T:2 NAPĘDY HYDRAULICZNE

CENTRUM SZKOLENIA WOJSK INŻYNIERYJNYCH I

CHEMICZNYCH

WE WROCŁAWIU im. gen Jakuba JASIŃSKIEGO CYKL TECHNICZNY

LITERATURA:

1. Napędy i sterowania hydrauliczne. Jan Lipski. Wydawnictwa Komunikacji i

Łączności. Warszawa 1981r. WSOWInż. 9769

2. Hydraulika siłowa. Janusz Zatopiński. Arkady Warszawa 1975r;

Zagadnienia:

1. Określenie napędu hydraulicznego (prawo Pascala).

2. Napęd hydrostatyczny.

3. Elementy składowe instalacji hydraulicznej.

4. Ciecze stosowane w napędach hydraulicznych.

5. Zastosowanie hydrauliki w maszynach i urządzeniach.

CIŚNIENIE stosunek siły działającej na ciecz do wielkości powierzchni, na

którą ta siła działa.

Fizyczne pojęcie ciśnienia wiąże się zarówno z naciskiem ze strony przedmiotów

na pewne powierzchnie, jak też z działaniem mechanicznym płynów – cieczy

Wzór na ciśnienie powstaje

poprzez podzielenie siły

nacisku (lub siły parcia) przez

pole powierzchni

Fparcia

- siła parcia, (w niutonach N), lub

N - siła nacisku (w niutonach N)

p - ciśnienie (w paskalach Pa)

S - pole powierzchni (w m2)

p =

Fparcia

S

p =

N

S

Znaczenie symboli:

CIŚNIENIE

JEDNOSTKA CIŚNIENIA

Megapaskal (symbol: MPa) to jednostka wielokrotna

jednostki ciśnienia - paskala w układzie SI.

1 MPa = 1 000 000 Pa

= 106 (milion) Pa

= 10,19716 at

= 10,19716 kG/cm2

Od chwili wprowadzenia w Polsce systemu międzynarodowego SI obowiązującą, jednostką ciśnienia jest l Pa (paskal).

Jednostki ciśnienia kG/cm kPa MPa Bar PSI

at = kG/cm2

(atmosfera techniczna) 1 98,08 0,098 0,988 14,22

kPa = kN/m2

(kilopaskal) 0,0102 1 0,001 0,01 0,145

Mpa

(megapaskal) 10,2 1000 1 10 145,03

Bar 1,02 100 0,1 1 14,503

PSI

(funt na cal kwadratowy) 0,0703 6,895 0,006895 0,06895 1

NATĘŻENIE PRZEPŁYWU

Natężenie przepływu cieczy jest to ilośd jednostek objętości przepływających w jednostce czasu.

Wielkośd natężenia przepływu decyduje o prędkości ruchów roboczych wykonywanych

przez silniki hydrauliczne (obroty) lub siłowniki (ruch posuwisto-zwrotny).

Natężenie przepływu występuje przy przepływie cieczy przez zawory, przewody hydrauliczne lub inne elementy układów

hydraulicznych z wyjątkiem pomp, silników i siłowników.

W pompach, jako elementach „wytwarzających" przepływ, zamiast natężenia przepływu używa się określenia

wydajnośd pompy.

(ilośd jednostek cieczy przetłoczonych w jednostce czasu)

Silniki i siłowniki hydrauliczne, będące odbiornikami cieczy, charakteryzują się tzw. chłonnością, tj. zdolnością do

pobrania jednostek objętości cieczy w jednostce czasu.

W obowiązującym systemie SI jednostką natężenia przepływu jest m3/s lub dm3/s oraz l/min

(podawany powszechnie przez autorów DTR)

PRĘDKOŚĆ PRZEPŁYWU

średnia prędkość, z jaką poruszają się strugi cieczy w przewodach hydraulicznych (m/s)

Przy przepływie cieczy opory wzrastają w miarę wzrostu prędkości, dlatego dla uniknięcia nadmiernych strat

ogranicza się prędkość przepływu.

Prędkość cieczy w przewodzie jest zależna od natężenia przepływu i przekroju przewodu, przez który przepływa.

W przewodach łączących elementy układu hydraulicznego ze względu na wielkość oporów ogranicza się prędkości

przepływu do v = 6÷10 m/s.

Natomiast w przewodach ssawnych pomp stosuje się prędkości znacznie mniejsze, bo rzędu v = 1÷2 m/s.

MOC UKŁADU HYDRAULICZNEGO

Moc układu hydraulicznego określa się iloczynem

ciśnienia i natężenia przepływu:

N = p – Q

gdzie:

N - moc hydrauliczna,

p - ciśnienie panujące w gałęzi roboczej

obwodu,

Q - natężenie przepływu cieczy tłoczonej przez

pompę do tej gałęzi.

