Насосы и гидромоторы автомобильных подъемников и вышек

§ 17.

Насосы и гидромоторы автомобильных подъемников и вышек

Общие сведения. В подъемниках применяют объемные насосы и гидромоторы. Насосы приводятся в действие от двигателя базового автомобиля при помощи механической трансмиссии и

преобразуют подводимую к ним механическую энергию в энергию потока жидкости, которая передается ведомому звену — гидродвигателю — за счет статического давления (напора) этой жидкости. Входному звену (валу) насоса сообщается вращательное движение, поэтому эти насосы называются вращательными. Их входным параметром является частота вращения вала, выражаемая в об/м, а выходным — подача жидкости, которая выражается в л/мин (дм3/с).

В гидромоторах происходит обратное преобразование энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию на выходном звене (валу гидромотора), которое также совершает вращательное движение. Поэтому входным параметром гидромотора служит расход жидкости, выходным — частота вращения.

Жидкость перемещается в насосе за счет ее вытеснения из рабочих камер поршнями, шиберами (лопастями), зубьями, шестернями и т. п. При этом рабочая камера представляет собой замкнутое пространство, которое при работе попеременно сообщается либо со всасывающей гидролинией, либо с напорной.

Работа насоса во многом зависит от вязкости применяемой рабочей жидкости. Выделяют три зависящих от вязкости режима работы насосов.

Режим скольжения характеризуется значительными объемными потерями за счет внутренних перетечек и наружных утечек, которые с увеличением вязкости уменьшаются. В этом режиме резко уменьшается КПД насоса, например у насоса НШ-32 при вязкости 10 мм2/с он составляет 0,74... 0,8, у НП — 64 ...0,95.

Режим устойчивой работы характеризуется стабильностью объемного КПД в определенном диапазоне вязкости, ограничиваемым верхним пределом вязкости, при котором рабочие камеры насоса заполняются полностью.

Режим срыва подачи — следствие недостаточного заполнения рабочих камер.

Шестеренные насосы. На подъемниках применяют насосы различного рабочего объема, выполненные по единой конструктивной схеме (рис. 47). Насос состоит из пары сцепляющихся между собой шестерен, помещенных в плотно охватывающий их корпус, имеющий каналы в местах входа в зацепление и выхода из него. Насосы с цилиндрическими шестернями внешнего зацепления наиболее просты и отличаются надежностью в эксплуатации, малыми габаритными размерами и массой, компактностью и другими положительными качествами. Изготовляют также шестеренные насосы с тремя шестернями внешнего зацепления, с шестернями внутреннего зацепления специального профиля (героторные).

Максимальное давление шестеренных насосов 16...20МПа; подача до 1000 л/мин; частота вращения до 4000 об/мин; срок службы (моторесурс) в среднем 5000 ч.

При вращении шестерен жидкость, заключенная во впадинах зубьев, переносится из камеры всасывания по периферии корпуса в камеру нагнетания н далее в напорную гидроли-иию. Это происходит за счет того, что при вращении шестерен зубья ai и 02 вытесняют больше жидкости, чем может поместиться в пространстве, освобождаемом находящимися » зацеплении зубьями bi и Ь%.

Разность объемов, описываемых этими двумя парами зубьев, составляет количество жидкости, которая вытесняется в нагнетательную полость.

По мере приближения к нагнетательной камере давление

жидкости Р1 и Р2 повышается, как показано стрелками: b зона контакта; Ц — радиусы впадин; х — тело шестерни.

Рис. 47. Схема действия шестеоенного насоса

В гидросистемах применяют насосы НШ-32, НШ-46 и их модификации — НШ-32У и НШ-46У, а на части подъемников АГП-12А —насос С-623К.

Насос НШ (рис. 48) содержит размещенные в корпусе 7 ведущую 10 и ведомую 9 шестерни и втулки 13. Корпус закрыт крышкой 5, привернутой болтами 1. Между корпусом и крышкой проложено уплотнительное кольцо 6. Ведущая шестерня 10 выполнена заодно с шлицевым валом, который уплотняется манжетой 4, установленной в расточке крышки 5 с помощью опорного 3 и пружинного 2 колец. Передние втулки 13 размещены в расточках крышки 5 и уплотнены резиновыми кольцами. Они могут перемещаться вдоль своих осей. Нагнетательная полость насоса соединена каналом с пространством между торцами втулок и крышкой. Под давлением жидкости передние втулки вместе с шестернями 10 и 9 поджимаются к задним, которые, в свою очередь, прижимаются к корпусу 7, обеспечивая автоматическое уплотнение торцов втулок и шестерен.

