Руководство по гидравлической системе экскаватора-погрузчика JCB

Тема 4.5″Устройство гидросистемы экскаватора погрузчика.»

Подобная конструкция специально создана для гидравлических экскаваторов, которые широко применяют в следующих сферах:

1. В горной промышленности, когда надо провести добычу полезных ископаемых, поднять грунт из ям и канав, погрузить его. Обычно в паре с гидравлическим экскаватором применяют автомобильный, конвейерный и железнодорожный транспорт, в него грузят горные или земляные породы.
2. При проведении земляных работ, направленных на добычу горных пород.
3. При разрыхлении грунтов, которые замерзли. Даже если земля промерзла до -40ºС, гидравлическая система экскаватора отлично справится с грунтом, при работах по добыче пород или рытью карьеров.

Гидравлические экскаваторы начали активно применяться с 1950-х гг. Машины умели поворачиваться вполоборота, были оборудованы обратной лопатой в качестве навесного оборудования. Позже стали выпускать полноповоротные экскаваторы, которые работали на гидравлике. Техника неоднократно доказывала свою функциональность, поэтому ее стали выпускать различные фирмы, например, Hyundai, Mitsubishi, Suzuki, Hitachi, Komatsu, Terex (Orenstein & Koppel), Liebherr, Caterpillar, Volvo CE, New Holland, Doosan (Daewoo), Ковровский, Тверской (Калининский) и Воронежский экскаваторные заводы.

Рассмотрим навесное оборудование для гидравлического экскаватора.

Для того чтобы техника успешно выполняла поставленные перед ней задачи, необходимо, чтобы функциональной была платформа экскаватора.

Гидравлическая схема экскаватора основывается на работе гидро- или электродвигателей (значительно реже), которые помогают передавать сигнал на системы вращения, вызывающие движение внутренней гидравлики и платформы. Исходным источником энергии для гидропривода выступают электрические двигатели или современные дизельные установки. Устройство гидравлических экскаваторов позволяет применять самое различное навесное оборудование.

Производятся машины, которые имеют прямые и обратные ковши. Они могут быть оборудованы фронтально опрокидывающимися или челюстными ковшами. Последние позволяют значительно сократить время работы экскаватора на участке.

Гидробак предназначен для хранения рабочей жидкости гидросистемы. Гидробак оборудован заправочной горловиной с фильтром, сливным ниппелем, регулятором давления в гидробаке, сливным фильтром с перепускным клапаном. Для контроля уровня рабочей жидкости в гидробак вмонтированы два маслоуказательных окна. Минимальное количество жидкости в гидробаке при работе должно быть не ниже 0,75 его объема.

Фильтры предназначены для очистки рабочей жидкости гидросистемы от механических примесей, до 70…80% отказов при работе экскаватора возникает из-за плохого качества гидравлической жидкости. Два фильтра, встроенные в гидробак, очищают рабочую жидкость, поступающую по сливной магистрали в процессе работы экскаватора. В крышке фильтра устанавливается перепускной клапан; если фильтрующий элемент загрязнен, давление масла возрастает. При увеличении давления до 0,25 МПа клапан начинает открываться, а при возрастании до 0,35 МПа — перепускает всю рабочую жидкость на слив в гидробак, минуя фильтрующие элементы.

Гидронасос преобразует механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости и служит для непрерывной подачи гидравлической жидкости под давлением из гидробака в гидрораспределитель. В гидросистеме применяют шестеренные и аксиально-поршневые насосы.

Шестеренный насос состоит из корпуса, крышки, ведущей и ведомой шестерен, втулок, манжет, вкладышей, уплотнений. Насос приводится в действие от дизеля или редуктора. При работе масло из всасывающей полости захватывается зубьями шестерен и подается по окружности между шестерней и корпусом в нагнетательную полость. Насос может создавать давление до 20 МПа, применяется в гидросистеме неполноповоротных экскаваторов или для заполнения и подпитки системы в полноповоротных. Шестеренные насосы бывают одинарные или сдвоенные.

В гидравлических полноповоротных экскаваторах применяют регулируемые и нерегулируемые аксиально-поршневые насосы, создающие давление 28… 32 МПа.

Аксиально-поршневой насос (рис. 5.1) состоит из ведущего вала 1, расположенного в корпусе 11 на трех шарикоподшипниках 4, центрального шипа 6, семи шатунов 8, соединенными с фланцем вала 1 шаровыми шарнирами, семи поршней 9, завальцованных на шатунах, блока 5 цилиндров, соединенного шпонкой с центральным шипом, распределительного диска 7 (с впускным и нагнетательным отверстиями), распределительной крышки 10 и крышки 2 насоса, уплотнений 3 (колец и манжет).

