с 0,2
давления после разгрузки, не
более Масса кг 2,6 4,4 4,8 1 9 1 8,6 1 17 [ 22
Таблица 128
Основные и присоединительные размеры клапанов типа Г52-2
резьбового (а) и фланцевого (б) присоединений
Типоразмер Резьба К Размер, мм
D d н L в h Л1 ь
Г52-22; АГ52-22; БГ52-22 К»/В’ — — 185 64 66 35 53 —
Г52-23; АГ52-23; БГ52-23 К1/*” — — 204 96 82 41 66 —
Г52-24; АГ52-24; БГ52-24 K3li — — 204 96 82 41 66 —
БГ52-25А Г52-25; АГ52-25; БГ52-25 К1" KV/t — — 244 244 120 120 100 100 51 51 95 95 —
Г52-26; АГ52-26; БГ52-26 — 51 38 276 254 182 66 110 127
Г52-27; АГ52-27; БГ52-27 — 78 63 316 332 236 83 140 166
282
Таблица 129
Основные и присоединительные размеры клапанов типа Г52-2
стыкового присоединения
Р и м е 4 а Отверстие d2 в клапанах всех типоразмеров уплотняется рези-
новым кольцом Н2-10Х6-2 по ГОСТ 9833 — 61. 2- Отверстия d уплотняются резиновыми
пД<?Д -Йле^ЭТпИХ типоразмеров по ГОСТ 9833-61: Н2-16Х12-2 в клапанах типа
?Гтт2кг?о <Я^2о'?5ол РБГ52"22; Н2-28Х22-2 в клапанах типа ПГ52-24, ПАГ52-24
и ПБГ52-24; У-35Х30-2 в клапанах типа ПГ52-25, ПАГ52-25 и ПБГ52-25.
283
Таблица 130
Технические характеристики предохранительных клапанов типа КПЕ
Типоразмер
Параметры Единица измерения со о (N ю са СП о о
н Н й Й й Й
и й й И й И
и й й й й й
Расход:
номинальный
наименьший
Давление:
номинальное
наименьшее
Условный проход
Перепад давления при
изменении расхода, не
более:
от номинального до
наименьшего
от номинального до
расхода, не пре-
вышающего
0,025 дм3/с
(1,5 л/мин)
Давление разгрузки
Суммарные утечки мас-
ла по зазорам клапана
при номинальном дав-
лении, не более
Масса
дм3/с л/мин ДМ3/с л/мин 0,67 40 0,133 8 1,05 63 0,133 8
МПа кгс/см2 МПа кгс/см2 мм 16 20
32
320
5
50
25 32 40 50
1,67 2,67 4,17 6,67
100 160 250 400
0,208 0,208 0,333 0,533
12,5 12,5 20 32
МПа
КГС/СМ2
МПа
кгс/см2
0,5—1
5-10
2,5-3,2
25-32
МПа кгс/см2 см3/с см3/мин 0,3 3
6,7 400 6,7 400 10 600 10 600 13,3 800 16,7 1000
кг 6,3 6,2 10,7 10,5 26 45
Примечание. Величины суммарной утечки указаны для масел вязкостью 20 мм2/с.
через систему отверстий поступает в полости А и Г. Когда давление
в системе преодолевает усилие пружины 1 шарикового клапана,
шарик 2 отходит от седла 4 и масло в небольшом количестве из по-
лости А через клапан и отверстия в крышке 3 и корпусе 7 поступает
в полость В слива, подключенную к баку. Давление в полости А
благодаря демпферу 8 падает, в результате чего золотник 6 припод-
нимается и соединяет полости Б и В. При падении давления в сети
золотник 6 под действием пружины 5 возвращается в исходное поло-
жение.
Дистанционное управление разгрузкой осуществляется подсоеди-
нением через отверстие 9 вспомогательного переключателя (крана
или золотника управления), которой соединяет полость А со сливом.
284
Таблица 131
Основные и присоединительные размеры клапанов типа КПЕ
резьбового (а) и фланцевого (б) присоединений
Типоразмер Размер, мм
D Di L в н h /it
КПЕ-16 М30Х2 36 110 85 237 84 54
КПЕ-20 МЗЗХ2 39 110 85 237 84 54
КПЕ-25 М39Х2 46 135 101 252 95 60
КПЕ-32 М48Х2 57 135 101 252 95 60
КПЕ-40 40 — 245 112 290 110 —
КПЕ-50 50 — 300 137 320 125 —
Для подсоединения переключателя к клапанам резьбового и фланце-
вого присоединений необходимо вместо пробки (резьба К.1/%) устано-
вить штуцер с трубкой.
9-2. ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ КЛАПАНЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СТОЕК
И ОПОР МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ
Предохранительные клапаны гидравлических стоек и опор ме-
ханизированных крепей предназначены для защиты их от перегрузки
и обеспечения заданной несущей способности. Работа стоечного
285
предохранительного клапана происходит совершенно в других усло-
виях, чем работа предохранительных клапанов общего применения,
поэтому к ним предъявляются особые требования.
1. Стоечный предохранительный клапан должен быть абсолютно
герметичным при давлении рабочей жидкости не ниже чем 90%
давления открытия клапана при срабатывании в течение всего срока
службы. Даже незначительная потеря герметичности предохрани-
тельным клапаном резко снижает нагрузочную способность стойки
и может вызвать обрушение кровли.
2. Перепад давления герметизации клапана (разница между да-
влениями открытия и закрытия клапана) в зоне весьма малых рас-
ходов жидкости (до 0,05 см3/с) должен быть по возможности мини-
мальным и не превышать 10—15% давления настройки клапана.
Значительные перепады давления при срабатывании предохрани-
тельных клапанов в течение наиболее характерного и длительного
режима работы крепей приводят к снижению работы торможения
опускания пород кровли, выполняемой крепью, к удлинению перио-
дов работы крепи в режиме нарастающего сопротивления и к изме-
нению напряженного состояния пород кровли, сопровождающемуся
интенсивным трещинообразованием и потерей ее местной устойчи-
вости.
3. Стоечный предохранительный клапан не должен вызывать
значительного повышения давления в зоне больших мгновенных рас-
ходов (более 20 см3/с), соответствующих большим скоростям опуска-
ния кровли при ее резких осадках. Повышение давления рабочей
жидкости под клапаном ограничивается запасом прочности стойки
и должно составлять не более 25% номинального рабочего давления.
4. Срок службы клапана регламентируется допустимой потерей
герметичности (не более 25% номинального рабочего давления)
или величиной перепада давления (не более 25% номинального ра-
бочего давления) и определяется объемом пропущенной жидкости
за время работы клапана, величина которого должна быть по воз-
можности большей (не менее 300 л).
5. Конструкция стоечного предохранительного клапана должна
быть легкосъемной, патронного типа и не должна допускать измене-
ния его настройки в шахте.
Параметры стоечных предохранительных клапанов регламенти-
руются отраслевым стандартом ОСТ 24.173.05 «Крепи механизиро-
ванные.Клапаны предохранительные опор механизированных крепей.
Основные параметры».
Применяемые в механизированных крепях и гидравлических
стойках предохранительные клапаны можно разделить на клапаны,
предназначенные для работы на водомасляной эмульсии и масле.