Przy podawaniu Q w [l/min] i p w [kG/cm2] (wg tradycyjnego układu jednostek)

wzory na moc hydrauliczną przyjmują postać:

Obecnie jednostką mocy hydraulicznej jest kilowat (kW), dawniej był to koń mechaniczny. Wzajemna relacja

między tymi jednostkami jest następująca:

1 kW = l,36KM

1 KM = 0,735 kW

W napędach hydraulicznych o ciśnieniach roboczych

p = 300÷350 kG/cm2 (30÷35 MPa) i natężeniach przepływu

Q = do 1000 l/min uzyskuje się moce rzędu N = 400kW.

][450

KMQp

N

][612

kWQp

N

PRZEKŁADNIA mechanizm lub układ maszyn służący do przeniesienia ruchu

z elementu czynnego (napędowego) na bierny (napędzany) z jednoczesną zmianą parametrów ruchu, czyli prędkości i

siły lub momentu siły. Przekładnia może zmieniad: • ruch obrotowy na ruch obrotowy – najczęstszy przypadek • ruch obrotowy na liniowy lub odwrotnie • ruch liniowy na ruch liniowy Ze względu na rodzaj wykorzystywanych zjawisk fizycznych,

przekładnie dzielą się na: • przekładnie mechaniczne • przekładnie hydrauliczne • przekładnie pneumatyczne

Napędy hydrauliczne są napędami, w których przekazywanie energii mechanicznej odbywa się za

pośrednictwem cieczy roboczej.

W zależności od sposobu wykorzystania energii cieczy rozróżnia się dwa rodzaje napędów hydraulicznych:

• napędy hydrostatyczne

• napędy hydrokinetyczne.

Napędy hydrostatyczne

napędy, w których wykorzystywana jest energia ciśnienia statycznego cieczy roboczej.

Źródło energii stanowią, pompy hydrauliczne, które zasilają układ hydrauliczny cieczą roboczą,

w stosownych ilościach i o wymaganym ciśnieniu.

Głównym elementem hydrostatycznego układu napędu i sterowania, spełniającym rolę generatora energii i w dużej

mierze decydującym o jego cechach, jest pompa wyporowa.

Podstawowymi elementami wykonawczymi w tych układach są silniki wyporowe o ruchu prostoliniowym,

zwane siłownikami hydraulicznymi, oraz silniki wyporowe o ruchu obrotowym, nazywane potocznie silnikami

hydraulicznymi.

Siłowniki i silniki hydrauliczne w zespole z pompą hydrauliczną tworzą tzw. hydrostatyczne przekładnie

hydrauliczne, które dzielą się na: • liniowe przekładnie hydrostatyczne,

• obrotowe przekładnie hydrostatyczne.

ZALETY UKŁADÓW HYDROSTATYCZNYCH:

• dużą wydajnośd energetyczną z jednostki masy lub objętości. Przykładowo w przekładniach wielotłoczkowych osiowych osiąga ona 4÷6 [kW/kg] i przewyższa pod tym względem wszelkie znane rodzaje napędów, np. silnik hydrauliczny w porównaniu z silnikiem elektrycznym o tej samej mocy i prędkości obrotowej jest 14 razy lżejszy i zajmuje 26 razy mniejszą przestrzeo;

• dużą łatwośd sterowania podstawowymi parametrami ruchowymi,

znacznie wyższą niż układach mechanicznych, a w tym możliwośd łatwego uzyskania bardzo dużych wysokosprawnych przełożeo zmiennych w sposób ciągły, a także dużą łatwośd zamiany ruchu obrotowego na prostoliniowy

• bardzo małą bezwładnośd układu, umożliwiającą dokonywanie

częstych i gwałtownych zmian prędkości i obciążenia przy dobrych właściwościach tłumienia procesów przejściowych, np. silnik hydrauliczny ma moment bezwładności około 72 razy mniejszy od momentu bezwładności porównywalnego silnika elektrycznego;

ZALETY UKŁADÓW HYDROSTATYCZNYCH cd:

• samo-smarownośd. W charakterze cieczy roboczej wykorzystuje się najczęściej różne rodzaje olejów, które są jednocześnie czynnikiem smarującym;

• łatwośd bezpośredniej i ciągłej kontroli obciążenia, a także łatwośd

ograniczenia tego obciążenia; • dużą łatwośd przestrzennego usytuowania elementów tworzących

układy, wynikającą z możliwości wykonania połączeo za pomocą dowolnie ułożonych przewodów sztywnych lub elastycznych

• możliwośd komponowania układów przeznaczonych do różnych maszyn i różnych celów z ograniczonej i zunifikowanej liczby elementów typowych;

• łatwośd automatyzacji lub zdalnego sterowania, uzyskiwania na

drodze elektrohydraulicznej czy elektroniczno-hydraulicznej.