При вращении вала 1 начинают вращаться шатуны 8 вместе с блоком 5 цилиндров, при этом поршни в блоке будут совершать возвратнопоступательное движение: пол-оборота идет всасывание жидкости, пол-оборота — ее нагнетание под давлением через распределительный диск 7. Когда ось вала совпадает с осью шипа (как показано на рис. 5.1, а), поршни не совершают возвратно-поступательного движения при вращении вала, т.е. не всасывают и не нагнетают рабочую жидкость.

У нерегулируемого насоса корпус имеет постоянный угол наклона, т.е. блок цилиндров имеет неизменяемый угол с осью вала (рис. 5.1, б). При изменении угла наклона блока цилиндров изменяется производительность насоса: чем больше угол наклона, тем больше подача жидкости. Если зафиксировать угол наклона блока цилиндров, насос становится нерегулируемым. Данная конструкция позволяет насосу работать в режиме гидромотора.

Гидромотор аксиально-поршневой служит для привода механизма хода и механизма поворота в экскаваторах. Конструкции качающих узлов аксиально-поршневых насосов и гидромоторов унифицированы.

Рабочая жидкость от гидрораспределителя по трубопроводам поступает под давлением к гидромотору, проходит через отверстие в распределительном диске 7 и поступает в цилиндр блока 5, перемещает поршень 9, который через шатун 8 поворачивает фланец вала 1. В гидромоторе происходит преобразование энергии давления жидкости, действующей на поршни, в механическую энергию ведомого звена, т.е. вращение вала гидромотора, приводящего в действие исполнительный механизм — редуктор хода или поворота платформы.

Навесное оборудование гидроэкскаваторов

Гидросистемой в движение могут приводиться такие виды навесного оборудования, как:

• ковш обратной или прямой лопаты;
• грейфер;
• зуб, предназначенный для рыхления грунта;
• кран;
• механизм для выполнения захватных работ.

Для различных моделей гидроэкскаватора продаются ковши, имеющие разную емкость и ширину, которые будут подходить для выполнения тех или иных видов работ. Для гусеничных моделей выпускаются ковши емкостью 1,5 и 2,8 м³, а для пневмоколесных — 0,65 и 0, 8 м³.

Любое погрузочное оборудование работает на кинематической схеме, которая позволяет передвигать ковш прямолинейно во время внедрения в грунт.

Дополнительно на гидроэкскаваторы навешивается крановая подвеска, обладающая функцией грузозахвата. Инструменты подобного типа служат для таких работ, как:

• погрузочно-разгрузочные;
• рыхлительные;
• дробление мерзлых грунтов;
• вскрытие дорожного покрытия;
• бурение скважин;
• планирование отвалов;
• перенос камней.

Тот или иной тип оборудования, поставленного на гидравлический агрегат, применяется при строительстве различных объектов. Распространение получили универсальные гидроэкскаваторы, работающие на полноповоротной платформе.

Агрегаты передвигаются на гусеницах и способны переносить большие нагрузки. Универсальные машины можно быстро переоборудовать, провести самостоятельную регулировку системы и узлов, навесить ковш нужного объема.

Например, часто надо заменять прямые лопаты с челюстным ковшом (емкость варьируется от 8 до 14 м³) на обратные лопаты. В этом случае принцип работы гидравлического экскаватора состоит в том, чтобы работать с удлиненной рукоятью и стрелой. Гидросхема также позволяет выполнять работы на большой глубине.

Навесное оборудование по типам выполняемых работ можно поделить на несколько групп:

1. Прямая лопата подходит для того, чтобы проводить разработку земли в забое.
2. Обратная лопата нужна для того, чтобы рыть выемки, которые находятся ниже уровня стоянки агрегата.
3. Обратная лопата может выполнять работы и возле стен или других подобных конструкций. Например, с ее помощью вырываются траншеи, чьи оси не совпадают с продольной осью экскаватора.
4. Грейфер используют для проведения погрузочно-разгрузочных работ, рытья скважин и котлованов большой глубины. Устанавливаются регулируемые грейферы. При необходимости проводится диагностика оборудования и внутренних систем. Такая диагностика позволяет настроить нужное давление на грунт, чтобы ковш легко врезался в почву.
5. Челюстной ковш помогает зачерпывать породу, копать, выгружать землю.
6. Погрузчик применяется в том случае, когда возникает необходимость провести погрузку мелкокусковых и сыпучих материалов выше уровня стоянки экскаватора. Применяется погрузчик и для высыпания пород в автосамосвалы, выгрузки грунтов, в том числе и слежавшихся.

Таким образом, в нужный момент оператор может самостоятельно провести смену навесного оборудования и отрегулировать детали гидравлической системы, цилиндров, применяемых инструментов. Если при настройке ковша и стрелы возникнут проблемы, необходимо вызвать специалистов по навесному устройству.