Рис. 48. Шестеренный насос НШ:

В нагнетательной полости насоса около угольника 8 давление на торцы втулок во много раз больше, чем с противоположной стороны. Одновременно давление на торцы крышки со стороны корпуса стремится прижать втулки к крышке. В совокупности это может вызвать перекос втулок в сторону всасывающей полорти, односторонний износ втулок и повышенные утечки масла. Для того чтобы уменьшить неравномерность нагружения втулок, часть площади торцов втулок закрывают разгрузочной пластиной 12, уплотняемой по контуру резиновым кольцом. Это кольцо плотно зажимается между торцами корпуса и крышки, и в результате создается относительное равенство действующих на втулки сил.

Втулки по мере работы насоса изнашиваются и расстояние между торцами и крышкой увеличивается. При этом кольцо разгрузочной пластины 12 расширяется, поддерживая необходимое уплотнение между крышкой и втулками. От натяга этого кольца зависят надежность и длительность работы насоса.

Между сопряженными втулками для упрощения технологии изготовления и сборки устанавливается зазор 0,1 ...0,15 мм. После сборки этот зазор принудительно выбирают. Для этого втулки разворачивают и фиксируют пружинными штифтами, которые устанавливают в отверстия втулок.

Насосы НШ выпускают правого и левого вращения. На корпусе насоса направление вращения ведущего вала указывается стрелкой. У насоса левого вращения - (если смотреть со стороны крышки) ведущая вал-шестерня вращается против часовой стрелки, а сторона всасывания находится справа. Насос правого вращения отличается от насоса левого вращения направлением вращения ведущей шестерни и ее расположением.

В практике бывает, что новый и заменяемый насосы отличаются только направлением вращения. В этом случае нельзя изменять направление входа и выхода жидкости в насос. Всасывающий патрубок насоса (большего диаметра) всегда должен быть соединен с баком. В противном случае уплотнение ведущей шестерни окажется под высоким давлением и будет выведено из строя.

При необходимости насос левого вращения можно переоборудовать в насос правого вращения. Для того чтобы установить правое вращение, необходимо снять крышку и вынуть из корпуса передние втулки в сборе с пружинными шплинтами, шестерни и задние втулки в сборе. После этого задние втулки в

сборе с пружинными шплинтами поворачивают на 180е. При этом линия стыка втулок установится, как показано на рис. 49. Затем ведущую и ведомую шестерни меняют местами и вставляют их цапфы в прежние втулки. Передние втулки переставляют точно так же, как и задние. После этого устанавливают на то же место разгрузочную пластину 12 (см. рис. 48) с уплотнительным кольцом 6, затем крышку 5, предварительно повернутую на 180°.

Насосы НШ-32 и НШ-46 почти одинаковые по конструкции, их шестерни отличаются длиной зуба, что определяет рабочий объем насосов.

Насосы НШ-32У и НШ-46У (индекс У означает «унифицированные») отличаются от НШ следующими особенностями. Вместо разгрузочной пластины 12 и кольца 6 в них установлена сплошная резиновая пластина 12 (рис. 50), зажатая крышкой 3 и корпусом 1.

В месте прохода цапф втулок в пластине 12 сделаны отверстия, в которые устанавливают уплотнительные кольца 13 с прилегающими к крышке тонкими стальными шайбами. На прилегающих к шестерням торцах втулок выполнены дугообразные каналы 14.

Рис. 49. Сборка втулок насосов НШ: а — левого вращения» б — правого вращения; 1, 2 — втулки ведомой и ведущей шестерен, 3 — колодец, 4 —пружинный шплинт, 5—корпус насоса

Рис. 50. Шестеренный насос НШУ:
1 — корпус, 2, 4 — ведущая и ведомая шестерни» 3 — крышка, 5, 6 — передние втулки, 7, 9 — опорное и стопорное кольца, 8 — манжета, 10 — болт, 11 — пружинная шайба, 12, 13, 15 —уплотнители, 14 — дугообразные каналы втулок, 16 — вкладыш, 17 — отверстие под штуцер дренажного трубопровода; А — пространство под крышкой насоса

Направляющие пружинные шплинты 11 (см. рис. 48) изъяты, а на стороне всасывания в расточку корпуса вставлены сегментообразное резиновое уплотнение 15 (рис. 50) и алюминиевый вкладыш 16.

