Элементы гидросистем (баки, теплообменники)

Несмотря на простоту конструкции бак выполняет несколько важнейших функций в гидросистеме:

• Накопление и хранение рабочей жидкости

• Удаление частиц воздуха из рабочей жидкости

• Рассеивание тепла, отведенного от гидроэлементов

Рабочая жидкость, находящаяся в баке, должна освобождаться от содержащегося в ней воздуха. По этой причине всасывающие и сливные линии следует располагать на значительном расстоянии друг от друга.

Скорость течения в баке должна быть ограничена, чтобы обеспечить осаждение загрязнений, которые имеются в рабочей жидкости. Для периодической очистки в баке должны быть предусмотрены достаточно большие очистные отверстия.

В случае если емкость бака больше 1000 литров, между камерой всасывания и сливной камерой рекомендуется устанавливать проваренную перегородку с перепускным клапаном или проницаемую перегородку. Чтобы улучшить удаление воздуха, эту перегородку рекомендуется устанавливать наклонно.

Для обеспечения хорошего охлаждения рабочей жидкости всасывающий и сливной отсек должны быть разделены перегородкой высотой равной 2/3 от минимального уровня масла в баке.

Гидробаки часто служат несущей конструкцией для других элементов гидропривода насосов, приводных электродвигателей, фильтров, клапанов. Поэтому иногда необходимо усиливать стенки бака. Простейшими способами усиления является гофрирование металлической стенки, установка ребер жесткости и дополнительных внутренних перегородок.

Баки гидравлических приводов могут иметь различные формы. В станкостроении чаще используют баки с прямоугольными стенками. На прессах и литейных машинах баки встречаются баки с прямоугольными армированными или гофрированными стенками. В сталеплавильных и сталепрокатных цехах обычно устанавливают круглые масляные баки.

Независимо от формы бака, его главной характеристикой является объем. В него должно вмещаться достаточное для работы гидросистемы количество жидкости. Обычно объем бака выбирают таким образом, чтобы он в три раза превышал минутную подачу насоса. Для точного определения объема бака необходимо произвести тепловой расчет.

Устройства охлаждения гидропривода

Рассеивание тепла - важнейшая функция гидравлического бака. В результате потерь, часть энергии (15-30%) в гидроприводе преобразуется в тепло, которое отводится рабочей жидкостью. Поступив в бак жидкость должна охладиться, в противном случае уже подогретая жидкость получит еще одну порцию тепла и станет еще горячее. В итоге неконтролируемый рост температуры может привести к поломке элементов гидросистемы. Вычислить мощность, которую рассеивает бак можно с помощью формулы.

• Рк - рассеиваемая мощность, кВт

• А - площадь излучающей поверхности

• Т1 действительная температура масла, К

• Т2 желаемая температура масла, К

• α коэффициент теплопередачи масла (для приблизительных расчетов, при отсутствии данных, можно принять α =0,012кВт/(м2К))

Площадь и объем бака - понятия взаимосвязанные. В практических расчетах принимают:

• V объем бака

• А - площадь поверхности бака

Для рассеивания тепла может понадобиться достаточно большая площадь, и полученный расчетный объем бака может оказаться огромным. Изготавливать бак в десятки, а то и сотни раз превышающий минутную подачу насоса нецелесообразно. В этом случае используют дополнительные устройства. Выбор такого устройства будет зависеть от того, какое количество теплоты нужно рассеять.

Способы охлаждения рабочей жидкости в баке

Увеличение объема бака.

Как было отмечено выше увеличение объема бака позволяет увеличить площадь излучающей поверхности, а значит рассеять больше тепла. Однако простого увеличения объема не всегда достаточно.

Увеличение поверхности бака.

Площадь излучающей поверхности можно увеличить, оставив неизменным объем бака. Сделать это можно несколькими способами. Добавить рассеивающие пластины, как на тепловых конвекторах в системах отопления, или сделать дополнительные грани, ребра на поверхности бака. Указанные способы показаны на рисунке.

Охлаждение бака.

Более эффективный способ отвести тепло от бака с помощью воздуха или охлаждающей жидкости.

Теплообменники

Если площади бака недостаточно для рассеивания тепла, отведенного от гидропривода, то, в большинстве случаев, оптимальным решением будет использование теплообменника - специального устройства, предназначенного для охлаждения рабочей жидкости.

Обычно теплообменники устанавливают на слив, чтобы не допустить значительного повышения давления в его полости. Реже для теплообменника проектируется отдельная линия циркуляции со специальным насосом.

Для подбора теплообменника необходимо знать расход жидкости в гидросистеме и мощность, которую необходимо рассеять (величину потерь энергии). При необходимости теплообменник может быть разработан под конкретную гидравлическую систему.

Существует два основных вида гидравлических теплообменников - воздушные и водяные. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Воздушные теплообменники

В воздушных теплообменниках рабочая жидкость протекает через длинный трубопровод, оснащенный рассеивающими тепло пластинами, обдуваемый потоком воздуха, который создается вентилятором.

Преимущества воздушных теплообменников

• Низкая стоимость устройства и его эксплуатации

• Простота монтажа

• Отсутствие опасности смешения рабочей и охлаждающей жидкостей

Недостатки воздушных теплообменников

• Теплорассеивание зависит от температуры окружающей среды

• Шум от вентилятора

• Большие габариты (по сравнению с водяными)

Водяные теплообменники

В водяных теплообменниках тепло от рабочей жидкости отводится к охлаждающей.