WADY UKŁADÓW HYDROSTATYCZNYCH :

• duża podatnośd na zanieczyszczenia cieczy roboczej, prowadząca w następstwie do uszkodzeo. Z tego względu układy hydrostatyczne wymagają odpowiedniego zaprojektowania i wykonania oraz obsługiwania przez wykwalifikowanych pracowników;

• zmiany właściwości statycznych i dynamicznych, spowodowane

zmianami lepkości cieczy roboczej pod wpływem temperatury; • duża hałaśliwośd wzrastająca wraz z ciśnieniem, poziom hałasu

przekracza niejednokrotnie 90 [dB]; • trudności w uzyskaniu dokładnej synchronizacji ruchów silników

lub siłowników obciążonych w zróżnicowany sposób; • występowanie nieuniknionych i brudzących wycieków cieczy

roboczej, które są szkodliwe dla środowiska naturalnego.

HYDRAULICZNE CIECZE ROBOCZE

Nośnikiem energii w napędzie hydrostatycznym jest ciecz, nazywana także czynnikiem roboczym lub

obiegowym.

Rola cieczy jest podobna pod względem funkcjonalnym do tej, jaką spełnia cięgno w

napędach cięgnowych. Dlatego też ciecz roboczą należy uważać za element konstrukcyjny, którego właściwości wywierają zasadniczy wpływ na pracę

układu hydraulicznego, a więc na jego charakterystyki i sprawność, a także na trwałość

innych elementów i zespołów tworzących taki układ.

Ciecz robocza w układach hydraulicznych musi spełniać

cztery podstawowe funkcje:

przenoszenie energii i sygnałów sterujących,

smarowanie powierzchni ruchowych,

odprowadzanie ciepła,

uszczelnienie układu,

oraz następujące funkcje dodatkowe:

zmniejszenie zużycia części układu hydraulicznego,

ochronę przed korozją,

zabezpieczenie przed szkodliwym działaniem powietrza.

Właściwości fizyko-chemiczne cieczy roboczych powinny być:

• jak najmniejsza zmienność lepkości wraz ze zmianą temperatury w całym przewidywanym zakresie temperatur pracy napędu,

• mała ściśliwość, a więc duży moduł sprężystości objętościowej,

• jak najmniejsza temperatura krzepnięcia i jak najwyższa temperatura zapłonu,

• duże ciepło właściwe, dobra przewodność i mała rozszerzalność cieplna,

• odporność na pienienie, utlenianie i degradację termiczną,

• dobre własności smarne w stosunku do wszystkich materiałów konstrukcyjnych, stosowanych na elementy, w całym zakresie temperatur pracy układu,

• jednorodność struktury i trwałość chemiczna,

• obojętność chemiczna w stosunku do metali i materiałów uszczelnień.

Obecnie stosuje się w napędach hydrostatycznych, w zależności od miejsca pracy i przeznaczenia napędzanego urządzenia, następujące rodzaje

cieczy roboczych:

• oleje mineralne spreparowane z produktów destylacji ropy naftowej, będące cieczami palnymi,

• ciecze trudno palne i niepalne w postaci emulsji oleju w wodzie lub wody w oleju oraz roztworów glikoli w wodzie, bezwodnych cieczy syntetycznych, a także wody.

CIECZE PALNE

Jak dotąd najbardziej rozpowszechnione są oleje mineralne, z różnego typu domieszkami uszlachetniającymi,

poprawiającymi ich właściwości zgodnie ze specyficznymi wymaganiami hydrostatycznych układów napędowych.

Olej uzyskiwany z ropy naftowej jest to tzw.

olej bazowy (wg ISO oznaczony symbolem HH),

nie zawierający dodatków uszlachetniających i nie nadający się bezpośrednio do stosowania w układach hydrostatycznych.

Dopiero dodatki uszlachetniające dodane do oleju bazowego podwyższają jego jakość i uzdatniają do powszechnego

zastosowania.

W zależności od ilości i rodzaju dodatków rozróżnia się oleje o symbolach HL, HM, HV i HG.

Oleje o symbolu HL

zawierają tylko dodatki antyutleniajace i chroniące przed korozją.

Oleje tej grupy nie zawierają dodatków zmniejszających zużycie ścierne, z tego powodu

mogą być stosowane w średnio obciążonych układach napędu i sterowania hydraulicznego

pracujących w temperaturach do 50 °C.

Obecnie na rynku dostępne są oleje wykonywane w siedmiu klasach lepkości kinematycznej.