В настоящее время выпускаются в основном предохранительные
клапаны для работы на водомасляной эмульсии. Сюда относятся
клапан типа ЭКП, золотниковый предохранительный клапан крепи
ОМКТМ, предохранительные клапаны с газовой подушкой КГУ3.010
и КГ-3. Широко распространены в шахтах предохранительные кла-
286
паны, предназначенные для работы на масле, такие, как клапаны
гидравлических стоек типа ГС, СГС-2А, СГС-ЗА и клапаны крепи
М-87Д.
Клапан типа ЭКП
Предохранительный клапан типа ЭКП серийно изготовляется
ленинградским заводом «Пневматика» и Кузнецким машинострои-
тельным заводом (г. Новокузнецк) и применяется в крепях МК-97,
«Спутник», «Донбасс», 2М-81Э, М-87Э и других, работающих на во-
домасляных эмульсиях.
Техническая характеристика * предохранительного
клапана типа ЭКП
Диаметр подклапанного отверстия, мм......... 3
Номинальное рабочее давление, МПа (кгс/см2) . . 32 (320)
Пределы регулирования рабочего давления, МПа
(кгс/см2) .............................. 25—40
(250-400)
Наибольший расход жидкости, дм3/с (л/мин) . . . 0,25 (15)
Превышение давления в гидросистеме стойки над
номинальным при наибольшем расходе жидкости,
не более, %................................ 25
Перепад между давлениями открытия и закрытия
клапана при расходе 0,5 см3/с (30 см3/мин), не
более, % .................... 15
Масса, кг............................... 0,75
* Регулировка клапанов на заводе-изготовителе производится в соответ-
ствии с техническими требованиями, указанными в заказе на поставку. При
поставке клапана отдельным изделием без указания в заказе рабочего давле-
ния клапан настраивается на давление 32 МПа (320 кгс/см2). Отклонение от
настроечного давления не должно превышать ± 1МПа (10 кгс/см2). Величина
давления настройки указывается клеймом.
Конструктивно предохранительный клапан типа ЭКП (рис. 125)
выполнен в виде патрона, который устанавливается в гнездо гидро-
блока (рис. 126) и фиксируется специальной пробкой.
Рис. 125. Предохранительный клапан типа ЭКП
Полость Н клапана типа ЭКП (см. рис. 125) через фильтр 1 соеди-
нена с поршневой полостью гидростойки, а полость С — со сливной
линией. При повышении давления в поршневой полости стойки
287
клапан 2 вместе с седлом 3 и направляющей 4 перемещается влево до
упора клапана 2 своим буртиком в торцовую поверхность корпуса 5.
При дальнейшем повышении давления седло 3 отделяется от клапана
2 и рабочая жидкость перепускается из полости Н в полость С через
щель, образовавшуюся между конусной поверхностью клапана 2
и фаской на пластмассовой втулке седла 3. Тарельчатые пружины 6
при этом сжаты, а направляющая 4 приподнята над торцовой по-
верхностью корпуса 5 и не мешает проходу рабочей жидкости.
Клапан типа ЭКП по своему типу относится к предохранитель-
ным клапанам обратного действия, неотъемлемой частью которых
Рис. 126. Размеры гнезда для установки клапана типа ЭКП
является подвижное седло, благодаря чему с ростом давления уве-
личивается запирающее усилие клапана и тем самым повышается
его герметичность при давлении, близком к давлению открытия.
Использование эффекта самоуплотнения и применение пластмассовой
втулки, запрессованной в седло, обеспечивают работоспособность
клапана типа ЭКП на маловязких водных эмульсиях.
При разгрузке и опускании стойки, когда давление в полости Н
клапана падает, направляющая 4 сдвигается вправо и прижимается
своим пластмассовым кольцом 7 к торцовой поверхности корпуса 5,
предотвращая проникновение жидкости к подвижному седлу 3.
Наличие такого встроенного обратного клапана в виде пластмассо-
вого кольца 7 позволяет применять клапан в тех случаях, когда его
сливная полость может в процессе разгрузки стоек оказаться под
давлением магистрали (до 20 МПа).
288
Клапан крепи ОМКТМ
В механизированной крепи ОМКТМ, изготовляемой Узловским
машиностроительным заводом, применяется предохранительный кла-
пан золотникового типа (рис. 127). Этот клапан предназначен для
работы на водомасляной эмульсии и рассчитан на давление до 40 МПа
(400 кгс/см2). Под действием давления рабочей жидкости, поступа-
ющей из поршневой полости стойки через фильтр 1 в подклапанную
полость А, цилиндрический золотник 2 перемещается вправо, прео-
долевая усилие пружин^
давления золотник 2 за-
нимает такое положение,
при котором его радиаль-
ное отверстие проходит
резиновое уплотнительное
кольцо 4, в результате
чего открывается доступ
жидкости из полости А в
полость Б, соединенную
со сливной магистралью.
За счет гарантированного
натяга уплотнительного
кольца 4, контактирующе-
го При достижении заданного рабочего
Рис. 127. Предохранительный клапан крепи
ОМКТМ
го с цилиндрическим зо-
лотником 2, сохраняется герметичность клапана во всем диапа-
зоне давления жидкости. Специальная подкладная самоустанав-
ливающаяся шайба 5 имеет перекрывающий поясок, обеспечива-
ющий дросселирование потока жидкости при срабатывании клапана.
Клапаны КГУ3.010 и КГ-3
Предохранительные клапаны КГУ3.010 конструкции Гипроугле-
маша и ленинградского завода «Пневматика» и клапаны КГ-3 кон-
струкции Карагандинского машиностроительного завода № 1 яв-
ляются предохранительными клапанами прямого действия с газовой
подушкой, щелевыми каналами, эластичным уплотнением (мем-
браной) по плоскому седлу.
Клапан КГУ3.010 предназначен для применения в механизиро-
ванных крепях, а клапан КГ-3 — в индивидуальных гидравлических
стойках и стойках с внешним питанием.
Техническая характеристика клапанов КГУ3.010 и КГ-3
Условный проход, мм............................... 3
Номинальное рабочее давление, МПа (кгс/см2) 32 (320)
Пределы регулирования рабочего давления МПа
(кгс/см2).................................. 25—40
(250-400)
Наибольший расход рабочей жидкости в течение
не более 1,5 с, дм3/с (л/мин)............ 0,167 (10)
19 Заказ 78
289
Превышение давления в гидросистеме стойки над
номинальным при наибольшем расходе жид-
кости, не более, %........................... 25
Перепад между давлениями открытия и закры-
тия клапана при расходе 0,5 смз/с (30 смз/мин),
не более, %.................................. 7
Допустимое отклонение давления настройки
от номинального при расходе 0,5 см3/с
(30 смз/мин), МПа (кгс/см2).................. 1 (10)
Газ для зарядки............................... Азот газооб-
разный по
ГОСТ 9293-59
Масса, кг ............................... 0,21
Предохранительный клапан КГУ3.010 (рис. 128, а) состоит из
корпуса 7, в который устанавливается седло 2 с размещенными в нем
Рис. 128. Предохранительные клапаны с газовой подушкой:
а — КГУ3.010; б — КГ-3
с необходимыми зазорами дросселем 3 и втулкой 4. С седлом 2, дрос-
селем 3 и втулкой 4 контактирует выполненная из полиуретана мем-
брана 5, служащая для образования уплотняющей поверхности
клапана под действием сжатого азота, заключенного в камере А.
Герметизация камеры А обеспечивается манжетой 6 и зарядным кла-
паном 7 с уплотнительным кольцом 8.