Обычно в качестве охлаждающей жидкости используется вода, поэтому для использования водяных трубопроводов требуется подключение водопровода и канализации.

Достоинства водяных теплообменников

• Компактность

• Теплорассеивание не зависит от температуры окружающей среды

• Отсутствуют шум и сквозняк от вентилятора

Недостатки водяных теплообменников

• Требуется подвод и отвод охлаждающей жидкости

• При поломке не исключены перетечки охлаждающей жидкости в рабочую жидкости и наоборот

Гидравлическая жидкость - это своеобразный посредник передачи энергии, используемый во всех гидравлических системах. Однако функционал гидравлической жидкости не ограничивается простой передачей энергии. Несмотря на то, что передача гидравлической энергии является основной задачей гидравлической жидкости, она также выполняет четыре вспомогательных функции: передача тепла, устранение загрязнений, герметизация и смазка.

В нормальных условиях гидравлические машины производят огромное количество избыточного тепла, зачастую вызванное неэффективностью самих компонентов, таких как насосы и двигатели. Без возможности отвода тепла от этих компонентов они могут легко перегреваться, что приводит к повреждению затворов и внутренних компонентов, особенно в условиях низкой локальной вязкости. Когда масло возвращается в резервуар, оно много раз проходит через охладитель, который позволяет поддерживать его оптимальную температуру до момента обратного попадания в гидравлическую систему. И наоборот, гидравлическая жидкость может использоваться для подачи тепла в систему в случае холостых запусков, когда это необходимо.

К внешним факторам относят механические воздействия и влияние окружающей среды. Внешние факторы могут оказывать влияние на характеристики, ресурс, надежность гидросистемы.

Ресурс — время работы или срок эксплуатации, на который рассчитана гидравлическая машина.

Рабочая жидкость в гидроприводе является кинематическим звеном, но кроме передачи усилий она выполняет ряд других важных функций:

Академическое определение гидросистем включает в них один из важнейших элементов – накопитель. Это замкнутый объем для рабочей жидкости или газа, который можно считать ее хранилищем. Накопитель или бак имеет сообщение с гидросистемой и служит для приема и охлаждения рабочей жидкости (РЖ). Скоростями движения жидкости внутри бака можно пренебречь. Кроме того, накопитель частично выполняет функцию теплообменника между гидравлической жидкостью и окружающим пространством. Большая емкость гидравлического бака способствует осаждению примесей. Бачок-накопитель (200 мл) гидросистемы тормозов или сцепления легкового автомобиля и огромный (100-200 литров) гидравлический бак экскаватора – по сути, одно и то же устройство.

Добрый вечер может кто помочь. Советам или ещё как ни будь ? День по работал. Заглушили трактор на следущий день запустили не работает ни руль не Гидравлика все отказала ! В чем может быть причина ? Амкадор 342в

Здарова мужики подскажите пожалуйста гидравлика сам по себе поднимается грейфер

Подскажите пожалуйста. Коматсу рс 300 7. Перестала работать гидравлика, поменяли насос. На холодную все работает нормально. При нагреве отказывает ход и шланги вибрируют подача на поворот и обратка

Здравствуйте, уважаемые участники группы. Преподаватель выдал задание с задачкой, где имеется трубопровод с непрерывной раздачей жидкости по длине этого трубопровода. Необходимо определить потери напора по длине трубопровода. Нашел в учебнике Штеренлихта подобную задачку. В этом пункте учебника используется определение потерь напора с помощью гидравлического уклона. В задании же указано, что решить задачу нужно с помощью таблиц для гидравлически длинных труб. Поискав немного в сети, обнаружил таблицы Шевелева. Не могу разобраться как применять значения из этих таблиц применительно к моей задаче, т.к. в таблицах приведены значения гидравлических уклонов для постоянного значения расхода по длине трубопровода. Прошу Вашей помощи, друзья!

Всем друзьям по несчастью заниматься неблагодарным делом хорошего времени суток! Поможите разобраться в проблеме всем миром. Суть: аэродромная машина с приводом основной гидросистемы на базе ЯМЗ-236, основной насос 310.4.160.03.06 привод прямой от коленвала через муфту. Насос новый оригинал ПСМ, срок работы 1-2 часа, при работе нагревается сильно корпус в области подшипника. При вскрытии и проверке на стенде поменяли подшипник (грешили на него и имел с новья небольшой люфт) криминала не было замечено. Дренаж отвели отдельно от подпитывающего насоса и основного напрямую в бак (грешил что подпор жидкости идет), фильтр напорный не стоит от бака до насоса (стоит только от бака на нш) и далее на гидроблок. При замере на Потоке свои 21МПа дает, литраж только не запомнил, но думаю тоже в порядке. Может кто сталкивался с таким явлением? Кстати ... Старый насос МГ160/32 дает всего 130 Мпа и не греется особо, но и не работает.

Эксковатор ЕК18. При работе органами, бывают случаи что вырубаются работа, глушим двигатель, заводим снова и все работает. То ли электрика, то ли клапан какой заедает. Может кто сталкивался с этим?