Почему подъемом стрелы экскаватора можно управлять от двух распределителей?

Подъемом и опусканием стрелы можно управлять как с помощью распределителя Р1, так и с помощью распределителя Р2, жидкость к которым подводится от разных насосов. Это позволяет при необходимости увеличить скорость подъема или опускания стрелы, переключив оба распределителя.

Кроме того, при переключении золотника Р1.1 не будет возможности задействовать золотники Р1.2 или Р1.3, но как быть, если нужно одновременно опускать стрелу и поворачивать ковш или задействовать рукоять. Для этого в системе установлен золотник Р2.1, он позволяет управлять стрелой и одновременно, с помощью золотников Р1.2 или Р1.3 перемещать ковш или рукоять.

Регулирование гидроцилиндров экскаватора

Регулирование гидроцилиндров надо проводить каждый раз, когда оператор меняет рабочее навесное оборудование, которое представлено такими видами:

• рычажно-шарнирное;
• телескопическое.

Чтобы удерживать рычажно-шарнирное устройство, применяют гидравлические цилиндры, позволяющие менять угол наклона стрелы, передвигать ковш. Телескопическое оборудование работает по принципу выдвижения или втягивания стрелы.

На машинах рычажно-шарнирного типа применяются ковши обратной и прямой лопаты, грейферный захват, погрузчик, на который можно поставить ковш требуемой емкости.

Среди особенностей рычажно-шарнирного оборудования отмечают:

• Объем ковша 0,5-4 м³, что помогает проводить земляные работы разного уровня сложности.
• Отлично помогают при монтаже, планировании или погрузке.
• Созданы на основе специальных конструктивных схем, обладающих унифицированными агрегатами и узлами.
• Передвигаются на гусеничном ходу или же пневмоколесах.
• На поворотной платформе находится силовая установка, гидропривод, кабина водителя и навесное оборудование.
• Навесное оборудование запускается при помощи силовых гидроцилиндров, поворот платформы и движение агрегата выполняется под управлением гидромоторов.

Преимущества гидравлических экскаваторов

Рассмотрим достоинства гидравлических экскаваторов:

• Развитие большой способности копать, когда ковш внедряется в породу на уровне стоянки экскаватора.
• Ковш поворачивается, если надо провести зачерпывание грунта и выгрузить его в погрузчик.
• Сокращается цикл копания, что улучшает заполняемость ковша.
• Регулировка гидроцилиндров обеспечивает селективную выемку ископаемых.
• Высокая производительность, что характерно для экскаваторов типа ЭГ, ЭО, RH, Caterpillar.
• Наличие дизельного привода, который обеспечивает мобильность и шихтовку руды.
• Небольшая масса экскаваторов, что достигается компактными размерами.
• Проведение земляных работ в ограниченных условиях, например, в городе. Для этих целей можно применять специальное навесное оборудование, которое имеет смещенную ось копания.
• Широкие возможности технологического характера благодаря установке навесного оборудования.
• Гидропривод используется на каждый отдельный механизм, что делает элементы экскаватора не привязанными к силовой установке. В результате чего конструкция машины упрощается и становится более функциональной.

Кинематическая схема рабочего оборудования позволяет быстро преобразовать вращательное движение в поступательное. Установлена бесступенчатая система регулирования скоростей. Внутренние системы позволяют передавать энергию к рабочим механизмам, что не требует задействования сложных кинематических систем.

Гидравлический привод предназначен для того, чтобы проводить унификацию и нормализовать работу узлов и агрегатов. Это значительно упрощает количество деталей, которые нужны для работы экскаваторов. Такой привод обеспечивает быструю диагностику оборудования.

Гидравлический привод позволяет проводить агрегатный ремонт гидравлики экскаваторов. Благодаря этому время простоя машины сокращается в несколько раз, увеличивается производительность, эксплуатация и расширяются функциональные возможности гидравлического экскаватора.

Как остановить экскаватор?

Источник фото: exkavator.ruОпределить причины неисправности гидросистемы можно, используя логический метод их нахождения

Если возникшая неисправность привела к потере функций машины, или (и) негативно сказывается на безопасности ее эксплуатации, или наносит вред окружающей среде (например, обрыв рукава высокого давления), то машину следует немедленно остановить.

Для обеспечения безопасности при остановке машины необходимо провести следующие мероприятия:

• опустить все подвешенные рабочие органы машины или зафиксировать их механическим способом;
• сбросить давление во всей гидросистеме;
• разрядить все гидроаккумуляторы;
• снять давление с преобразователей давления;
• выключить электрическую управляющую систему;
• отключить электрическое питание.