290
Рабочая жидкость из поршневой полости стойки подается в ка-
нал Б и по кольцевой щели между дросселем 3 и седлом 2 подводится
к мембране 5. При достижении заданного давления мембрана 5
отжимается и рабочая жидкость поступает на слив через кольцевой
канал между седлом 2 и втулкой 4.
Отверстие 9 предотвращает опасность разбрасывания деталей сжа-
тым газом при разборке заряженного клапана.
Клапан КГУ3.010 устанавливается в одно гнездо вместе с обрат-
ным разгрузочным клапаном КГУ3.020 (см. рйс. 156). Размеры
гнезда для установки двух клапанов приведены на рис. 157.
Предохранительный клапан КГ-3 (рис. 128, б) отличается от
предохранительного клапана КГУ3.010 конструкцией газовой ка-
меры, особенностью которой являются наличие резинового баллона 1,
обеспечивающего ее герметизацию, и специальных дренажных кана-
лов 2, предотвращающих проникновение жидкости в газовую камеру.
Так как клапан КГ-3 применяется в индивидуальных гидравличе-
ских стойках и стойках с внешним питанием, его конструкция сов-
мещена с разгрузочным клапаном ручного управления, одна из
герметизирующих поверхностей которого выполнена в виде конуса 3
на корпусе клапана.
Для зарядки предохранительных клапанов с газовой подушкой
машиностроительный завод им. Г. И. Петровского выпускает заряд-
ное устройство ЗУ 1.00.000.
Техническая характеристика зарядного устройства ЗУ 1.00.000
Давление сжатого воздуха для привода зарядного
устройства, не более, МПа (кгс/см2)................ 0,8 (8)
Максимальное давление пневмогидронасоса, МПа
(кгс/см2).......................................... 50 (500)
Время работы насоса для создания в цилиндре макси-
мального давления, с............................... 180
Основные размеры, мм:
длина ............................................ 1000
ширина ............................................. 650
высота............................................ 1210
Масса, кг.......................................... 258
Клапан гидравлических стоек типа ГС, СГС-2А, СГС-ЗА
Предохранительный клапан гидравлических стоек типа ГСУ
СГС-2А и СГС-ЗА (рис. 129) является наиболее распространенным
клапаном, применяемым для работы на минеральном масле. По своей
конструкции он относится к предохранительным клапанам прямого
действия с надклапанным дросселированием, шариковым запира-
ющим элементом и механической пружиной.
Седло 4 клапана выполнено плавающим, так что при сборке
оно с помощью специальной монтажной оправки устанавливается со-
осно с шариком 3, который центрируется в корпусе 2 с помощью
державки 1. Уплотнение поверхностей сопряжения седла 4 и корпуса
клапана 5 осуществляется кольцом 6.
19* 291
Слив жидкости при срабатывании клапана осуществляется через
дроссельное отверстие в корпусе 5. Наличие этого надклапанного
дроссельного устройства способствует получению более стабильной
характеристики клапана, а также увеличению его долговечности.
Клапан механизированной крепи М-87Д
Предохранительный клапан механизированной крепи М-87Д
(рис. 130) является одним из лучших клапанов опор механизирован-
ных крепей, работающих на минеральном масле. По своей конструк-
ФЗО
Рис. 130. Предохранительный клапан
крепи М-87Д
М10Ч5
Рис. 129. Предохранительный кла-
пан гидравлических стоек типа ГС,
СГС-2А и СГС-ЗА
ции он относится к предохранительным клапанам прямого действия
с подклапанным дросселированием и конусным запирающим эле-
ментом.
Отличительная особенность этого клапана заключается в наличии
цилиндрического дросселирующего пояска на клапане 7, благодаря
которому при открытии клапана существенно увеличивазтся вы-
сота его подъема и тем самым уменьшается скорость жидкости в кла-
панной щели и интенсивность разрушения пары клапан 1 — седло 2.
В крепи М-87Д клапан настраивается на давление 31,5—33 МПа
(315—330 кгс/см2).
Перепад давления срабатывания предохранительного клапана
при расходе жидкости до 0,5 см3/с составляет не более 10% давления
срабатывания.
292
9-3. РЕДУКЦИОННЫЕ КЛАПАНЫ И МУЛЬТИПЛИКАТОРЫ
Редукционные клапаны и мультипликаторы применяются для
изменения давления в гидросистеме.
Редукционные клапаны служат для понижения давления при
питании системы от насоса более высокого давления, поддержания
заданного пониженного давления. Они устанавливаются параллельно
основной магистрали.
Рис. 131. Конструкция редукционного
клапана с регулятором типа Г57-1
Мультипликаторы предназначены для повышения давления в гид-
росистеме, где используются насосы низкого давления.
В гидросистемах горных машин применяются редукционные
клапаны, выпускаемые станкостроительной промышленностью: типа
Г57-1 (Московский машиностроительный завод им. М. И. Калинина)
и типа КР (харьковский завод «Гидропривод»).
Редукционные клапаны с регулятором типа Г57-1 (рис. 131)
ио своей конструкции подобны предохранительным клапанам с пере-
ливным золотником и отличаются от последних другим расположе-
нием выточки в золотнике 4,
Масло от основной магистрали высокого давления поступает
в полость 8 и через кольцевую щель между кромкой золотника 4 и
293
корпусом проходит в полость 9, связанную через систему отверстий
с полостями 7, 10 и 6. При увеличении редуцированного давления
шарик 2 открывается, давление в полости 6 падает и она пополняется
маслом из полости 7 через отверстие малого сечения в демпфере 5.
Увеличенное давление в полостях 7 и 10 поднимает золотник 4,
который перекрывает канал для подвода масла из магистрали вы-
сокого давления и тем самым увеличивает сопротивление проходу ма-
сла, в результате чего давление в полости 9 снижается до величины,
определяемой настройкой пружины 1. Если редуцированное давле-
ние уменьшается, золотник 4 под действием пружины 3 опускается,
увеличивая кольцевую щель между полостями 8 и 9 и тем самым из-
меняя давление в полости 9 до величины, на которую отрегулирована
пружина 1, Таким образом, давление после редукционного клапана
поддерживается постоянным независимо от изменения давления
в главной линии и расхода масла через клапан.
Технические характеристики клапанов типа Г57-1 приведены
в табл. 132, а их основные и присоединительные размеры даны
в табл. 133.
Таблица 132
Технические характеристики клапанов типа Г57-1
Параметры Единица измерения Типоразмер
Г57-12 ПГ57-12 Г57-13 Г57-14 ПГ57-14 Г57-15 ПГ57-15
Расход:
номинальный дмЗ/с 0,3 0,3 0,5& 1,17 1,17 2,33 2,33
л/мин 18 18 35 70 70 140 140
наименьший дм3/с 0,017 0,017 0,017 0,05 0,05 0,08 0,08
рекомендуемой л/мин 1 1 1 3 3 5 5
наибольший дм3/с 0,Q133
через шариковый л/мин 0,8
клапан
Давление:
на входе МПа 0 ,5-6,4 0,8- -6,4
КГС/СМ2 5-64 8- -64
редуцированное МПа 0,2-5' 0,5—5
кгс/см2 2-50 5- -50
Масса кг 2 12'4 | 4,3 | 4,3 1 “ 8 | 8,3
Редукционные клапаны типа КР принципиально устроены так же,
как и клапаны типа Г57-1, но отличаются от последних конструкцией
вспомогательного клапана и основного золотника, предназначенного
для редуцирования давления. Клапаны типа КР применяются в гид-
равлических системах с более высоким рабочим давлением.