Cecha Olej hydrauliczny grupy HL

Średnia lepkość

kinematyczna w

temperaturze 40 °C

mm2/

s 15 22 32 46 68 100 150

Wskaźnik lepkości - > 95 > 90

Temperatura krzepnięcia °C -33 -33 -27 -24 -24 -18 -12

Temperatura zapłonu °C 150 170 190 210

Zawartość wody % 0.05<

Punkt anilinowy °C 90 95

Przykładowe oznaczenie oleju hydraulicznego grupy HL

o średniej lepkości kinematycznej 46 cSt

w temperaturze 40 °C jest następujące:

OLEJ HYDRAULICZNY L-HL 46.

Oleje o symbolu HM

prócz dodatków typowych dla olejów HL, zawierają dodatki detergująco-dyspergujące oraz

polepszające smarność i zmniejszające zużycie.

Ze względu na te dodatki oleje tej grupy mogą być stosowane w wysoko obciążonych układach

napędu i sterowania hydraulicznego.

Obecnie na rynku dostępne są oleje wykonywane

w siedmiu klasach lepkości kinematycznej.

Cecha Olej hydrauliczny grupy HM

Średnia lepkość

kinematyczna w

temperaturze 40 °C

mm2/

s 15 22 32 46 68 100 150

Wskaźnik lepkości - > 95 > 90

Temperatura krzepnięcia °C -33 -33 -27 -24 -24 -18 -12

Temperatura zapłonu °C 150 170 190 210

Zawartość wody % 0.05<

Punkt anilinowy °C 90 95

Przykładowe oznaczenie oleju hydraulicznego grupy HM,

o średniej lepkości kinematycznej 32 cSt w temperaturze 40 °C

jest: OLEJ HYDRAULICZNY L-HM 32.

Oleje o symbolu HV

oprócz dodatków wymienionych wyżej, zawierają dodatki zwiększające wskaźnik lepkości.

Oleje hydrauliczne grupy HV stosuje się w układach napędu i sterowania hydraulicznego urządzeń

napędowych maszyn budowlanych oraz w urządzeniach jednostek pływających.

Obecnie na rynku dostępne są oleje wykonywane w siedmiu klasach lepkości kinematycznej.

Cecha Olej hydrauliczny grupy HV

Średnia lepkość

kinematyczna w

temperaturze 40 °C

mm2/

s 15 22 32 46 68 100 150

Wskaźnik lepkości - > 140 > 120

Temperatura krzepnięcia °C -39 -36 -30 -27 -24 -21 -18

Temperatura zapłonu °C 140 160 180 190 200

Zawartość wody % 0.05<

Punkt anilinowy °C 90 95

Przykładowe oznaczenie oleju hydraulicznego grupy HV, o średniej lepkości kinematycznej 68 cSt w temperaturze 40 °C jest: OLEJ

HYDRAULICZNY L-HV 68.

Oleje o symbolu HG

mają właściwości olejów HM oraz zawierają

dodatki o szczególnych właściwościach

smarujących.

W układach hydrostatycznych najczęściej stosowane są oleje HL i HM.

Oleje te spełniają w dużym stopniu wymienione wyżej wymagania, z

wyjątkiem bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Choć mają wysoką

temperaturę samozapłonu, to jednak w zetknięciu z ciałami

nagrzanymi do wysokiej temperatury mogą być przyczyną pożaru.

W narzędziach i urządzeniach hydraulicznych do małej mechanizacji z

reguły stosowane są dwa rodzaje olejów hydraulicznych:

HL 68 i HL 100.

Ze względu na bezpieczeństwo przeciwpożarowe w górnictwie

węglowym odchodzi się od stosowania olejów mineralnych jako

nośnika energii ciśnienia. Przeciwwskazaniem stosowania olejów w

maszynach i urządzeniach górniczych jest również to, że wymagają

dużych objętości cieczy roboczej, co ze względu na cenę oleju,

podnosi zasadniczo koszty inwestycyjne i eksploatacyjne urządzenia.

CIECZE TRUDNO PALNE I NIEPALNE

stosowane są w przypadkach występowania niebezpieczeństwa pożaru, konieczności

ochrony środowiska naturalnego oraz wtedy, gdy ze względu na bardzo duże ilości cieczy w obiegu i nieuniknione przecieki zewnętrzne

stosowanie oleju mineralnego staje się nieopłacalne i trzeba go zastąpić znacznie

tańszą cieczą na bazie wody lub nawet czystą wodą.

W niektórych dziedzinach zastosowanie wody jako medium zamiast oleju mineralnego okazało się

korzystniejsze.

Woda bowiem charakteryzuje się, w odróżnieniu od oleju, następującymi właściwościami:

• ma niskie koszty nabycia,

• jest niepalna,

• nie zanieczyszcza środowiska,

• jest neutralna w kontakcie z innymi materiałami,

• niskie są koszty utylizacji przy pracy z czystą wodą.