При этом следует учесть, что рабочие жидкости, используемые в гидроприводах, являются малосжимаемыми по сравнению с газом и при снижении давления расширяются незначительно. Однако в тех местах гидросистемы, где может находиться сжатый газ (из-за недостаточной деаэрации или при подключенном гидроаккумуляторе), уменьшать давление следует очень осторожно.

Руководство по гидравлической системе экскаватора-погрузчика JCB

Гидравлическая система экскаватора-погрузчика обеспечивает полноценное функционирование рабочей машины. Благодаря гидравлике, становится возможной эксплуатация навесного оборудования: ковша, передней и задней стрел, гидромолота, снегоочистителя и другой оснастки. Гидросистема состоит из огромного количества элементов, которые тесно связаны между собой и могут эффективно функционировать только в комплексе. Поломка любого узла может повлечь за собой простой в работе.

Конструкция и принцип работы гидросистемы

Гидравлика экскаватора-погрузчика включает следующие компоненты:

;
• блоки клапанов и гидрораспределителей;
• гидравлические линии – металлические трубопроводы и гибкие шланги (рукава высокого давления), по которым подаётся рабочая жидкость;
• фильтрующие элементы;
• гидромотор;
• коллектор;
• бак для гидравлической жидкости;
• крепежи и соединительные элементы.

Каждая деталь решает свои задачи. Ключевой элемент гидросистемы – гидравлический насос, который служит для подачи масла в нужном направлении с нужной скоростью за счёт создания необходимого уровня давления. Не менее важны блоки гидрораспределителей, которые отвечают за распределение гидравлических потоков, которые поступают в нужные части системы по рукавам высокого давления. Шланги гидросистемы соединены муфтами, которые обеспечивают герметичность и предотвращают утечку рабочей жидкости. Клапаны используются для регулирования силовых настроек, они отвечают за повышение или сброс давления в системе.

Расширительный бак служит для сбора и временного хранения излишков гидравлического масла, которое расширяется при нагревании. Гидросисмета экскаватора-погрузчика JCB вмещает около 130 литров масла. Фильтрующие элементы обеспечивают очистку рабочей жидкости от сора, пыли, посторонних частиц, износного материала и других загрязнений.

Принцип работы гидросистемы прост: рабочая жидкость поступает из бака в насос, который подаёт её к гидрораспределителям по рукавам высокого давления с помощью золотниковых клапанов, задающих направление. Масло циркулирует в системе и возвращается в бак, проходя через фильтрующие элементы.

Блоки гидрораспределителей – «кровеносная система» спецтехники

Экскаватор-погрузчик – многофункциональная техника, которая выполняет разные задачи: поднимает и опускает грузы, долбит грунт, поворачивает платформу. Все механизмы, отвечающие за работу навесного оборудования, приводятся в действие системой гидравлики. Гидравлический насос отправляет потоки масел в заданном направлении, задавая скорость движения, распределители обеспечивают движение потоков в нужном направлении.

Блок гидрораспределителей – это своеобразная «кровеносная система» экскаватора-погрузчика. Гидросистема спецтехники включает сотни шлангов – рукавов высокого давления, которые располагаются на днище спецтехники, на передней и задней стреле. По этим шлангам, как по артериям и венам, поступает рабочая жидкость. Передний и задний распределители определяют силовые установки гидравлической жидкости: в каком направлении, в какое время и с каким давлением отправляется масло.

Для чего нужна система клапанов

Система клапанов включает в себя различные датчики, соленоиды, золотники и распределительные клапаны, которые устанавливаются на гидрораспределители и отвечают за сброс, поднятие, замедление и ускорение давления в гидросистеме. В зависимости от того, какие работы требуется выполнить, клапаны повышают или понижают давление, отправляя масло по другим рукавам высокого давления в определённые части гидросистемы спецтехники. Предохранительные клапаны помогают избежать превышения давления и обратного оттока рабочей жидкости.

Неисправности и ремонт гидросистемы

Как и другие системы экскаватора-погрузчика, гидравлика может выйти из строя. Причины разные: износ, резкий удар, избыточное давление. Могут быть повреждены любые элементы системы, поэтому не стоит сразу менять гидронасос – возможно, проблема в другом. Разобраться поможет диагностика. Иногда для устранения неполадок достаточно заменить сальники, золотники и другие расходники. В других случаях причиной неполадок становятся износившиеся шланги, из-за которых рабочая жидкость начинает подтекать.

Если вы обратили внимание, что производительность спецтехники снижена, масло в гидросистеме перегревается, обнаруживаются протечки, рекомендуем провести диагностику и оперативно устранить неисправности. Своевременный ремонт поможет избежать более серьёзных поломок и предотвратить вынужденный простой спецтехники.