Технические характеристики клапанов типа КР приведены в
табл. 134, а их основные и присоединительные размеры даны
в табл. 135.
294
Таблица 133
Основные и присоединительные размеры редукционных клапанов типа Г57-1
ПГ
Типоразмер Размер, мм
Н в 1 1 L, h Л‘ 1 Л2 | h3 Ъ 6*1 1 с 1 с, | с2
Г57-12 170 55 60 80 50 35 14 50 — — — —
ПГ57-12 170 55 70 10 80 22 13 50 30 41 28 15
Г57-13 195 76 80 106 65 42 14 65 — — —
Г57-14 195 76 80 106 65 42 14 65 — — — —
ПГ57-14 195 70 90 10 106 22 13 65 37,5 63 43 23
Г57-15 244 95 110 155 88 54 14 80 — — — —
ПГ57-15 244 85 108 36 119 36 13 80 45 70 43 16
Продолжение табл. 133
Типоразмер Размер, мм Резьба К
С3 с* D \ 1 d di d. 1 1 ds d4 I
Г57-12 — — 30 — — — — — — K’/8"
ПГ57-12 26 50 30 16 И 10 5 9 14 8 —
Г57-13 — 38 — — — — — — — К1//'
Г57-14 — — 38 — — — — — — К9/*'
ПГ57-14 40 67 38 30 25 10 5 И 17 10 —-
Г57-15 — 38 — — — — — Kl‘/r
ИГ57-15 66 82 38 35 29 10 5 13 20 12 —
295
Таблица 134
Технические характеристики клапанов типа КР
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
КР-12/16 КР-С-12/16 КР-16/16 КР-20/16 KP-G-20/16 КР-25/16 КР-32/16 КР-С-32/16
Номинальный расход дмЗ/с л/мин 0,416 25 0,666 40 1,05 63 1,67 100 2,67 160
Подводимое давление перед клапа- ном:
номинальное МПа кгс/см2 16 160
наименьшее МПа кгс/см2 2,5 25
Пределы настройки редуцирован- ного давления МПа кгс/см2 1,5- 15— 15 150
Наименьшая допускаемая разница между подводимым и редуци- рованным давлениями МПа кгс/см2 1 10
Расход через вспомогатель- ный клапана не более см3/с 20
Потери давления при номинальном расходе и вязкости масла 50 ММ2/С (сст), не более МПа кгс/с 0.2 2
Масса кг 3,3 4,9 6,1 6,1 7,2 9.3 ] I 9,3 13,4
296
Т а б л и ц а 135
Основные и присоединительные размеры клапанов типа КР
го
с©
Типоразмер Размер, мм Резьба D
L Р в К h Л1 н Ах А А< Аз Аг d di dz ds
КР-12/16 КР-С-12/16 132 138 70 80 138 135 12 43 1,9 43 10 84 73 55 54 42,5 25 10,5 И 18 И 17 Ksls кд// №»// Ki" К1Щ
КР-16/16 160 80 138 — 53 52 98 — — — — — —. —
КР-20/16 КР-С-20/16 160 172 80 104 138 135 18 53 2,9 52 16 98 83 68 70 56 34 14 18 28 17 26
КР-25/16 КР-32/16 КР-С-32/16 180 180 108 98 98 126 146 146 143 22 63 63 2,6 61 61 20 116 116 101 82 85 66 42 16 26 35 22 32
Мультипликаторы обычно применяются в гидравлических систе-
мах для кратковременного увеличения давления в какой-либо их
части, например в конце рабочего хода исполнительного органа.
Такой мультипликатор называется мультипликатором одинарного
действия. Реже применяются мультипликаторы непрерывного дей-
ствия, обеспечивающие расход жидкости, приближающийся к равно-
мерному.
Мультипликатор одинарного действия (рис. 132) представляет
собой двухступенчатый поршень. Полость 1 соединена с магистралью
низкого давления, полость 2 подключена к линии высокого давления.
Рис. 133. Мультипликатор непрерывного
действия
Величина повышенного
давления (без учета сил тре-
ния в уплотнениях)
2)2
Ры = Р 2)2 —с/2 ’ МПа,
где р — подводимое давле-
ние, МПа;
D — диаметр поршня,
мм;
d — диаметр штока, мм.
Количество жидкости, на-
гнетаемое мультипликатором,
Q = ~(D*-d*)L,
где L — ход поршня муль-
типликатора, мм.
Мультипликатор одинар-
ного действия не обеспечи-
вает длительного равномер-
ного расхода рабочей жидкости, он имеет холостой обратный ход.
В мультипликаторе непрерывного действия (рис. 133) жидкость
от насоса по магистрали 1 подводится поочередно в левую и правую
полости низкого давления большого поршня цилиндра 5, а жидкость
высокого давления к рабочим механизмам через магистраль 4 по-
дается то левым, то правым уступом поршня малого диаметра. Изме-
нение направления движения ступенчатого поршня мультипликатора
обеспечивается включением в конце хода золотника-пилота <?, авто-
матически переключающего главный золотник реверса 5.
9-4. ДРОССЕЛЬНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ РАСХОДА
В гидроприводах горных машин получили применение два прин-
ципиально различных способа регулирования скоростей: объемный
и дроссельный.
Объемное регулирование скорости осуществляется изменением
количества жидкости, подводимой к силовому органу, посредством
изменения производительности насоса.
298
Дроссельное регулирование скорости заключается в изменении
количества жидкости, подводимой к силовому органу, посредством
регулирования сопротивления участка трубопровода, по котррому
протекает жидкость.
Выбор способа регулирования определяется необходимой мощ-
ностью привода, давлением, характером изменения полезной на-
грузки и экономическими соображениями.
К. п. д. объемного регулирования выше, чем дроссельного, так
как отсутствуют потери на преодоление сопротивления в дросселе.
Поэтому объемный способ регулирования широко используется,
когда требуется приложение большой силы (в приводах поступатель-
ного движения) или большого крутящего момента (в приводах
вращения).
Дроссельный способ регулирования оправдывается в приводах
небольшой мощности (до 3—5 кВт). Стабильность скорости при
дроссельном регулировании достигается применением сравнительно
простых аппаратов — регуляторов скорости.
Стабилизация скорости при объемном регулировании затрудни-
тельна, особенно при малых скоростях, так как для поддержания
постоянной скорости необходима компенсация изменения объема
утечек при переменных нагрузках. Поэтому систему управления
проектируют таким образом, чтобы производительность насоса при
увеличении нагрузки повышалась на величину роста утечек или
в насосной станции гидропривода предусматривают специальный
насос подпитки, что, однако, снижает надежность работы системыс
Учитывая сказанное, а также высокую стоимость насосов переменной
производительности и их громоздкость, объемный способ регулиро-
вания следует применять лишь в случаях, когда не может быть ис-
пользован дроссельный способ регулирования или когда объемное
регулирование дает значительно больший эффект.
В горных машинах объемный способ регулирования широко
применяется для привода органов передвижения выемочных, про-
ходческих и погрузочных машин.
Дроссели
Дроссели представляют собой специальные местные сопротивле-
ния, устанавливаемые в соответствующих местах гидросистемы для
ограничения расхода жидкости, поступающей к тому или иному
агрегату.