Lepkość wody jest znacznie mniejsza od lepkości oleju i praktycznie nie zależy od temperatury. Wynikające stąd mniejsze opory przepływu zwiększają łączną sprawność

układu o blisko 40% w stosunku do olejowych.

Z kolei ściśliwość oleju jest w porównaniu z wodą wyższa o ok. 50%, co sprawia że układy hydrauliczne wodne są

bardziej sztywne.

Ponieważ woda może odprowadzić dwukrotnie więcej ciepła niż olej, w systemach wodnych można często

zrezygnować z chłodzenia cieczy.

Współczynnik przewodzenia ciepła przez wodę jest pięciokrotnie wyższy niż oleju.

Zalety wodnej technologii hydraulicznej

wyeliminowanie zanieczyszczenia środowiska przez wyciekający olej mineralny

zmniejszenie zagrożenia pożarem i wybuchem.

Wady hydrauliki wodnej:

niedostateczne smarowanie ruchomych elementów

korozja

Obydwa te problemy są rozwiązywane przez nowe konstrukcje łożysk w pompach i silnikach, przez

zastosowanie specjalnych tworzyw na bazie mieszaniny polimerowej oraz odpornych nawet na warunki morskie

stopów aluminium.

Parametry cieczy Olej

mineralny Woda

Praktyczne znaczenie w odniesieniu

do systemu wodnego

Lepkość kinematyczna przy

50oC [mm2/s] 15-70 0,55 Zmniejszona strata ciśnienia

Gęstość przy 15oC [kg/dm3] 0,87÷0,90 1 Tworzenie pustych przestrzeni

Ciśnienie pary przy 50oC [MPa] 1,0-10-7 0,012 Tworzenie pustych przestrzeni

Moduł sprężystości [MPa] 1600 2400 Udar wodny,

polepszenie sztywności systemu

Prędkość akustyczna przy 20oC

[m/s] 1300 1400 Wyższa prędkość reakcji

Przewodność cieplna przy 20oC

[W/(moC)] 0,11÷0,14 0,598

Bardziej efektywne odprowadzanie

ciepła; mniejsze wymiary chłodnicy

Ciepło właściwe przy 20oC

[kJ/(kgoC)] 1,89 4,18

Bardziej efektywne odprowadzanie

ciepła; mniejsze wymiary chłodnicy

Maksymalny zakres temperatury

roboczej [oC] 20÷90 3÷50

Środki przeciw mrozom; wyższa

wydajność nagrzewnicy

Temperatura zapłonu [oC] 210 — Nie występuje zagrożenie pożarowe!

Odporność na korozję Dobra Zła

Elementy konstrukcyjne muszą być

wykonane z materiałów odpornych na

korozję; możliwa konieczność podej-

mowania pewnych środków zarad-

czych w okresach dłuższego postoju

Obciążenie środowiska Silne Żadne Żadne problemy z zanieczyszczeniem

środowiska

Relatywne koszty zakupu płynu

[%] 100 0,02 Oszczędność na kosztach

Koszty składowania Małe Żadne Oszczędność na kosztach

Koszty odprowadzania Wysokie Małe Oszczędność na kosztach

Podstawowe podzespoły i elementy układów

hydraulicznych:

pompy hydrauliczne;

akumulatory hydrauliczne;

urządzenia robocze (wykonawcze)- siłowniki i silniki

hydrauliczne:

zawory;

filtry;

zbiorniki;

połączenia.

URZĄDZENIA STERUJĄCE

Schemat przekładni hydrostatycznej

Schemat przekładni hydrostatycznej

PODZIAŁ ZAWORÓW

Zawory sterujące kierunkami przepływu

Znaki graf. -zawory

ODPOWIETRZNIK CIĄGŁY (NP. NA ZBIORNIKU)

ZAWÓR ODCINAJĄCY

ZAWÓR ZWROTNY

ZAWÓR DŁAWIĄCY REGULOWANY

ZAWÓR ZWROTNY STEROWANY PRZY OTWARCIU

Zawory zwrotne

Zawory zwrotne

Zawór zwrotny

Zawory odcinające

Znaki graf - rozdzielacze

ZAMKNIĘTA DROGA PRZEPŁYWU

OTWARTA DROGA PRZEPŁYWU

ROZDZIELACZ DWUDROGOWY

DWUPOŁOŻENIOWY, STEROWANY

RĘCZNIE

ROZDZIELACZ DWUDROGOWY

DWUPOŁOŻENIOWY, STEROWANY

CIŚNIENIEM OBUSTRONNIE

ROZDZIELACZ TRÓJPOŁOŻENIOWY

CZTERODROGOWY STEROWANY

RĘCZNIE POWRACAJĄCY

SAMOCZYNNIE DO POŁOŻENIA

ŚRODKOWEGO POD DZIAŁANIEM

SPRĘŻYN

Zas działania A

Zas działania B

Plansza nr 069

Zas działania C

Zas działania D

Przykł poł w ukł. napędowym PRZYKŁAD POŁĄCZENIA REALIZOWANEGO W UKŁADZIE NAPĘDOWYM PRZEZ ROZDZIELACZ