Пособие по гидравлической системе экскаватора-погрузчика JCB

Гидросистема необходима для полноценной работы экскаватора-погрузчика. Именно за счет нее и происходит использование такого навесного оборудования, как гидромолот, ковш, передние и задние стрелы, снегоочиститель и другого оснащения. Гидравлическая система включает в себя большое количество различных элементов, которые тесно взаимосвязанны между друг другом. Только их совместная и слаженная работа позволяет спецтехнике выполнять свои функции, а соответственно выход из строя даже одной детали в этой системе, как снежный ком, повлечет за собой поломки других, если, конечно, вовремя не устранить неполадку, пока она еще не доставила много проблем.

Как устроена гидросистема?

Гидросистема экскаватора-погрузчика состоит из:

• Гидравлический насос;
• Блоки клапанов и гидрораспределителей;
• Фильтрующие элементы;
• Гидромотор; Коллектор;
• Гидравлические линии (включают в себя металлические трубопроводы и гибкие шланги (другое название «рукава высокого давления»));
• Бак для гидравлической жидкости;
• Крепежи и соединительные элементы.

Каждая составляющая этой сложной системы играет здесь свою роль. Сердцем и главной деталью гидросистемы по праву можно назвать гидравлический насос, задача которого состоит в том, чтобы подавать масло в определенном направлении и скоростью. Это становится возможным благодаря образованию нужного уровня давления.

Другую важную роль в гидросистеме играют блоки гидрораспределителей, которые служат для распределения гидравлических потоков. Они, в свою очередь, поступают в места назначения по гибким шлангам.

Рукава высокого давления соединяются при помощи муфт, которые защищают систему от протечек жидкости, а также гарантируют герметичность механизма. Клапаны необходимы для отрегулирования силовых настроек, связанных с давлением.

Расширительный бак нужен, когда дело касается сбора и временного удержания лишнего количества масла, поскольку оно обладает свойством расширяться при нагревании. Вместительность гидравлической системы экскаватора-погрузчика британской фирмы JCB может кого-то, да поразить, ее возможная вместимость – около 130 литров масла. Огромное значение имеют различные фильтрующие элементы, которые за счет своей работы значительно продлевают жизнь спецтехнике. Они сохраняют чистоту масла, защищая его от загрязнений в виде пыли, мелкого мусора, стружки и другого.

Механизм действия гидросистемы несложный: масло из бака сначала попадает в гидравлический насос, затем, по рукавам высокого давления, рабочая жидкость поступает в гидрораспределители благодаря золотниковым клапанам, которые задают направление. Жидкость перемещается по системе, проходит через фильтры и возвращается в бак.

Какое давление в гидравлике экскаватора?

Гидрооборудование экскаватора
Гидробак предназначен для хранения рабочей жидкости гидросистемы. Гидробак оборудован заправочной горловиной с фильтром, сливным ниппелем, регулятором давления в гидробаке, сливным фильтром с перепускным клапаном. Для контроля уровня рабочей жидкости в гидробак вмонтированы два маслоуказательных окна. Минимальное количество жидкости в гидробаке при работе должно быть не ниже 0,75 его объема.

Фильтры предназначены для очистки рабочей жидкости гидросистемы от механических примесей, до 70. 80% отказов при работе экскаватора возникает из-за плохого качества гидравлической жидкости. Два фильтра, встроенные в гидробак, очищают рабочую жидкость, поступающую по сливной магистрали в процессе работы экскаватора. В крышке фильтра устанавливается перепускной клапан; если фильтрующий элемент загрязнен, давление масла возрастает. При увеличении давления до 0,25 МПа клапан начинает открываться, а при возрастании до 0,35 МПа — перепускает всю рабочую жидкость на слив в гидробак, минуя фильтрующие элементы.

Гидронасос преобразует механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости и служит для непрерывной подачи гидравлической жидкости под давлением из гидробака в гидрораспределитель. В гидросистеме применяют шестеренные и аксиально-поршневые насосы.

Шестеренный насос состоит из корпуса, крышки, ведущей и ведомой шестерен, втулок, манжет, вкладышей, уплотнений. Насос приводится в действие от дизеля или редуктора. При работе масло из всасывающей полости захватывается зубьями шестерен и подается по окружности между шестерней и корпусом в нагнетательную полость. Насос может создавать давление до 20 МПа, применяется в гидросистеме неполноповоротных экскаваторов или для заполнения и подпитки системы в полноповоротных. Шестеренные насосы бывают одинарные или сдвоенные.

В гидравлических полноповоротных экскаваторах применяют регулируемые и нерегулируемые аксиально-поршневые насосы, создающие давление 28. 32 МПа.

Аксиально-поршневой насос (рис. 5.1) состоит из ведущего вала 1, расположенного в корпусе 11 на трех шарикоподшипниках 4, центрального шипа 6, семи шатунов 8, соединенными с фланцем вала 1 шаровыми шарнирами, семи поршней 9, завальцованных на шатунах, блока 5 цилиндров, соединенного шпонкой с центральным шипом, распределительного диска 7 (с впускным и нагнетательным отверстиями), распределительной крышки 10 и крышки 2 насоса, уплотнений 3 (колец и манжет).