Все дроссели можно разделить на нерегулируемые, в которых
геометрические размеры рабочих окон или их число остаются неиз-
менными, и регулируемые.
В гидроприводах горных машин применяются щелевые (см.
рис. 137), игольчатые (рис. 134, а), канавочные (рис. 134, б), винто-
вые (рис. 134, в) и диафрагменные (рис. 135) дроссели.
Наилучшими характеристиками обладают дроссели с меньшим
отношением периметра сечения канала для прохода жидкости к пло-
299
Рис. 134. Схемы регулируемых дросселей
диаметра, в которых потери напора
щади этого сечения и с наиболее короткими каналами. Такие дрос-
сели менее подвержены засорению и явлению облитерации. Наиболее
предпочтительными с этой
точки зрения являются
щелевые дроссели, кана-
вочные с канавкой трех-
гранного сечения (при ма-
лых расходах), а также
дроссели, в которых регу-
лирование сопротивления
дости гается изменением
либо длины дросселиру-
ющего канала (см.
рис. 134, в), либо числа
местных сопротивлений
(см. рис. 135).
При необходимости
уменьшения зависимости
расхода (сопротивления)
жидкости от ее вязкости
необходимо применять тип
дросселя, близкий к диа-
фрагменному. Поэтому для
гидросистем, работающих
в условиях широкого диа-
пазона температур, наибо-
лее приемлемым типом
дросселя является набор
шайб с отверстиями малого
от трения жидкости сведены
к минимуму.
Толщина дроссельных шайб должна составлять не более (0,5 4-
4- 1,0) d, а расстояние между ними — не менее (3 4- 5) d, где d —
диаметр отверстия, минимальная
величина которого принимается
равной 0,3—0,5 мм.
Пропускная способность дрос-
селя определяется по формуле
<2=^/^,
где р коэффициент расхода рпс. 135 Диафрагменный дроссель
дросселя;
F — площадь проходного отверстия;
Др — перепад давления в дросселе;
р — плотность жидкости.
Коэффициент расхода [х может быть принят для щелевых дроссе-
лей 0,64—0,7, для игольчатых дросселей 0,75—0,8.
300
Для диафрагм коэффициент расхода р, выбирается по табл. 136
в зависимости от отношений и где dQ — диаметр отверстия
в диафрагме; di и d2 — диаметры соответственно подводящего и от-
водящего каналов.
Таблица 136
Значения коэффициента расхода диафрагм
„ do do
в зависимости от отношении -у- и -т-
«1
dp dt dp dr
0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
0,1 0,59 0,60 0,61 0,63 0,64 0,67
0,2 0,67 0,68 0,70 0,72 0,74 0,77
0,4 0,77 0,79 0,81 0,84 0,87 0,91
Расход жидкости через диафрагму можно ориентировочно опре-
делить }по номограмме (рис. 136).
При расчете диафрагменного дросселя (см. рис. 135), состоящего
из п находящихся на равном расстоянии друг от друга шайб, считают,
что общее сопротивление дроссельного пакета Дрп равно сумме со-
противлений Ар отдельных шайб
&Рп = Ьрп.
В гидроприводах горных машин получили распространение
дроссели, выпускаемые предприятиями станкостроительной про-
мышленности.
При использовании дросселей в системах регулирования следует
иметь в виду, что они не обеспечивают получения постоянной ско-
рости перемещения или вращения исполнительного органа при
переменных нагрузках. Расход жидкости, протекающей через дрос-
сель, зависит от перепада давления, величина которого определяется
нагрузкой, приложенной к исполнительному органу. Поэтому дрос-
сели следует применять в гидросистемах, работающих при мало изме-
няющихся нагрузках, а также и тогда, когда допустимы изменения
скорости (в основном в гидросистемах различных вспомогательных
устройств).
Дроссель типа Г77-1 (рис. 137) регулирует расход масла, про-
ходящего через него, изменением величины проходного сечения щели
в дросселе.
Масло в дроссель подводится в одно из отверстий 3 или 5 и, про-
ходя через щель 4 в дросселе 7, поступает в отверстие 2 для отвода
на слив. Внутренние утечки отводятся из дросселя через отверстие 6.
В зависимости от углового положения дросселя 7, определяемого
но шкале на передней крышке, изменяются проходное сечение щели
н расход масла через дроссель.
301
Дроссели типа Г77-1 серийно изготовляются Московским маши-
ностроительным заводом им. М. И. Калинина.
Рис. 136. Номограмма для определения расхода жидкости через дроссельную
шайбу
Рис. 137. Дроссель типа Г77-1
Технические характеристики дросселей типа Г77-1 приведены
в табл. 137, а их основные и присоединительные размеры даны
в табл. 138.
302
Таблица 137
Технические характеристики дросселей типа Г77-1
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
Г77-11 Г77-14
Расход при разности давлении па входе
и выходе Др:
номинальный дм3/с 0,133 0,117
л/мин 8 70
наименьший дм3/с 0,001 0,017
л/мин 0,07 1
Разность давлений на входе и выходе Др МПа 0,2-0.25 0.3-0,35
К ГС/см2 2-2,5 3-3,5
Паминальное давление МПа 5 ►
кгс/см2 50
Масса КГ 3,5 | 6,5
Таблица 138
Основные и присоединительные размеры дросселей типа Г77-1
4 отв под винт И Ю*22
Типо- размер Размер, мм Назначение, расположение и размер присоединительных отверстий
В С h L 1 п подвод или отвод резьба дре- наж резьба
Г77-11 Г77-14 60 80 6 74 60 72 112 45 75 45 50 I и II I и III /п/г кз/г III II ВД КЧ*
303
Дроссель типа Г77-3 (рис. 138) имеет то же назначение, что
и дроссель типа Г77-1, но выполнен для стыкового присоединения !
и имеет другую конструкцию, уменьшившую влияние изменения
температуры масла на его расход. При изменении температуры масла
индустриального 20 от 15 до 50° С увеличение расхода масла через
дроссель не должно превышать 15%.
Дроссели типа Г77-3 серийно изготовляются Ленинградским
опытным заводом гидроавтоматики.
Технические характеристики дросселей типа Г77-3 приведены
в табл. 139, а их основные и присоединительные размеры даны
в табл. 140.
Дроссели осевые типа ДО (рис. 139) изменяют сопротивление
проходу масла в результате перемещения золотника 2 в расточке
корпуса 7. В исходном положении толкатель 4 буртом упирается
в крышку 5, а сферическим концом отжимает рычаг 6 с закрепленным
на нем роликом 7 в крайнее левое положение. При этом рабочая
жидкость, подводимая к отверстию Л, свободно выходит через от-
верстие Б, Когда кулак нажимного устройства воздействует на ролик
7 и поворачивает рычаг 6, золотник перемещается вправо, сжимая
пружину 3, и увеличивает сопротивление проходу масла. Когда ку-
лак нажимного устройства отводится, пружина 3 возвращает дрос-
сельный золотник 2 в исходное положение. Слив утечек производится
через отверстие В.
Дроссели типа ДО изготовляются харьковским заводом «Гидро-
привод» в двух исполнениях — для резьбового и фланцевого при-
соединений.
Технические характеристики дросселей типа ДО приведены
в табл. 141, а их основные и присоединительные размеры даны в
табл. 142.
