книги / Оборудование угледобывающих комплексов

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОПРИВОДЕ

Устройство, состоящее из гидропередачи, механизмов управления, распределения и защиты, а также из вспо­ могательных устройств (фильтры, резервуары и др.) и линий и предназначенное для приведения в движение машин и механизмов, называется приводом (гидропри­ водом).

Основой гидропривода является гидропередача, под которой понимается устройство для передачи механиче­ ской энергии и преобразования движения с помощью жидкости. Гидропередачи разделяются на объемные и гидродинамические. Объемная гидропередача состоит из объемного насоса, объемного гидродвигателя и со­ единительной магистральной линии, в которой передача энергии происходит за счет создаваемого насосом гидро­ статического давления при относительно малом значе­ нии кинетической энергии. В гидродинамической пере­ даче в процессе работы происходит сначала преобразо­ вание механической работы приводного вала в кинети­ ческую энергию жидкости, а затем, наоборот, кинетиче­ ской энергии в механическую работу.

В зависимости от типа применяемого гидродвигатсля различают две системы объемной гидропередачи: на­ сос — силовой гидроцилиндр и насос — гидромотор. Первая из них широко применяется в механизирован­ ных крепях, устройствах для передвижки конвейеров и струговых установок, в очистных комбайнах для пере­ мещений в пространстве исполнительных органов, вторая в механизмах перемещения очистных п про­ ходческих комбайнов.

К гидродинамическим передачам относятся и турбо­ муфты, широко применяемые в приводах скребковых конвейеров и струговых установок.

Рабочие жидкости гидропривода и их свойства

Рабочая жидкость в гидроприводе горных машин является носителем энергии и одновременно выполняет функции смазки рабочих механизмов, предотвращая пх коррозию. В качестве рабочих жидкостей применяют однородные по своему составу жидкости и смеси неодно­ родных жидкостей.

Физические свойства рабочей жидкости характери­ зуются весом единицы объема, плотностью и вязкостью.

Вес единицы объема жидкости

G

Y = - p - , кгс/мз,

где G — вес жидкости, кгс; V — объем, м3.

Масса единицы объема жидкости называется плот­ ностью:

РY. кгс • сек^/м4,

S

где g = 9,81 м/сек2 — ускорение силы тяжести. Свойство жидкости оказывать сопротивление относи­

тельному перемещению (сдвигу) ее слоев называется

В расчетах часто используется коэффициент кинема­ тической вязкости, равный отношению динамической вязкости к плотности жидкости:

v = — м2/сек.

Р

В технике в связи с трудностью непосредственного измерения динамической или кинематической вязкости обычно пользуются относительной вязкостью, выра­ жаемой в условных единицах вязкости, определяемой прибором — вискозиметром. В СССР относительная вязкость измеряется в градусах (или секундах) Энглера (°Е), в Англии — в секундах Редвуда ("R), в США -- в секундах Сейболта ("S).

Градусы Энглера — это отношение времени истечения 200 см3 жидкости через отверстие капилляра диаметром 2,8 мм ко времени истечения 200 см3 воды через то жо отверстие при температуре 20 °С. Время истечения воды обычно равно 50—52 сек.

В связи с тем, что при изменении температуры вяз­ кость жидкости изменяется в широких пределах, отно­ сительную вязкость измеряют вискозиметром при тем­ пературе 20, 50 или 100° С, что соответственно обозна­ чается °Е, 20, °Е50 и °Е100.

В зависимости от температуры и давления изменя­ ется вязкость рабочей жидкости. По ГОСТу кинемати­ ческая вязкость масел дается при температуре 50° С. С повышением температуры вязкость всех жидкостей

иих смесей уменьшается.

При увеличении давления от 0 до 1500 кгс/сма вяз­

кость масел возрастает примерно в 15 раз, а вода при давлении около 9000 кгс/см2 затвердевает.

При расчетах гидросистем с рабочим давлением до

р= 100 кгс/см2изменением вязкости рабочей жидкости

взависимости от давления обычно пренебрегают, а при большем давлении изменение вязкости необходимо учи­ тывать.

Вгидросистемах горных машин нашли применение два основных типа рабочих жидкостей: минеральные масла и водомасляные эмульсии. В гидроприводе очист­ ных комбайнов и скребковых конвейеров применяются

минеральные масла, в гидроприводе механизированных крепей — минеральные масла и водомасляные эмульсии.

Характеристика нефтяных масел, применяемых в ка­ честве рабочей жидкости в системах гидропривода, при­ ведена в табл. 1.

Для устранения случаев появления коррозии ВНИИПТуглемашем рекомендуется к минеральным маслам, применяемым в качестве рабочей жидкости систем гидропривода, добавлять ингибиторные присадки в размере 5% объема: присадку АКОР, защитную смазку НГ-204 или НГ-204У.

Для получения водомасляных эмульсий применяются

ВНИИНП-117 из расчета 1,5—2% концентрата в воде. Состав присадки МЗ-25 по СТУ 36-13-650—61:

Эмульсия составляется из расчета 5% концентрата в воде. Эмульсия на базе присадки ВНИИНП-117 по своим свойствам аналогична эмульсии на базе присадок ВИУМ-65 и 59Ц-65.

Изменение кинематической вязкости водомасляной эмульсии на базе присадок ВНИИНП-117 и МЗ-25 в зависимости от температурь* ц процентного содержания приведено в табл. 2,

Т а б л и ц а 2

Изменение кинематической вязкости водомасляной эмульсии, сст

П р и м е ч а н и е . Над чертой приведены данные для тем­ пературы 20е С, под чертой для 30° С.