При вращении вала 1 начинают вращаться шатуны 8 вместе с блоком 5 цилиндров, при этом поршни в блоке будут совершать возвратнопоступательное движение: пол-оборота идет всасывание жидкости, пол-оборота — ее нагнетание под давлением через распределительный диск 7. Когда ось вала совпадает с осью шипа (как показано на рис. 5.1, а), поршни не совершают возвратно-поступательного движения при вращении вала, т.е. не всасывают и не нагнетают рабочую жидкость.

У нерегулируемого насоса корпус имеет постоянный угол наклона, т.е. блок цилиндров имеет неизменяемый угол с осью вала (рис. 5.1, б). При изменении угла наклона блока цилиндров изменяется производительность насоса: чем больше угол наклона, тем больше подача жидкости. Если зафиксировать угол наклона блока цилиндров, насос становится нерегулируемым. Данная конструкция позволяет насосу работать в режиме гидромотора.

Гидромотор аксиально-поршневой служит для привода механизма хода и механизма поворота в экскаваторах. Конструкции качающих узлов аксиально-поршневых насосов и гидромоторов унифицированы.

Рабочая жидкость от гидрораспределителя по трубопроводам поступает под давлением к гидромотору, проходит через отверстие в распределительном диске 7 и поступает в цилиндр блока 5, перемещает поршень 9, который через шатун 8 поворачивает фланец вала 1. В гидромоторе происходит преобразование энергии давления жидкости, действующей на поршни, в механическую энергию ведомого звена, т.е. вращение вала гидромотора, приводящего в действие исполнительный механизм — редуктор хода или поворота платформы.

Рис. 5.1. Аксиально-поршневой насос-гидромотор: а — унифицированная качающая секция; 6 — нерегулируемый насос-гидромотор; 1 — вал; 2 — крышка; 3 — уплотнение; 4 — шарикоподшипники; 5 — блок цилиндров; 6 — центральный шип; 7 — распределительный диск; 8 — шатун; 9 — поршень; 10 — распределительная крышка; 11 — корпус

Гидроцилиндры — простейшие гидродвигатели, преобразующие энергию давления жидкости в возвратно-поступательное движение выходного звена, причем выходным (подвижным) звеном может быть как шток, так и корпус гидроцилиндра. В гидроцилиндрах одностороннего действия жидкость под давлением подается только в одну полость, возврат и вытеснение жидкости происходит под действием силы тяжести или пружины. Такие гидроцилиндры применяют на выносных опорах (аутригерах) экскаваторов. В гидроцилиндрах двустороннего действия с односторонним штоком жидкость под давлением подается как в штоковую, так и в поршневую полость. Гидроцилиндры двустороннего действия с двусторонним штоком и комбинированные — «тандем-цилиндр» — применяют для выдвижения телескопической стрелы. Гидроцилиндры рабочего оборудования крепят шарнирно у корпуса и штока с помощью пальцев на подшипниках.

На экскаваторах применяют гидроцилиндры двустороннего действия с односторонним штоком (рис. 5.2), предназначенные для поворота стрелы, рукояти, ковша прямой и обратной лопат для заполнения ковша, перемещения и выгрузки грунта, а также для привода элементов других видов сменных рабочих органов. Гидроцилиндры состоят из корпуса (гильзы 3 с приваренной к ней проушиной 2), штока 7 с проушиной, поршня 4 и крышки 8 с винтами 12. Герметичное разделение поршневой и штоковой полостей создается поршнем с манжетами 5, 6 и уплотнительными кольцами 9, 13.

Рис. 5.2. Гидроцилиндр стрелы экскаватора: 1 — пресс-масленка; 2 — проушина; 3 — гильза; 4 — поршень; 5,6 — манжеты; 7 — шток; 8 — крышка; 9,13 — уплотнительные кольца; 10 — грязесъемник; 11 — подшипник; 12 — винт; 14 — втулка; 15 — крепление поршня

Поршень крепится на внутреннем конце штока гайкой, фиксируемой винтом, втулкой 14 или другим креплением 15. Для улучшения условий работы уплотнений штока и повышения их долговечности в гайке установлены грязесъемник 10 и скребки. На концах штока и гильзы имеются проушины для соединения гидроцилиндра при помощи пальцев с экскаватором и рабочим оборудованием. Подшипники 11 проушин смазываются через пресс-масленки 1.

Жидкость под давлением подается в поршневую полость, перемещая поршень и вытесняя жидкость из штоковой полости. Вместе с поршнем перемещается шток гидроцилиндра, шток выдвигается, передает усилие на рабочее оборудование и перемещает его. Втягивание штока происходит при подаче жидкости под давлением в штоковую полость.