Дроссели типа ДР (рис. 140) имеют щелевой дросселирующий
элемент. Рабочие щели дросселя образуются сопряжением треуголь-
ных продольных пазов на дроссельном золотнике 1 с коротким ци-
линдрическим участком В отверстия в корпусе 11. Величина рабочей
щели дросселя при регулировании расхода изменяется в результате
поворота рукоятки 3, которая через штифт 4 поворачивает втулку 5,
сидящую в расточке крышки 6. Закрепленный во втулке 5 штифт 7
воздействует на винтовую канавку, выполненную на шейке дроссель-
ного золотника 7, в результате чего последний перемещается в осевом
направлении. От проворачивания вокруг оси дроссельный золотник
удерживается штифтом 8. Стопорение рукоятки 3 в настроенном по-
ложении осуществляется винтом 2. Зазор между штифтом 7 и стен-
ками винтовой канавки выбирается пружиной 9. Слив утечек произ-
водится через отверстие Г в крышке 10. Подвод рабочей жидкости
и отвод ее осуществляются через отверстия А и Б.
Технические характеристики дросселей типа ДР приведены
в табл. 143, а их основные и присоединительные размеры даны в
табл. 144.
304
Рис. 138. Дроссель типа Г77-3
20 Заказ 78
Таблица 139
Технические характеристики дросселей типа Г77-3
Единица измере- ния Типоразмер
Параметры 7-31В 7-31Б 7-31А 7-32А О1 со со со со •
Е Е £ Е Е с £
Расход: номинальный наименьший рекомендуемый Номинальное давление Масса дмЗ/с л/мин дмЗ/с л/мин МПа КГ /см2 КГ 0,025 1,5 0,0012 0,07 0,05 3 0,0018 0.11 2 0,083 5 0,0027 0,16 0,133 8 12 12 1 ,5 5 0,2 12 0,3 18 0,004 0,25 2 0,584 35 ,5 1,17 70
Таблица 140
Основные п присоединительные размеры
дросселей типа Г77-3
Типоразмер Размер, мм
Н h в ct с2 с8 с4 С л св d D Di
Г77-31В; Г77-31Б Г77-31А; Г77-31 71 41 80 60 26 40 40 26 — 9 32 16
Г77-32; Г77-32А Г77-33; Г77-34 86 56 90 70 30 45 45 — 30 11 30 25
Примечание. Отверстия D и Dt уплотняются- резиновыми кольцами следующих
типоразмеров по ГОСТ 9833-61: в дросселях Г77-31В; 31Б; 31А; 31 У-32 X 0-2 п Н2-16Х
Х12-2; в дросселях Г77-32А; 32: 33; 34 Н2-30Х24-2 и Н2-25Х20-2.
306
Таблица 141
Технические характеристики осевых дросселей типа ДО
Параметры Единица измерения Типоразмер
ДО-16/20 ДО-20/20 ДО-25/20 ДО-32/20 ДО-40/20 ДО-50/20
Номинальный расход дм3/с 0,666 1,05 1,67 2,67 4,17 6,66
л/мин 40 63 100 160 250 400
Номинальное давление МПа 2i 0
КГС/см2 200
Потери давления при номи- МПа 0,2 0,4
нальном расходе п вяз- КГС/СМ2 2 4
кости масла 50 мм2/с через
полностью открытый дрос-
сель, не более
Суммарные утечки при номи- см3/с г 7 8
нальном давлении и вяз-
кости масла 10 мм2/с, не
более
Усилие перемещения рычага н 343 490 784 980
дросселя, не более кгс 35 50 80 100
Масса кг 3,8 3,7 5,9 5,8 14,5 22,3
Таблица 142
Основные и присоединительные размеры осевых дросселей типа ДО
Типоразмер Размер, мм Резьба К
Н в L h hi d di d2 c Cl c2 l
Д 0-16/20 ДО-20/20 208 70 99 64 72 11 — — 62 38 22 17 ш/г’ кз/г
ДО-25/20 Д 0-32/20 230 80 115 64 80 13 — — 80 60 28 17,5 Kl" Ki 1/4"
ДО-40/20 Д 0-50/20 282 308 110 132 220 260 60 66,5 91,5 109 13 17 40 50 48 60 95 100 110 123 35 38 60 80 —
Таблица 143
Технические характеристики дросселей типа ДР
Параметры Единица^измерения? Типоразмер
ДР-Ю ДР-10К ДР-12 ДР-12К ДР-С-12 ДР-16 ДР-16К ДР-20 ДР-20К ДР-С-20 ДР-25 ДР-25К ДР-3 2 ДР-32К ДР-С-32
Расход:
номинальный дм3/с
л/мин
о наименьший рекомендуемый дм3/с
л/мин
Номинальное давление МПа
кгс/см2
Потеря давления при номиналь- МПа
ном расходе и вязкости масла кгс/см2
50 мм2/с (сст), не более
0,267
16
0,025
1,5
0,416
25
0,666
40
0,2
2
0,033
2
32
320
1.05
63
1,67 2,67
100 160
0,05
3
0,3
3
Суммарная утечка при номи-
нальном давлении и вязкости
масла 10 мм2/с (сст), не
более
см3/с
2
3
Масса
кг
2,8
3
2,8
3,5
3,3 I 3.4
3,2
3,6 I 4,6
6,3 I 6,9
Примечание. Условное обозначение дросселей буквенно-цифровое. Для всех исполнений дросселей буквы ДР обозначают дрос-
сель, цифры —величину диаметра условного прохода в мм. Отсутствие дополнительных букв и цифр показывает, что дроссель трубно-
го исполнения с метрической резьбой. Буква К после цифр обозначает, что дроссель трубного исполнения с конической резьбой. Буква
С перед цифрами показывает, что дроссель стыкового исполнения.
Таблица 144
Основные и присоединительные размеры дросселей типа ДР
Типоразмер Размер, мм Резьба d
L Ь2 В Н Hi Л1 Л2 Лз л< л6 h di d2
ДР-10 145 95 80 50 76 55 40 35 53 — — 30 — М24Х 1,5
ДР-10К 145 95 80 50 76 — 55 40 35 53 — — — — К*/в"
ДР-12 145 95 80 50 76 — 55 40 35 53 — — 34 — М27Х2
ДР-12К 145 95 80 50 80 — 55 40 3 5 53 — — — — К1/*'
ДР-С-12 145 95 80 80 — 62 60 45 20 28 18 1,9 18 и 11
ДР-16 161 111 90 50 85 — 60 52 38 62 — — 36 — М30Х2
ДР-16К 161 111 90 50 85 — 60 52 38 62 — — — — К’/ч"
ДР-2 0 161 111 90 50 85 — 60 52 38 62 — — 39 — МЗЗ X 2
ДР-20К 161 111 90 5 0 95 — 60 52 38 62 — — — — К1"
ДР-С-20 162 112 100 100 — 62 70 72 14 40 24 2,9 28 17 18
ДР-25 179 129 108 5 5 110 — 75 62 43 73 — — 46 — М39 X 2
Д Р-2 5 К 179 129 108 5 5 110 — 75 62 43 73 — — — — кр/г
ДР-32 179 129 108 65 по — 75 62 4 3 73 — — 60 — М48Х2
ДР-32К 179 129 108 65 120 — 75 62 43 73 — — — —
ДР-С-32 180 130 116 122 — 70 90 84 16 56 30 2,6 35 21 26
Рис. 141. Дроссель с регулятором
типа Г55-2
Дроссели с регулятором
Дроссели с регулятором применяются в гидросистемах для обес-
печения равномерной скорости движения независимо от внешней
нагрузки, а также для регулирования величины этой скорости. В от-
личие от обычных дросселей они содержат специальный регулятор
давления, обеспечивающий постоянный перепад давления в дросселе
и соответственно этому постоянный расход жидкости.