При работе насоса НШУ масло из камеры нагнетания поступает в пространство над передними втулками и стремится поджать эти втулки к торцам шестерен. Одновременно со стороны зубьев на втулки действует давление масла, попадающего в дугообразные каналы 14. В результате давления на втулки шестерни находятся во время работы насоса под некоторым усилием, направленным от крышки 3 в глубь корпуса 1 насоса. Такая конструкция обеспечивает автоматический поджим, а следовательно, торцовый износ шестерен и втулок не влияет на уплотняющие свойства пластины 12. Резиновое уплотнение

15 необходимо для того, чтобы масло из пространства над втулками не проникало в полость всасывания.

При необходимости насос левого вращения НШУ перебирается на насос правого вращения в той же последовательности, что и насос НШ.

Шестеренные насосы просты в изготовлении и эксплуатации, поэтому их часто применяют на самоходных машинах с гидроприводом.

Моторы МНШ-32 и МНШ-46 используют как реверсивные гидромоторы и насосы. При этом направление вращения вала насоса МНШ может быть любое. Отверстие в корпусе мотора служит для отвода жидкости, которая вытекает при работе в режиме двигателя.

Исправная работа и долговечность насосов обеспечиваются при соблюдении следующих правил их технической эксплуатации.

В гидросистему заливают чистое масло (качество и марка которого соответствуют нормам, установленным нормативноэксплуатационной документацией), рекомендуемое для данного насоса и работы в заданном температурном интервале. При этом следят, чтобы фильтры были исправны, а масло в баке было на требуемом уровне;

В холодное время года нельзя сразу включать насос на рабочую нагрузку — он должен поработать на холостом ходу в течение 10... 15 мин на средних оборотах двигателя. За это время рабочая жидкость прогреется и гидросистема будет готова к работе. Не допускается при прогреве пускать насос на максимальных оборотах.

Для насоса опасна кавитация — местное выделение из жидкости газов и паров (вскипание жидкости) с последующим разрушением выделившихся парогазовых пузырьков, сопровождающееся местными гидравлическими микроударами высокой частоты и «забросами» давления. Кавитация вызывает механиче-ские повреждения в насосе и может вывести насос из строя. Чтобы это предотвратить, необходимо устранять причины, которые могут ее вызвать: вспенивание масла в баке, приводящее к разрежению в полости всасывания насоса; подсос воздуха во-исасывающую полость насоса через уплотнение вала; засорение фильтра во всасывающей магистрали насоса, что ухудшает условия заполнения его камер; отделение воздуха от жидкости н приемных фильтрах (в результате жидкость в баке насыщается пузырьками воздуха и эта смесь всасывается насосом); нысокую степень разрежения во всасывающей магистрали из-за нысокой скорости жидкости, большой вязкости и увеличения нысоты подъема жидкости.

Шестеренные насосы характеризуются наиболее широким диапазоном устойчивой работы в зависимости от вязкости. Это свойство насосов сделало эффективным их применение на машинах, работающих на открытом воздухе, где в зависимости от времени года и дня температура окружающего воздуха меняется в значительных пределах.

Отказ шестеренного насоса выводит из строя весь гидропривод машины, поэтому следует знать причины неисправности насосов НШ и способы их устранения. Вследствие износа шестеренных насосов ухудшаются их характеристики. Насос не развивает требуемого рабочего давления и уменьшает подачу. В насосах НШ из-за износа торцовых сопрягающихся поверхностей втулок уменьшается натяг уплотнительного кольца, ох-патывающего разгрузочную пластину. Это приводит к циркуляции масла внутри насоса и уменьшению его подачи. К таким же последствиям приводит перекос шестерен и втулок в иертикальной плоскости из-за неравномерного износа втулок со стороны всасывающей полости насоса.

Пластинчатые насосы не применяют в гидроприводе машин, работающих на открытом воздухе, так как они уступают шестеренным по максимальному рабочему давлению и имеют худшие эксплуатационные характеристики.

Поршневые насосы и гидромоторы — обратимые гидромашины (т. е. могут работать и насосами, и гидромоторами), изготовляемые различных типов и назначения.

По расположению поршней по отношению к оси блока цилиндров или оси вала различают аксиально- и радиально-поршневые гидромашины. Поршневой гидромотор (насос), у которого оси поршней параллельны оси блока цилиндров или составляют с ней углы не более 40°, называют аксиально-поршневым. Радиально-поршневой гидромотор имеет оси поршней, перпендикулярные оси блока цилиндров или расположенные под углом более 45°.