PIĘCIOTOROWY POMIĘDZY SIŁOWNIKIEM DWUSTRONNEGO DZIAŁANIA A ŹRÓDŁEM ENERGII

HYDRAULICZNEJ

POŁOŻENIE POCZĄTKOWE (normalne)

ROZDZIELACZA

POŁOŻENIE WŁĄCZENIA

(przesterowania) ROZDZIELACZA

PRZY WSUWANIU TŁOCZYSKA

POŁOŻENIE WŁĄCZENIA (przesterowania) ROZDZIELACZA

PRZY WYSUWANIU TŁOCZYSKA

Ogólne zasady działania i zastosowanie

Rozdzielacze – zasada działania -fot

Rozdzielacze umożliwiają zrealizowanie stanów "start" i "stop" oraz zmianę

kierunku płynięcia strumienia cieczy, co powoduje odpowiednio: uruchomienie i zatrzymanie oraz zmianę kierunku ruchu odbiornika (cylinder lub silnik hydrauliczny). Rozdzielacze można montowad w układach hydraulicznych w dowolnym położeniu razem z płytą przyłączeniową. Uszczelnienie łączonych powierzchni uzyskiwane jest przez zamontowanie pierścieni uszczelniających tzw. "o-ringów" wchodzących w skład aparatu.

WMM 5

WMM 6

WMM 10

WMM 16

WMM 32

Zawory sterujące ciśnieniem

Znaki graf. – zawory cz II

ZAWÓR BEZPIECZEŃSTWA PRZELEWOWY

ZAWÓR DŁAWIĄCO-ZWROTNY

JEDNOKIERUNKOWY NIENASTAWIALNY

ZAWÓR REDUKCYJNY

ZAWÓR OGRANICZAJĄCY CIŚNIENIE

(BEZPIECZEŃSTWA)

ZAWÓR DŁAWIĄCY O OPORZE LEPKOŚCIOWYM

NASTAWIALNY

Zasada działania i zastosowanie ZAWÓR PRZELEWOWY • Zawór przelewowy jest stosowany w układzie

smarowania. Zadaniem tego zaworu jest utrzymania stałego, założonego ciśnienia, niezależnie od gęstości oleju i stopnia zużycia łożysk oraz zabezpieczenie układu przed ewentualnym uszkodzeniem wskutek nadmiernego wzrostu ciśnienia - zwłaszcza podczas rozruchu zimnego silnika. Sprężyna zaworu jest zawsze tak wyregulowana by w znamionowych warunkach pracy silnika ciśnienie oleju w magistrali olejowej wynosiło do 0.4 MPa. Przekroje przepływowe w zaworze przelewowym powinny byd dostatecznie duże, aby w warunkach zimnego rozruchu, przy wzroście ciśnienia mógł wystąpid odpływ oleju, zapobiegając dalszemu wzrostowi. Zawór może byd wbudowany w przewód tłoczący pompy oleju lub magistralę olejową. W chwili otwarcia zaworu nadmiar oleju jest kierowany do miski olejowej, w pompie na jej stronę ssącą. W silnikach mogą występowad dwa zawory przelewowe. Jeden z nich jest na pompie i jest zaworem bezpieczeostwa. Drugi zaś jest zaworem regulacyjnym i służy do utrzymania w układzie wymaganego ciśnienia.

Zawór przelewowy Przekrój

Zawór UZPD-6

Zawór bezpieczeostwa i przelewowy

Zawór redukcyjny

Zawory sterujące natężeniem przepływu

Zawór dławiący

Zawór dławiący

Synchronizator ruchu - przkrój

ZAWORY SPECJALNE

ZAMEK HYDRAULICZNY opis . • Zamek hydrauliczny, zwłaszcza

siłownika maszyny budowlanej, służy do utrzymywania siłownika w określonym położeniu po zakooczeniu sterowania oraz do zabezpieczania siłownika przed gwałtownymi siłami zewnętrznymi.

• BUDOWA

Zamek hydrauliczny ma dwa zawory zwrotne (1) osadzone w gniazdach wykonanych w korpusie (2) i połączonych cylindrycznym kanałem, w którym osadzony jest tłoczek (3) oraz dwa zawory bezpieczeostwa i odpowietrznik, a także gniazda Stecko do przyłączania przewodów hydraulicznych.

Plansza nr 066

ZH przekrój

ZAWÓR ANTYKAWITACYJNY PRZECIĄŻENIOWY

UKŁAD HYDRAULICZNY PBU-50

Układ hydrauliczny służy do:

• podnoszenia i opuszczania masztu,

• nadania ruchu obrotnicy w górę i w dół,

• zmechanizowanego rozładunku świdra

szybowego

• do wyłączania sprzęgła zębatego wału

pionowego w czasie układania masztu w

położeniu transportowym.