Различные типы дросселей с регулятором, применяемые в гидро-
системах горных машин, изготовляются Ленинградским опытным
заводом гидроавтоматики и отличаются друг от друга в основном /
конструкцией дросселя.
Дроссели с регулятором типа
Г55-2 (рис. 141) состоят из щеле-
вого дросселя 10 и редукционного
клапана 3 золотникового типа,
причем дозировка расхода масла
устанавливается дросселем 70,
а постоянство перепада давления
в дросселе обеспечивается клапа-
ном 3.
Масло пз гидросистемы через
отверстие 5 поступает в полость 4
клапана 3 и далее через проточку
8 и щель 9 в дросселе 10 отводится
в сливное отверстие 77. Клапан 3
находится под действием усилия
пружины 7 и противодействующего
ему давления масла, подводимого
к полостям 2 и 6 из полости 4. Усилие предварительного сжатия пру-
жины 7 выбрано таким, что торец клапана 5, дросселируя поступа-
ющую жидкость, обеспечивает постоянную разность давления масла
до дросселя и после него, равную 0,3—0,35 МПа (3—3,5 кгс/см2),
независимо от изменения давления в гидросистеме. Отвод утечек
производится через отверстие 12. Отверстие 7 служит для присоеди-
нения манометра.
При изменении температуры масла индустриального 20 от 15
до 50° С допускается увеличение его расхода через дроссель
на 20%.
Технические характеристики дросселей с регулятором приведены
в табл. 145, а их основные и присоединительные размеры даны в
табл. 146.
Дроссели с регулятором типа ПГ55-2 (рис. 142) состоят из дрос-
сельной втулки, 7, выполненной с острыми краями, и редукционного
клапана. . Изменение расхода масла, пропускаемого дросселем,
осуществляется с помощью лимба 7, поворачивающегося на четыре
оборота, в результате чего острые кромки дроссельной втулки 4
изменяют площадь проходных окон в гильзе 5.
311
Таблица 145
Технические характеристики дросселей с регулятором типа Г55-2
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
Г55-21 Г55-23 Г55-24
Расход:
номинальный дм3/с 0.133 0,584 1,17
л/мин 8 35 70
наименьший рекомендуемый дм3/с 0,01 0,002 0,002
л/мин 0,07 0,15 0,15
Давление:
номинальное МПа 6,4
кгс/см2 64
наименьшее рекомендуемое МПа 0,5
кгс/см2 5
Отклонение установленного расхода % ±10
при изменении давления от наимень-
шего рекомендуемого до номиналь-
ного, не более
Масса кг 4,6 | 10,3 | 10,3
Примечание. Дроссель с регулятором типа Г55-2 1 изготовляется Московским
машиностроительным заводом им. М. И. Калинина.
При повороте лимба 1 по часовой стрелке расход масла увеличи-
вается, против часовой стрелки — уменьшается. В конце каждого
оборота лимба 3 поворачивается ось 2, на торце которой нанесены
рис. 142. Дроссель с регулятором типа ПГ55-2
цифры, указывающие число оборотов лимба. В пределах одного
оборота ось 2 фиксируется шариком клапана 5 с пружиной 6.
Технические характеристики дросселей с регулятором типа
ПГ55-2 приведены в табл. 147, а их основные и присоединительные
размеры даны в табл. 148.
312
Таблица 146
Основные п присоединительные размеры дросселей с регулятором
типа Г55-2
Размер, мм
Типоразмер в ь с Ci D L 1 h н h Л1
Г55-21 105 65 80 95 105 78 45 120 18 17
Г55-23 140 80 116 126 120 134 89 113 150 19 —
Г55-24 140 80 116 126 120 134 89 из 150 19 —
Продолжение табл. 146
Типоразмер Размер, мм Назначение, расположение и размер присоединительных отверстий
Лз К подвод резьба отвод резьба дре- наж резьба
Г55-21 36 23 К1/4" IV К1// V
Г55-23 31 — 24 I к1// II К1/2" III К1/8'
Г55-24 31 — 24 К3// II К3// III
313
Таблица 147
Технические характеристики дросселей с регулятором типа ПГ55-2
Параметры Единица Типоразмер
измере- ния ПГ55-22 ПГ55-24 ПГ55-25
Расход:
номинальный дм3/с л/мин 0,333 20 1,33 80 2,67 160
наименьший рекоменду- емый дм3/с л/мин 0,001 0,06 0,002 0,12 0,003 0,2
Давление:
номинальное МПа КГС/см2 20 200
наименьшее рабочее при расходе от номиналь- ного:
до 50% МПа КГС/СМ2 0,5 5
50-100% МПа КГС/СМ2 0,8 8
Отклонение установленного расхода при изменении да- вления от наименьшего до номинального и изменении температуры масла от +10° С см3/с 0,167 при расходе до 1,67 см3/с 0,333 при расходе до 3,33 см3/с 0,5 при расходе до 5 см3/с
до +70° С, не более % ± 5 пр] и больших р асходах
Утечка масла через полностью закрытый дроссель при но- минальном давлении и вяз- кости масла 20 мм2/с, не более см3/с 0,834 1,67 3
Перепад давления в дросселе, не менее МПа кгс/см2 0,15 1,5
Масса КГ 3,7 7,4 12
314
Таблица 148 •
Основные и присоединительные размеры дросселей с регулятором типа ПГ55-2
со
ел
С_____________________L
Дистанционное
управление
Типо- размер Размер, мм
L Н в Bl в2 с Ci С2 С3 Сь св Ст h hi d di d2
ПГ55-22 94 112 98 104 105 76 80 17 46 51 30 42 35 62 47 11 16 10
ПГ55-24 110 125 120 120 135 92 92 21 51 57 42 47 40 76 58 13 25 10
ПГ55-25 135 — 166 150 175 130 114 22 83 88 58 56 38 100 — 17 35 10
Примечания: 1. Отверстие d2 в дросселях всех типоразмеров уплотняется кольцом Н2-10 х 6-2 по ГОСТ 9833-61. 2. Отвер-
стие di уплотняется резиновыми кольцами следующих типоразмеров по ГОСТ 9833 — 61: Н2-16 X 12-2 в дросселе ПГ55-22; Н2-25 Х20-2
в дросселе ПГ55-24; У-35 ХЗО-2 в дросселе ПГ55-25.
Таблица 149
Технические характеристики дросселей с регулятором типа Г55-3
Параметры Единица измере- ния
Расход:
номинальный дм3/с
л/мин
со наименьший рекомендуемый дм3/с
о л/мин
Номинальное давление МПа
кгс/см2
Отклонение установленного расхода при %
изменении давления от наименьшего до
номинального при температуре масла от 10
до 50 °C, не более
Утечка масла из сливной линии, не более см3/с
Утечка масла из дренажа см3/с
Масса кг
Типоразмер
И Й <1 <!
