Устройства и принцип работы гидроаккумуляторов

Техника безопасности. Проблемы и перспективы гидроприводов в развитии машиностроительной промышленности.

Практическое значение гидроприводов возрастает в связи с потребностями современной техники в создании высокопроизводительных

средств механизации и автоматизации на основе гидропривода. Объемный гидравлический привод является неотъемлемой частью современных мобильных машин, широко применяется в машиностроении и
промышленном оборудовании.
Общие тенденции дальнейшего совершенствования гидрооборудования следующие:
- расширение диапазонов изменения основных параметров (в первую очередь давлений (до 32…40 МПа) и расходов рабочей жидкости);
- применение электрогидравлического управления и электронных
устройств в приводах;
- повышение безотказности и долговечности наиболее ответственных элементов гидросистем;
- снижение металлоемкости и уровня шума, создаваемого при работе гидрооборудования;
- универсализация и унификация гидрооборудования.
Повышение КПД гидромашин во всем диапазоне изменения рабочих параметров дает возможность расширения области их применения.
В настоящее время предпочтение отдается универсальным конструкциям гидрооборудования. Основная цель универсализации – существенное сокращение номенклатуры гидрооборудования, необходимого для комплексной гидрофикации мобильных машин.
Помимо создания многофункционального гидрооборудования к
основным направлениям его унификации относятся модульный метод
конструирования, модификация базовых моделей.
Ускорению развития гидроприводов будут способствовать накопление теоретических знаний, новые научно-технические достижения,
расширяющиеся технологические возможности производства, совершенствование системы автоматизированного проектирования, прогресс в области материаловедения.
Гидродвигатель – гидромашина, предназначенная для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию
выходного звена гидромашины.
По виду движения выходного звена гидродвигатели делятся на
гидродвигатели с вращательным движением выходного звена (гидромоторы), с поступательным движением выходного звена (гидроцилиндры) и гидродвигатели с ограниченным углом поворота выходного звена (поворотные гидродвигатели).
Гидромоторы предназначены для преобразования энергии движущейся жидкости в механическую энергию вращения исполнительного
органа различных машин и механизмов.
Основным требованием при выборе гидромотора является обеспечение исполнительным органом машины необходимого крутящего
момента и частоты вращения.
Обычно в качестве гидромоторов используются объемные роторные гидромашины. Гидромоторы конструктивно мало отличаются от
роторных насосов.
По величине крутящего момента и частоты вращения вала гидромоторы можно разделить на две группы: низкомоментные, высокомоментные.
Низкомоментные гидромоторы характеризуются развитием небольшого крутящего момента и больших частот вращения. Высокомоментные гидромоторы развивают большой крутящий момент при
небольших частотах вращения.
Высокомоментные гидромоторы в основном предназначены для
использования их в гидроприводах без промежуточного звена (редуктора) с целью уменьшения массы, габаритов, улучшения динамических характеристик объемного гидропривода. Высокомоментные гидромоторы имеют малые значения массы на единицу передаваемого момента.
В качестве низкомоментных гидромоторов в большинстве случаев
используют аксиально-поршневые, реже – шестеренные, пластинчатые гидромоторы.
В качестве высокомоментных гидромоторов в основном применяют радиально-поршневые, аксиально-поршневые гидромоторы.
Целесообразность применения в приводах вращательного движения низкомоментных или высокомоментных гидромоторов определяется в каждом конкретном случае отдельно, исходя из конкретных
требований к приводу машины.
Каждый конструктивный тип гидромотора (шестеренные, поршневые, пластинчатые) имеет свои достоинства и недостатки.
Шестеренные гидромоторы отличаются простотой и технологичностью конструкции, хорошими массовыми и габаритными показателями, могут работать при высокой (до 2400 об/мин) частоте вращения.
Для работы шестеренных гидромоторов не требуется высокая степень очистки рабочей жидкости. К недостаткам следует отнести невысокий КПД, большие пусковые моменты, небольшой диапазон частоты вращения, связанный с высоким нижним пределом (150…300 об/мин).
Как устроен и работает гидроаккумулятор? Гидроаккумуляторы нередко называют мембранными баками, поскольку внутри у такого устройства находится специальная резиновая прокладка — мембрана. Она делит емкость на две части. С одной стороны от мембраны находится вода, с другой — воздух или интертный газ. Также гидробак обычно снабжен отверстием для подачи воды и манометром, который отражает давление воздуха.
Вода подается в систему водоснабжения с помощью насоса и закачивается в бак. В результате давление газа в гидроаккумуляторе с автоматикой возрастает. Когда оно достигает предельно допустимого значения, система автоматического управления отключает насос и подача воды прекращается.
Постепенно вода из бака расходуется. Давление понижается, достигает минимального заданного предела, после чего система автоматического управления включает насос. Вода поступает в бак, пока давление не достигнет установленного значения, насос отключается и т. д.
Д ля чего необходим такой накопитель? При наличии гидробака цикл включения-отключения насоса происходит только при необходимости наполнить бак достаточным запасом воды. Если бы гидроаккумулятора не было, насос включался бы каждый раз, когда кто-то из домочадцев открывает кран. Наличие накопительного бака в системе позволяет: значительно увеличить срок эксплуатации скважинного насоса; предупредить вред от возможных гидроударов в системе; поддерживать в системе определенное давление; предотвратить поломки элементов системы водоснабжения и сантехнического оборудования. Очевидно, что гидроаккумуляторы для водоснабжения закрытого типа просто необходимы. О роли накопительного бака в системе водоснабжения подробно рассказано в следующем видеоматериале:
Виды мембранных баков и их особенности Различают вертикальные и горизонтальные гидробаки, которые по разному крепятся в месте установке. Есть еще один важный момент. В той части гидробака, которая содержит воду, со временем может накапливаться небольшое количество воздуха. Этот воздух следует периодически удалять, чтобы в систему не попали довольно опасные для нее воздушные пробки. В вертикальных емкостях воздух скапливается вверху и для его отведения используется специальный ниппель. С горизонтальными гидробаками все несколько сложнее. Для стравливания скопившегося воздуха здесь понадобится не только ниппель, но и шаровой кран, а также канализационный слив. Владельцам небольших гидробаков, емкость которых составляет менее 100 л, необходимо избавляться от избытка воздуха иначе. Для этого следует: Отключить электропитание. Открыть кран смесителя. Дождаться, пока бак опустеет. Закрыть кран. Подключить систему к электропитанию, чтобы бак снова наполнился. Избыточный воздух выйдет вместе с водой. Эту процедуру следует проделывать не реже одного раза в месяц.