Система управления гидропривода экскаватора предназначена для изменения направления движения и регулирования скорости выходных звеньев (штока, вала) гидродвигателей, а также для предохранения конструкции экскаватора от перегрузок. Регулирование скорости выходных звеньев достигается изменением расхода жидкости, поступающей в гидродвигатель (гидроцилиндр или гидромотор). Основными элементами системы управления являются регулирующие устройства (клапаны, гидрораспределители, дроссели), механические шарнирно-рычажные и другие системы, с помощью которых машинист управляет регулирующими устройствами. Устройства для регулирования давления действуют, как правило, автоматически, а устройствами, которые регулируют направление движения и расход рабочей жидкости, управляет машинист. По принципу регулирования скорости (расхода) различают дроссельное и объемное регулирование, причем в обоих случаях оно может быть автоматическим или ручным. На большинстве полноповоротных экскаваторов с гидроприводом применяют нереверсивные регулируемые насосы (направление потока жидкости не изменяется), объемная подача которых изменяется автоматически в зависимости от нагрузки. Кроме того, число устанавливаемых на экскаваторе насосов обычно меньше числа приводимых от них двигателей, поэтому нужны распределительные устройства. Гидрораспределитель используют также для изменения направления потока жидкости и реверса движения рабочего элемента.

Гидрораспределитель (рис. 5.3) служит для направления потока рабочей жидкости от насоса к потребителю (гидроцилиндру, гидромотору) в ту или иную полость (штоковую или поршневую), его дроссельного регулирования и слива рабочей жидкости в гидробак. Гидрораспределители могут быть моноблочными (все золотники расположены в одном общем корпусе) и секционными (каждый золотник в своем корпусе). С помощью гидрораспределителей управляют гидроцилиндрами рабочего оборудования экскаваторов или гидромоторами привода хода и поворота платформы.

Блоки гидрораспределителей.

Открытие гидравлических законов в 17 веке стало огромным толчком для развития технологий, которые на сегодняшний день широко используются в технике. Отличным примером рационального использования гидравлики является экскаватор-погрузчик. Буквально всё навесное оборудование функционирует благодаря ей. А спектр возможностей такой спецтехники крайне обширен. Гидравлический насос, сердце всей системы, пускает рабочую жидкость в нужном направлении, регулируя скорость, а распределители отправлять масло дальше.

Некоторые специалисты называют блок гидрораспределителей кровеносной системой экскаватора-погрузчика, поскольку та включает в себя сотни шлангов, по которым циркулирует рабочая жидкость, как кровь циркулирует по венам.

Потери давления в силовых магистралях

В магистрали насос — блок золотников — цилиндр площади поперечного сечения имеют различное значение, поэтому скорость рабочей жидкости представляем в виде расхода. Потери давления определялись по разности давления на входе и выходе блока золотников и в полости цилиндра.

В блоке золотников перепад давления в магистралях рукояти, ковша и стрелы составляет 1,8 МПа при работе от двух насосов. При рабочих скоростях копания потери давления в блоке золотников достигают 0,4 МПа.

Для магистралей поршневых полостей цилиндров стрелы, рукояти и ковша потери имеют близкие значения и не превышают 1,5 МПа при максимальных скоростях штоков цилиндров. Потери давления в трубопроводах штоковых полостей цилиндров ковша в 1,8 раза больше, чем цилиндров рукояти. В процессе копания суммарные потери в магистралях цилиндров ковша составляют 0,3 — -0,6 МПа, цилиндров рукояти — 0,35 — 0,5 МПа. При работе на максимальных скоростях — режимах подъема ковша на разгрузку и опускания в забой, потери соответственно составят 3 и 4,5 МПа для ковша, 3 и 3,3 МПа — для рукояти.

Система клапанов.

Система клапанов состоит из многих компонентов, среди которых датчики, соленоиды, золотники и распределительные клапаны. Детали устанавливаются на гидрораспределители, и их задача заключается в регулировании давления в гидросистеме. От требующихся целей зависит, будут ли клапаны повышать или понижать давление путем отправки масла по рукавам в нужные части гидросистемы. Предохранительные клапаны, в свою очередь, обеспечивают безопасность, защищая гидросистему от превышения давления и обратного оттока масла.

Особенности изменений давлений в гидроцилиндрах карьерного гидравлического экскаватора

Процессы изменения давлений в гидроцилиндрах копающего механизма экскаватора, как машины циклического действия, носят в основном двухкомпонентный характер. Суммарный процесс складывается из низкочастотной непрерывной составляющей и периодически возникающей — высокочастотной. Низкочастотные изменения давлений вызваны периодически повторяющимся характером движения исполнительных органов (копание, подъем груженою ковша, разгрузка, опускание ковша в забой) за цикл экскавации Высокочастотные колебания возникают в процессе копания, когда на изменение давления в гидросистеме определяющее влияние оказывает характеристика забоя, а также при выполнении других операций (пуск и торможение элементов копающего механизма).

Высокочастотные составляющие процессов изменения давлений

Высокочастотные составляющие давления при копаниях имеют наибольшую амплитуду во время активного внедрения ковша. Частота колебаний давления составляет 1. 2,3 Гц, амплитуда в ковшевых гидроцилиндрах -1,8. 4,1 МПа, в рукояточньк гидроцилиндрах -.2,3. 5,3 МПа. Представление о процессе изменения давлений в гидросистеме за цикл экскавации может быть составлено по данным статистической обработки осциллограмм, полученных при работе экскаватора ЭГ-20.

Низкочастотные составляющие давления

Низкочастотные составляющие процессов изменения давлений в поршневых полостях гидроцилиндров стрелы, рукояти и ковша показаны оплошными линиями, пунктиром — огибающая максимальных давлений. Ломаные линии указывают координаты положения стрелы рукояти и ковша относительно крайних положений. Причем если увеличение давлений от нулевых линий происходит сверху вниз, то увеличение координат от крайних нижних положений — снизу вверх. Горизонтальные участки координат указывают на неподвижность элемента (гидроцилиндры заперты).

Наибольшие по абсолютной величине активные и реактивные давления в гидросистеме за весь цикл экскавации возникают в процессе копания.

Обычно копание осуществляется одновременным поворотом ковша и выдвижением рукояти. Активные давления в гидроцилиндрах ковша и рукояти возрастают по мере внедрения ковша. Стрела постепенно опускается под действием веса. Максимальные давления развиваются по времени во второй половине копания. К концу копания давления снижаются, так как активное внедрение ковша заканчивается и начинается его вывод из забоя. Заброс давления в ковшевых магистралях происходит в результате остановки ковша в крайнем положении, когда машинист, не чувствуя этого, продолжает держать рукоятку управления на поворот ковша.

Такая манера управления присуща не всем машинистам и зависит от навыков и опыта работы. Последние две секунды копани занимает вывод ковша из забоя подъемом стрелы, чтобы осуществить поворот на выгрузку.

В процессе копания давления, развиваемые насосами в цилиндрах рукояти и ковша, отсекаются, так как запираются штоковые и поршневые полости, и с выводом ковша из забоя избыточные давления поршневых полостей уравновешиваются повышением давления в штоковых полостях. Корректируя положения ковша перед разгрузкой, когда производятся повороты ковша, рукояти и стрелы, при включении соответствующих золотников происходит сброс избыточного давления из поршневых и штоковых полостей цилиндров, и в дальнейшем устанавливается реактивное давление, соответствующее весу грунта в ковше.

Поломки и ремонт гидросистемы.

К сожалению, человечество еще не смогло придумать механизмы, которые никогда бы не изнашивались. Даже самые простые настенные часы могут сломаться в любой момент. А когда речь идет о таких сложных системах, как гидравлическая система в спецтехнике, нет сомнения, что рано или поздно какой-либо ее элемент придет в негодность. Экскаватор-погрузчик выполняет свою работу в не самых легких условиях, на его износ влияет огромное количество факторов. И износиться может любая деталь. Поэтому при неполадках с гидравликой не спешите сразу менять гидронасос, есть вероятность, что проблема кроется в сальниках или шлангах. Сначала всегда нужно провести диагностику, чтобы не потратить деньги на ветер.

Важно своевременно и точечно обнаружить проблему и решить ее, пока та не привела к еще большим бедам и поломкам.

Разгрузка

Разгрузка осуществляется поворотом «челюсти» с одновременным подъемом стрелы. После разгрузки, поворачивая экскаватор к забою, машинист опускает ковш в исходное для копания положение. При этом давление от насосов подается в штоковые полости гидроцилиндров ковша и рукояти. Стрела опускается безнасосно. Давления в поршневых полостях приводов снижаются при опускании каждого из трех элементов копающего механизма.

По данным обработки осциллограмм процессов копания экскаваторов ЭГ-12А и ЭГ-20, при разработке скальных забоев Ш — 1У категории по ЕНВ построены графики изменения средних и максимальных давлений в магистралях поршневых полостей гидроцилиндров рукояти и ковша.

Источник https://trucklider38.ru/ekskavatory/gidravlicheskie.html

Источник https://jcbpro.ru/pages/stati/rukovodstvo-po-gidravlicheskoy-sisteme-ekskavatora-pogruzchika-jcb-484.html

Источник https://furra.ru/tehnika-dlya-strojki/gidravlicheskaya-shema-ekskavatora.html