со со со со со со со со со
1-0 1Г5 lO 1П иО 1Ю
£ £ й £ £ й £ й £ £
0,025 1,5 0,05 3 0,083 5 0,133 8 0,2 12 0.3 18 0.584 35 1,17 70 1,67 100 2,34 140
0,0012 0,07 0,0018 0,11 0,0027 0,16 0,004 0,25 0,004 0,25 0,004 0,25 0,004 0,25 0,004 0,25 0,017 1 0,017 1
0,5- 5— -12,5 125
± 15
1,25 3
0,666 0,833
2,75 3,7 9,6
Таблица 150
Основные и присоединительные размеры дросселей с регулятором типа Г55-3
ви.дМ
«2 -j Типо- размер Размер, мм
н h в с С1 с2 с8 С< ов О. 07 С8 О, d D Di
Г55-31В; Г55-31Б; Г55-31А; Г55-31 41 96 100 76 80 60 25 15 26 60 48 16 12 9 22 32
Г55-32А; Г55-32; Г55-33; Г55-34 90 56 115 115 92 92 72 22 22 24 72. 57,5 23 16 11 25 30
Г55-35А; Г55-35 122 87 165 176 но 140 105 0 45 25 105 76 38 16 17 40 40
Примечание. -Отверстия D и Di уплотняются резиновыми кольцами следующих типоразмеров: 22 X 17 по нормали А52-4 и коль-
цами У-32 X 0-2 по ГОСТ 9833-61 в дросселях типа Г55-31В; 31Б; 31А; ЗГ, Н2-25Х20-2 по ГОСТ 9833-61 и 3 0 X 24 по нормали
А52-4 в дросселях тина Г55-32А; 32; 33; 34, 40 X 34 по нормали А52-4 в дросселях типа Г55-35А; 35.
Таблица 151
Технические характеристики дросселей с регулятором
и предохранительным клапаном типа Г55-1
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
Г55-13 Г55-14 Г55-15
Расход: номинальный наименьший рекомендуемый Давление: номинальное наименьшее рекомендуемое Перепад давления от полного перекрытия слива до полного открытия при номиналь- ном расходе на всем диапазоне давлений, не более Давление разгрузки, не более Отклонение установленного расхода, не более Утечка масла через дренажное отверстие при номинальном давлении и вязкости масла 20 мм2/с, не более Масса дм8/м л/мин дм8/с л/мин МПа кгс/см2 МПа кгс/см2 МПа кгс/см2 МПа кгс/см2 % см8/с кг 0,584 35 0,004 0,25 11,2 1,17 70 0,04 0,25 6,4 64 0,5 5 0,5 5 0,1 1 ±10 0,33 | 11,2 2,33 140 0,017 1 j 20,5
Таблица 152
Основные и присоединительные размеры дросселей с регулятором
и предохранительным клапаном типа Г55-1
—
L
~_______Ц
* 6
, 4 ,
3 отв. К
Подвод
Kf/o дистанцион-
ное управле-
ние * г
к/g дренаж
~ Отвод
Типо-
размер
Размер, мм
Резьба К
It 1Я I» a at b
С Ci D
Г55-13
Г55-14
Г55-15
150
150
190
140
140
180
190
190
230
136
136
173
66
66
74
89 ИЗ
89 ИЗ
108 147
116 31
116 31
151 33
116
116
145
126
126
155
120
120
160
16
16
17
И
И
13
К'/*"
к9/г
Н В L
KI vr
318
Дроссели с регулятором типа Г55-3 по принципу действия анало-
гичны дросселям с регулятором типа Г55-2 и ПГ55-2, но имеют
другое конструктивное исполнение дроссельного устройства — такое
же, как в дросселе типа Г77-3 (см. рис. 138).
Технические характеристики дросселей с регулятором типа
Г55-3 приведены в табл. 149, а их основные и присоединительные
размеры даны в табл. 150.
Дистанционное
управление (10*6)
Ж
Рис. 143. Основные и присоедини-
тельные размеры дросселя с регу-
лятором и предохранительным кла-
паном типа Г55-4
Дроссели с регулятором и предохранительным клапаном типа Г55-1
помимо обеспечения равномерной скорости движения гидроагрегатов
и регулирования величины этой скорости предохраняют систему от
перегрузки и позволяют дистанционно разгружать насос и систему
от давления. Отличительной особенностью этих дросселей является
автоматическое регулирование давления в гидросистеме в соответ-
ствии с изменением внешней нагрузки на рабочие органы.
Стабилизация скорости движения силового органа обеспечи-
вается постоянством перепада давления в дросселе независимо от
319
изменения внешней нагрузки. Это достигается тем, что переливной
клапан регулятора, находящийся под действием давления насоса,
с одной стороны, и под действием, пружины и давления в рабочей
полости цилиндра, с другой, при изменении давления на выходе
дросселя автоматически изменяет давление насоса, направляя из-
быточное количество жидкости в бак. Максимальная величина давле-
ния в силовой цепи определяется усилием настройки пружины ша-
рикового клапана.
Автоматическое изменение давления, развиваемого насосом, в за-
висимости от изменения внешней нагрузки является преимуществом
а 5 0
Рис. 144. Схемы подключения дросселей с регулятором
в гидросистему
гидросистем с дроссельным регулированием регуляторами скорости
типа Г55-1, поскольку работа такой гидросистемы экономичней ра-
боты системы с регуляторами типа Г55-2, ПГ55-2, Г55-3 при установке
последних «на входе» или «на выходе» (см. ниже).
Технические характеристики дросселей с регулятором и предохра-
нительным клапаном типа Г55-1 приведены в табл. 151, а их основные
и присоединительные размеры даны в табл. 152.
Дроссели с регулятором и предохранительным клапаном типа
ПГ55-1 и Г55-4 принципиально устроены так же, как дроссели
типа Г55-1, но выполнены для стыкового присоединения.
Технические характеристики дросселей типа ПГ55-1 и Г55-4
приведены соответственно в табл. 153 и 155, а их основные и присоеди-
нительные размеры даны соответственно в табл. 154 и на рис. 143.
Дроссели с регулятором и обратным клапаном типа ПГ55-3 и Г55-6
предназначены для регулирования и поддержания установленного
расхода жидкости (независимо от изменения нагрузки на рабочих
органах) при ее движении в одном направлении и пропуска жидкости
с наименьшей потерей давления в другом направлении.
320
Таблица 153
Технические характеристики дросселей с регулятором
и предохранительным клапаном типа ПГ55-1
Параметры Единица измере- ния Типоразмер
ПГ55-12 АПГ55-12 БПГ55-12 ПГ55-14 АПГ55-14 БПГ55-14 ПГ55-15 АПГ55-15 БПГ55-15
Расход:
номинальный дмЗ/с л/мин 0,333 20 1,33 80 2,67 160
наименьший рекомен- дуемый дм3/с л/мин 0,0017 0,1 0,004 0,25 0,0067 0,4
Давление:
номинальное МПа КГС/СМ2 6,3 63 10 100 20 200 6,3 63 10 100 20 200 6,3 63 10 100 20 200
наименьшее рекомен- дуемое МПа КГС/СМ2 1 10 2 20 3 30 1 10 2 20 3 30 1 10 2 20 3 30
Отклонение установленно- го расхода при измене- нии давления от наи- меньшего до номиналь- ного и температуры масла от 4-10 до 4-70° С, не более % ±10
Наименьшее превышение давления настройки пре- дохранительного клапана над давлением на выходе при расходе от номи- нально