Водомасляная эмульсия составляется следующим образом. В небольшое количество горячей воды (темпе­ ратура ее должна быть 60—70° С) добавляется при­ садка, вес которой зависит от ее типа и количества (веса) приготовляемой эмульсии. Вес присадки ВНИИНП-117 должен составлять 1—2% веса пригото­ вляемой эмульсии, присадки МЗ-25 — 5%, 59Ц — 2%, ВИУМ-65 — 5%. Приготовленный концентрат тща­ тельно перемешивают до полного растворения присадки в воде, а затем переливают в емкость. В емкость доба­ вляют воду, количество которой определяется содержа­ нием присадки.

Эмульсию перемешивают методом циркуляции с по­ мощью насоса. Кратность циркуляции должна соста­ влять 10—15 раз. Вода для растворения присадки (кон­ центрата) и ее разбавления в емкости не должна содер­ жать солей и кислот.

Условные графические обозначения, применяемые в гидравлических схемах

Для графического изображения элементов гидропри­ вода на гидравлических схемах применяют условные обозначения в соответствии с ГОСТ 2.770,—68 ГОСТ 2 .7 8 0 -6 8 , ГОСТ 2 .782 -68 (рис. П,

Магистральная линия

Линия управления

Пересечение линий, не соединенных между со­ бой

Полумуфта быстроразъемная: без обратных йлапанов с обратными клапанами

Фильтр

Бак под атмосферным давлением

Дроссель нерегулируемый

Дроссель регулируемый

Запорное устройство

Аккумулятор гидравлический

Манометр

Реле уровня жидкости

Реле давления

Клапан обратный

Клапан обратный с ручным управлением

Клапан обратный с механическим управлением

Клапан обратный управляемый (гидрозамок): односторонний двусторонний

* — I

/

ч х ь

Клапан Fредукционный (клапан, поддержива­ ющий постоянное давление на выходе р2= = const независимо от давления на входе pi при условии, ЧТО Р2< Р )

Дроссель с регулятором давления

Дроссель с регулятором давления и предохра­ нительным клапаном

Цилиндр одностороннего действия:

без указания способа возврата штока

с возвратом штока пружиной

плунжерный

телескопический

Цилиндр двустороннего дейстэия

ШС1

J_______

[==□

I_______

Цилиндр двустороннего действия с подводом рабочей среды через шток

Цилиндр телескопический с управляемым обратным клапаном

Насос постоянной производительности:

спостоянным направлением потока

среверсивным потоком

Насос с регулируемой производительностью:

спостоянным направлением потока

среверсивным потоком

Гидромотор нерегулируемый:

спостоянным направлением потока

среверсивным потоком

ф

ф

ф'

ф

- о -

Параметры

Ш-12

00

•

а

В гидроприводе горных машин в основном приме­ няются шестеренные и поршневые насосы. Все насосы разделяются на две основные группы: общего и специ­ ального назначения. Насосы общего назначения имеют исполнение в виде отдельных агрегатов и применяются в системах гидропривода различных горных машин; насосы специального назначения органически связаны с конструкцией данной машины и ее системой гидро­ привода.

Насосы общего и специального назначения по спо­ собу регулирования производительности могут быть постоянной и переменной производительности.

Всвязи с простотой конструкции, малыми габаритами

ивесом шестеренные насосы получили широкое распро­ странение в гидросистемах горных машин. Ниже рас­ смотрены шестеренные насосы постоянной производи­ тельности типов Ш, НШ и Г11-2.

Шестеренные насосы типа Ш с постоянным напра­ влением потока масла изготовляются производитель­ ностью от 5 до 125 л/мин с рабочим давлением 13 кгс/см2 и применяются в качестве подпиточных насосов в гидро­ приводе механизированных крепей (насосная станция СНУ-1 МК, насосная станция крепи ОМКТ), в также в гидросистемах очистных комбайнов (для смазки и пи­ тания цепей управления).

Насосы типа Ш (табл. 3) поставляются как отдель­ ные агрегаты (исполнение Ш) и комплектно с электро­ двигателями при установке насоса и электродвигателя на отдельной плите (исполнение ШДП) или при фланце-

Параметры

вом исполнении насоса и электродвигателя (исполне­ ние ШДФ).

Насос типа Ш (рис. 2) состоит из чугунного корпуса 1, ведущей 2 и ведомой 3 шестерен, смонтированных на игольчатых подшипниках, передней 4 и задней 5 кры­ шек. Корпус снабжен лапами для крепления насоса, на его боковых сторонах имеется два отверстия с резь­ бой для соединения со всасывающей и напорной гидро­ магистралями.

Внутренними обоймами игольчатых подшипников служат вал 6 и ось 7 насоса, наружными — втулки 8.

в крышках болтами 9. Для предотвращения утечек жидкости на валу установлены торцовая втулка 10, прижимаемая к крышке 11 пружиной 12, и для задер­ жания грязи и штыба — фетровое уплотнение 13. Про­ сочившаяся через торцовое уплотнение жидкость соби­ рается в канавке, проточенной в крышке.

Торцовый зазор между шестернями 2 и 3 и втулками 8 составляет при сборке насоса 0,04—0,12 мм и регули­

руется по мере износа деталей в процессе работы про­ кладками между крышкой 5 и втулками 8.

Шестеренные насосы типа НШ применяются для при­ вода гидроцилиндров исполнительных органов очистных комбайнов (комбайны УКР-1К, «Комсомолец» и др.), а также в качестве подпиточных насосов (гидравличе­ ский механизм подачи комбайна 1К-58М).

Техническая характеристика шестеренных насосов

типа НШ

(рабочее давление 100 кгс/см2, высота всасывания 0,5 м)

Насос типа НШ (рис. 3) состоит из алюминиевого литого корпуса 7, ведущей 2 и ведомой 3 шестерен