W skład układu hydraulicznego wchodzą:

• dwie pompy zębate o lewych obrotach,

• dwa cylindry hydrauliczne - przeznaczone do

podnoszenia i opuszczania masztu,

• dwa cylindry hydrauliczne posuwu obrotnicy,

• pulpit sterowania układem hydraulicznym,

• zbiornik oleju

• przewody hydrauliczne.

Pompa NSz-46 - wydajność 60 l/min przy ciśnieniu 100 kG/cm2,

Pompa NSz-10 - wydajność 16 l/min przy ciśnieniu 100 kG/cm2.

1 — przewody ssawne; 2 i 26 — pompy zębate o lewych obrotach; 3 — zbiornik oleju; 4, 7, 9, 16, 17 i 25 — przewody tłoczne; 5 —

płyta; 7 — cylindry hydrauliczne podnoszenia i opuszczania masztu; 8, 12, 13 i 14 — rozdzielacze; 10 — zawór dławiący; 11 —

cylinder hydrauliczny wyłączania sprzęgła zębatego; 15 — zawór odcinający; 18 — cylindry hydrauliczne posuwu obrotnicy; 19 —

klucz hydrauliczny; 20 i 21 — przewody elastyczne; 22 — rozdzielacz; 23 i 27 — przewody odprowadzające; 24 — filtr siatkowy; 28 —

manometr

Zbiornik oleju o pojemności 120 l jest zamontowany na wspornikach ramy

i umocowany dwoma taśmami metalowymi oraz nakrętkami.

Zbiornik oleju:

1 — kadłub; 2 — wskaźnik prętowy poziomu; 3, 6 i 16 — korki; 4 i 10 — taśmy metalowe;

5 — filtr siatkowy; 7 — zawór kulkowy; 8 — króciec zlewowy; 9 — filtr olejowy; 11 — nakrętki; 12 — zawór kulkowy; 13 i 15 — króćce; 14 — gumowe pierścienie uszczelniające

Pulpit sterowniczy składa się z obudowy w którą są wmontowane zespół

sterowania układem hydraulicznym urządzenia i deska wskaźników .

Pulpit sterowniczy:

1 — dźwignia sterowania sprzągłem; 2 — dźwigienka sterowania przepustnicą mieszanki;

3 — manometr; 4 — wyłącznik zapłonu; 5 — wskaźnik ilości paliwa; 6 — wskaźnik ciśnienia oleju; 7 i 11 —

lampki oświetlenia wskaźników; 8 — szybkościomierz; 9 — deska wskaźników; 10 — wskaźnik temperatury

płynu chłodzącego; 12 — wskaźnik stopnia ładowania akumulatorów; 13 — przełącznik świateł; 14 i 15 —

króćce; 16 — dźwignia sterowania kluczem hydraulicznym; 17 — dźwignia posuwu obrotnicy; 18 — dźwignia

podnoszenia i opuszczania masztu; 19 — dźwignia włączania pompy; 20 — obudowa

TYPOWE NIESPRAWNOŚCI, ICH OBJAWY I SPOSOBY USUWANIA.

Mimo pracującej pompy nie można wykonywać ruchów roboczych . Przyczyną

może być zawieszenie się zaworów bezpieczeństwa . Należy sprawdzić czy ciecz

krąży w układzie , zaglądając do zbiornika ( ciecz porusza się ) lub też obserwując

manometr . Nawet przy zawieszonym zaworze przy włączeniu pompy manometr

powinien się poruszać .Sposób usunięcia usterki jest następujący . Z gniazda w

korpusie zaworu bezpieczeństwa lub rozdzielacza należy wkręcić zawór , nie

poruszając tulejki regulacyjnej . Sprawdzić położenie suwaka , a następnie wymyć

zawór w czystej benzynie ( pędzlem ) i przedmuchać sprężonym powietrzem . W

czasie mycia należy starać się przesunąć suwak. Jeżeli suwak nie daje się po

umyciu przesunąć , świadczy to o jego zacięciu , które można usunąć w bazie

remontowej . Po przemyciu zawór montuje się ponownie do układu . Operację tę

należy przeprowadzić na wszystkich zaworach umieszczonych w linii zasilania.

Mimo pracującej pompy i sprawnych zaworów bezpieczeństwa w układzie nie

można wytworzyć ciśnienia. Przyczyną może być zniszczenie lub usterka pompy.

Jedynym sposobem usunięcia usterki jest wymiana pompy.

Układ pracuje bardzo głośno, wydając okresowo powtarzające się metaliczne

dźwięki. Przyczyną jest zapowietrzenie układu lub kawitacja w linii ssania pompy.

Usunięcie usterki. Należy sprawdzić poziom oleju w zbiorniku i ewentualnie

uzupełnić go. Jeżeli w dalszym ciągu występują takie same objawy , należy

oczyścić filtr ssawny . Sygnałem o zapowietrzeniu się układu jest zmiana barwy na

mleczną . Po uzupełnieniu oleju lub oczyszczeniu filtrów należy odpowietrzyć cały

układ .

Wycieki z elementów i łączników . Przyczyną jest zniszczenie uszczelnień

gumowych lub powierzchni uszczelniających w łącznikach .

Jedynym sposobem usunięcia usterki w warunkach eksploatacyjnych jest wymiana

elementów uszkodzonych .

W układzie można wytworzyć ciśnienie , lecz ruchy wykonuje się bardzo

wolno. Przyczyną jest utrata szczelności wewnętrznej pompy lub innych

elementów. Usterkę usuwa się przez wymianę uszkodzonego elementu

( najczęściej pompy ,silnika lub cylindra ).

PRZEPISY BHP OBOWIĄZUJĄCE PODCZAS UŻYTKOWANIA

I OBSŁUGIWANIA UKŁADÓW HYDRAULICZNYCH

Zagrożenia występujące przy użytkowaniu i obsłudze układów

hydraulicznych

Układy hydrauliczne, w których przeniesienie napędu odbywa się za pomocą oleju

hydraulicznego pod wysokim ciśnieniem (do 35 MPa), wymagają szczególnej

uwagi podczas eksploatacji oraz wszelkich napraw i obsług. Dlatego

niezbędna jest codzienna kontrola stanu instalacji, połączeń rozłącznych,

przewodów elastycznych wysokociśnieniowych itp.

1. Do demontażu, regulacji i innych czynności obsługowych przy instalacji

hydraulicznej maszyny można przystąpić jedynie po zatrzymaniu silnika głównego

oraz zredukowaniu do minimum ciśnienia w liniach roboczych. Osprzęt roboczy

maszyn musi być podparty i odpowiednio zabezpieczony.

2. Warunkiem bezpiecznej pracy układu hydraulicznego jest przeprowadzenie

okresowych przeglądów i regulacji ciśnienia wg tabel zamieszczanych w

instrukcjach obsługi. Szczególną uwagę należy zwrócić na: •elastyczne przewody wysokociśnieniowe pod kątem stanu powierzchni

zewnętrznych w przypadku stwierdzenia uszkodzeń natychmiast wymienić,

•regulację ciśnienia w układzie hydraulicznym, z tym że mogą dokonywać jej jedynie

osoby do tego specjalnie przeszkolone lub serwis,

•wykonywanie regulacji wyłącznie przy użyciu odpowiednich narzędzi i przyrządów

kontrolno-pomiarowych (manometrów, testera itp.) o właściwym zakresie ciśnień.

3. Regulacji dokonuje się przy włączonym silniku głównym, a więc podczas pracy

pompy hydraulicznej, co wymaga dodatkowej ostrożności i uwagi. Warunkiem

niezbędnym przy regulacji jest udział dwóch osób - operatora maszyny i

mechanika. Przez okres pracy muszą oni utrzymywać kontakt wzrokowy dla

bezpośredniej sygnalizacji poszczególnych czynności. Sposób regulacji określają

instrukcje obsługi instalacji hydraulicznej.

Osobne zagrożenie stanowią akumulatory hydrauliczne. Akumulator w

zależności od zastosowania napełniony jest gazem o ciśnieniu 10-50 MPa. W

razie uszkodzenia akumulatora należy go wymienić; naprawa lub renowacja jest

niemożliwa. Otwieranie akumulatora jest niedopuszczalne i niebezpieczne.

Akumulator hydrauliczny nie może być nadmiernie nagrzany. Prawidłowość

działania akumulatorów powinien sprawdzić tylko doświadczony fachowiec,

ponieważ przez same oględziny nie można stwierdzić, czy akumulator jest dobry

czy uszkodzony.

Zasady postępowania w przypadku awarii układu hydraulicznego

Niedomagania urządzeń hydraulicznych są zwykle spowodowane przez

jedną lub więcej z niżej wymienionych przyczyn:

•niedostateczna szczelność zewnętrzna lub wewnętrzna,

•obecność ciał obcych, zaślepiających częściowo lub całkowicie kanały albo

uniemożliwiających szczelne zamykanie się zaworów,

•nieprawidłowa regulacja,

•mechaniczne usterki lub uszkodzenie części,

•nadmierne luzy pomiędzy współpracującymi powierzchniami wskutek ubytków

materiału spowodowanych ich zużyciem,

•zestarzenie się cieczy roboczej.