Аксиально-поршневые моторы выполняют либо с наклонным блоком (рис. 51,а), в которых движение осуществляется бла-годаря наличию угла между осью блока цилиндров и осью выходного звена, либо с наклонной шайбой (рис. 51,6), когда движение выходного звена осуществляется благодаря связи (контакту) поршней с плоским торцом диска, наклоненным к оси блока цилиндров. Гидромоторы с наклонной шайбой изготовляют, как правило, с постоянным рабочим объемом, а гидромоторы с наклонным блоком — с постоянным или переменным рабочим объемом. Рабочий объем регулируют изменением угла наклона блока. Когда торцы блока цилиндров и шайбы параллельны, поршни не движутся в цилиндрах и подача насоса прекращается; при наибольшем угле наклона подача максимальная.

Радиально-поршневые гидромоторы выполняют кулачковыми и кривошипными. В кулачковых движение от поршней к выходному звену передается кулачковым механизмом (рис. 51, в), в кривошипных — кривошипно-шатунным (рис. 51,г).

Аксиально-поршневой гидромотор устанавливают на коленчатых автомобильных подъемниках с неограниченным вращением поворотной части. Корпус насоса образован соединенными на болтах основным корпусом 1 (рис. 52) и фланцем 7. В основном корпусе на трех подшипниках качения вращается вал 3 с диском, в котором закреплены бронзовые втулки 16, являющиеся опорами для головок шатунов 15, с поршнями 14. В крышке 2 размещена манжета 4 для уплотнения вала. Блок цилиндров 9 размещен во фланце 7. Он может вращаться на подшипнике 8 вокруг оси 13. Блок 9 соединен с приводным валом 3 посредством карданного вала 6 и прижимается пружиной 12 вместе с распределителем 11 к крышке 10. В распределителе 11 сделаны окна для подвода, и отвода жидкости к блоку цилиндров. Для отвода утечек из блока цилиндров есть дренажное отверстие.

При вращении вала диск через шатуны сообщает поршням возвратно-поступательное движение. Разница положений поршня, находящегося в нижней и верхней позициях, называется ходом нагнетания. Движение поршней и вращение блока согласовано с положением окон распределителя.

Аксиально-поршневые гидромоторы наиболее широко используются в гидроприводе, так как они обладают преимуществами перед шестеренными и радиально-поршневыми гидромоторами. Шестеренные гидромоторы МНШ развивают в момент пуска 20... 30% номинального крутящего момента и резко уменьшают объемный КПД при малых оборотах и при уменьшении вязкости рабочей жидкости. Шиберные гидромоторы, так же как и шестеренные, чувствительны к вязкости и устойчиво работают только при средних и высоких оборотах.

Радиально-поршневые насосы дороги в изготовлении и работают при небольшой частоте вращения выходного вала (100... 300 об/мин), но зато развивают высокий крутящий момент. В отличие от радиально-поршневых аксиально-поршневые гидромоторы имеют более простую конструкцию, широкий диапазон скоростей (10... 1500 об/мин) при стабильном крутящем моменте и объемном КПД 0,95... 0,98.

Если гидросистема не прогрета, то гидромотор нельзя пускать на полную нагрузку при больших оборотах. Иначе из-за недостаточного поступления смазочного материала выйдет из строя (появятся задиры) торцовый распределитель. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы давление подводимого масла не превышало допустимой для данного мотора нормы.

При наличии в гидроприводе аксиально-поршневого гидромотора особенно высокие требования предъявляются к чистоте рабочей жидкости. От наличия в системе абразивных частиц (окалина, песок, мелкая стружка) мотор может выйти из строя.

Во время работы гидромотора утечки в качающем узле отводятся в бак по дренажной гидролинии. Для этого в корпусе мотора сделаны отверстия. Работать без отвода утечек категорически запрещается. Завод-изготовитель гарантирует исправную работу мотора в течение 1500 маш-ч, при этом мотор разбирать запрещается. Допускается в этот период только снимать крышку выходного вала для ревизии манжетного уплотнения.

Рис. 51. Поршневые гидромоторы:
а — аксиально-поршневой с наклонным блоком, б —то же, с наклонной шайбой, в —радиально-поршневой кулачковый, г — то же, кривошипно-шатунный; 1 — наклонный блок, 2 — шатун. 3 — поршень, 4 — ротор, 5 — корпус, 6 — наклонная шайба, 7 — кривошип

Рис. 52. Аксиально-поршневой гидромотор (насос):
1 — корпус, 2, 10 — крышки. 3 — приводной вал, 4 — манжета, 5 — винт, 6 — кардан, 7 — фланец, 8 — подшипник, 9 — блок цилиндров, 11—распределитель, 12 —пружина, 13 — ось вращения блока, 14 — поршень. 15 — шатун, 16 — втулка

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ..