Лабораторна робота - Баки гідросистем - файл n1.doc

Лабораторна робота - Баки гідросистем
Скачать все файлы (228.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc229kb.11.01.2014 15:51скачать

n1.doc

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


Кафедра МОСГВ

Лабораторна робота № 1

Тема "Баки гідросистем"

Вінниця 2011


1. ПРИЗНАЧЕННЯ

Робоча рідина, що використовується в гідросистемі, розміщується в ємкостях, які називаються гідравлічними баками, або гідробаками. Баки призначенні для зберігання робочої рідини часткового очищення та часткового її охолодження. Бак віддає рідину в всмоктуючі магістралі насосів і в той же час одержує її із зливних і дренажних магістралей. У загальному випадку конструкція бака, і кількість рідини в ньому повинні бути такими, щоб забезпечувалася хімічна й фізична стабільність робочої рідини при різних температурних режимах і ступені забруднення або запиленості навколишнього середовища .

2. ЗОБРАЖЕННЯ НА СХЕМАХ. РІЗНОВИДИ

Залежно від умов роботи розрізняють баки, що перебувають під атмосферним мал. 1 і під надлишковим мал. 2 тиском (відкриті та закриті) ДЕРЖСТАНДАРТ 2.782-68

На мал. 3-7 показані найбільш розповсюджені конструктивні схеми гідробаків.

Схема гідробака відкритого типу показана на мал.3. Робоча рідина через горловину 3 (з сіткою) заливається в корпус 2 бака. З системи рідина попадає в бак через насадок 1. Насадок 7 є усмоктуючим. Через нього рідина попадає в систему. Для того, щоб зважені механічні частки встигли опуститися на дно, а пухирці газу - спливти на поверхню, застосовують перегородки 4. Сапун 5, що містить фільтр для захисту внутрішнього об’єму бака від потрапляння бруду, служить для з'єднання з навколишнім середовищем об’єму над вільною поверхнею рідини. Рівень рідини в баці показує рівнемір 6. Недоліком таких баків є постійне відновлення повітря, що містись вологу (через зміну об’єму рідини, що бере участь у роботі гідроприводу). На стінках бака конденсується вода, що, потрапляючи в робочу рідину, погіршує її властивості, приводить до необхідності більш частішої її заміни (водяний конденсат утворюється через різницю температур стінок бака й дотичного з ними повітря, що перебуває над вільною поверхнею рідини в баці).

Особливістю бака, схема якого показана на рис.4, є його герметичність, що дозволяє позбутися від недоліків, властивим бакам, схема яких зображена на мал.3. У таких баках за рахунок надлишкового тиску інертного газу (наприклад, азоту, що подається через штуцер 1) над вільною поверхнею робочої рідини досягається її (рідини) ізоляція від навколишнього середовища, полегшується робота насоса. Такі баки називаються газонаповненими.





Мал. 7

Недоліком таких баків є ймовірність розчинення газу в рідині, що приводить до зниження жорсткості гідросистеми, і до переривчастого руху виконавчих елементів гідросистеми, може викликати порушення її (гідросистеми) стійкості проти автоколивань.

У поршневих гідробаках, виконаних за схемою, показаною на мал.5, забезпечується надлишковий тиск рідини у гідросистеми й, разом з тим, відсутній контакт рідини з газом. У корпусі 2 розміщений поршень 3, що підтискається плунжером 2. До торця плунжера підводиться з напірної магістралі гідросистеми рідина. Сила, що діє з боку плунжера на поршень і забезпечує в баці надлишковий тиск, залежить від площі торця плунжера.

У баці, схема якого зображена на мал.6, тиск на поршень 2 здійснюється не плунжером, а пружиною 1.

До недоліків баків, виконаних по схемах показаних на рис.5,6, слід віднести відносну складність конструкції, через наявність ущільнюючих пристроїв, а також високі вимоги до виготовлення точних поверхонь, (плунжер, поршень).

На мал.7 показана схема бака з еластичною діафрагмою , що забезпечує герметизацію порожнини з робочою рідиною. Він називається баком мембранного типу. У корпусі 2 розміщена еластична діафрагма 3. Насадки 1 та 6 служать відповідно для подачі рідини в бак і гідросистему. Повітря в бак нагнітається через штуцер 5.

До недоліків такого баку можна віднести те, що еластична діафрагма (мембрана) може зруйнуватися, і такий бак не ремонтопридатний.

Гідросистеми, у яких застосовуються баки з механічним поділом рідинного й газового середовищ (мал.5-7), значно надійніші в експлуатації. Застосовувана в них рідина більш довговічна (зміна рідини відбувається значно рідше). Крім того, у таких баках підтримується необхідний рівень рідини, що дуже важливо, тому що зниження рівня викликає інтенсивну циркуляцію, При зниженні рівня рідини в баці в місцях підключення всмоктуючого трубопроводу може утворитися вирва, через яку буде попадати повітря
3. РОЗРАХУНОК МІНІМАЛЬНОЇ ЄМНОСТІ БАКА

Як приклад розглянемо гідросистему мал. 9 з акумулятором, що підключається до циліндра тільки під час прискореного ходу /при низькому тиску в системі/.


Робота відбувається в такий спосіб. Під час робочих переміщень поршня в циліндрі 5 рідина з бака 1 через всмоктуючі й напірні трубопроводи 6, 8 фільтр 7 і розподільник 6 подається тільки від меншого насоса 10, тиск у якому контролюється клапаном 4. Зворотний клапан 8 закритий, і від насоса 1 /більшої продуктивності/ через зворотний клапан 9 відбувається зарядка акумулятора 14 до величини настройки клапана низького тиску 12. При холостому ході поршня до циліндра надходить рідина одночасно від двох насосів 10, 11, й акумулятора 14. Таке використання обсягу рідини, укладеного в акумуляторі, дає можливість установлювати насоси з меншою сумарною продуктивністю. На злив рідина надходить через дренажні г, зливальні а трубопроводи, магістраль 3 і радіатори /теплообмінники/ 2. Контроль тиску здійснюється манометром 13.

Мінімальна ємність бака Vmin визначається як сума змін ємностей елементів гідросистеми в процесі її роботи. При цьому необхідно враховувати витоки рідини, її теплове розширення, стиснення і перевищення рівня над забірним каналом.

Зміна ємності гідросистеми ∆v, у процесі зарядки і розрядки акумулятора дорівнює різниці обсягів рідини в акумуляторі при максимальній його зарядці Vmak і розрядці Vmin:



Зміна обсягу ∆v2 при роботі силового гідроциліндра визначається як різниця робочих обсягів штокової Vшт безштокової Vбш рожнин:


Зміна обсягу ∆v3 рідини в гідросистемі, зв'язане з її температурним розширенням



де ?t - коефіцієнт температурного розширення рідини /для мінерального масла ?t ? 10-3 град

Vж - обсяг рідини в гідросистемі;

∆t - зміна температури.

Зміна обсягу рідини в гідросистемі, обумовлене її стиском


де Кр - коефіцієнт піддатливості трубопроводів і порожнин гідроапаратури, заповнених робочою рідиною, що враховує сумарний ефект від стискальності робочої рідини й деформації стінок порожнин /ІІ/;

Wp - обсяг порожнин і магістралей, що перебувають під тиском;

р - тиск у напірній магістралі.

Обсяг рідини, необхідний для компенсації витоків,



де G - коефіцієнт витоків робочої рідини.

Кількість рідини ∆V6 для створення перевищення її рівня над забірним каналом для того, щоб репетуй максимальній витраті не могла утворитися вирва в забірного каналу. Практично це перевищення повинне бути не менш 5,0 див. Тоді ця кількість, л:



де S - площа поверхні рідини в площині, що проходить через забірний канал й обмеженої периметром багатокутника, утвореного перетинанням поверхні рідини зі стінками бака.

Таким чином, мінімальний обсяг масла в баці



У баці, крім обсягу масла, є також і повітряний обсяг ∆Vвозд, який необхідний для запобігання влучення рідини в дренажну систему й повітряний фільтр. Обсяг звичайно вибирається рівним 10-15% обсягу ∆Vmin, тобто

∆Vвозд = (0,1-0,15) Vmin

Тоді мінімальна ємність бака

Vmin = (1,1-1,15) Vmin

Примітка. При проведенні попередніх розрахунків ємність бака часто вибирають рівній 2-5-хвилинної продуктивності насоса для машин, у яких гідропривід активних робочих органів задіяний постійно, /періодично/, то - 1/3-1/4 хвилинної продуктивності.
6. КОНСТРУЮВАННЯ ГІДРАВЛІЧНИХ БАКІВ

При проектуванні баків варто керуватися вимогами й рекомендаціями ДЕРЖСТАНДАРТ 15770-71 "Баки для гидравлічних і мастильних систем. Загальні технічні умови". Досить широке поширення, незважаючи на зазначені раніше недоліки, мають баки, конструктивна схема яких показана на мал.3.

На мал.10 зображена розрахункова схема компановки гідравлічного бака.



6.1. Загальне компонування бака

Перегородки 6,9,10 ділять бак 4 на відсіки /бак повинен мати не менш двох відсіків/. В одному з них розміщується усмоктувальна труба 3 з насадком 2. Зріз труби /особливо, коли насадок не передбачений конструкцією/ повинен бути вище від дна не менш, ніж на два діаметри труби.

В саму далеку від всмоктуючої труби частину бака опускаються кінці дренажних 11 і зливальних 12 труб із зливною насадкою 15. Крім того, для поліпшення умов виділення повітря з рідини усмоктувальну трубу від зливальних труб розділяють перегородкою 9 з висотою, рівною 2/3 висоти мінімального рівня рідини в баці. Для полегшення виділення пухирців повітря з рідини й опускання часток бруду на дно бака перегородки роблять перфорованими /у цьому випадку створюються умови для рівномірної, швидкості плину рідини уздовж нижньої частини бака /. Перегородка 10 призначена для затримки піни, що збирається в зливальному відсіку внаслідок недостатності гасіння кінетичної енергії зливального потоку. Тому при конструюванні бака треба особливу увагу звернути на розробку насадок для кінців зливних і всмоктуючих труб. Злив із дренажних труб 11 іноді роблять на перегородку з похилою площиною 10, тому що в цьому випадку кінетична енергія потоку рідини невелика. Пробка для заливу рідини 13 розміщується над зливальним або над відстійним відсіком. З нижньої частини кожного відсіку повинен бути виведений зливальний патрубок 14, оснащений пробкою або краще краном. Для вловлювання продуктів зношування сталевих деталей застосовуються магнітні пробки 8, які можуть бути розташовані: в пробці для заливу рідини 13; у спускній пробці 14; можуть бути вбудовані в стінку бака (на даній схемі не показано). Масло-покажчик 1 призначений для контролю верхнього й нижнього рівнів рідини. Порожнина бака з'єднується з атмосферою через фільтр для приходу повітря 5 /сапун/.

При розробці гідробаків, крім перерахованих, повинні дотримуватися також і наступні вимоги: кришка повинна щільно прикривати бак і в той же час легко зніматися /для періодичного чищення бака/; отвори для уведення труб повинні бути ущільнені гумовими войлочними втулками; кінці всіх труб, з'єднаних з баком, повинні перебувати нижче мінімального рівня рідини на величину не менш двох-трьох діаметрів труби; заливання рідини в бак варто робити через сітчастий фільтр, що повинен легко вийматися для очищення; для транспортування й монтажу необхідно передбачати ручки,
6.2. Особливості конструювання деяких елементів гідробаків

6.2.1. Усмоктувальна насадка

По цих насадках рідина з бака надходить в усмоктувальну гідролінію. Конструкція насадок повинна забезпечувати мінімальні втрати енергії при вході рідини в насадок; На мал. 11 показані найпоширеніші схеми насадок.


Найменший опір потоку забезпечує коноїдальний насадок (див. мал. 11а). це досягається збільшенням площі всмоктування.

На практиці іноді застосовують більш прості в технологічному відношенні насадки за схемою, представленою на мал. 11б. Ці насадки являють собою відрізок труби, кінець якої скошений під кутом 0,52 -0,78 рад (300 - 400). Вхід в усмоктувальну трубу, обладнаний прийомною сіткою, показаний на мал. 11в. Місцеві втрати напору hмісц визначаються в частках питомої кінематичної енергії по формулі



де V - середня швидкість рідини в трубопроводі, розташованому за насадком рекомендована швидкість потоку рідини для усмоктувальних трубопроводів - 0,5 -1,5 м/с;

- коефіцієнт місцевої втрати напору.
6.2.2. Вхідні (зливальні) насадки

По цих насадках рідина з гідросистеми надходить у бак. Рідину можна впускати в бак із простого насадка (мал. 12а) у вигляді короткого відрізка труби. Але з огляду на те, що потік має значний запас кінетичної енергії, по-перше, рідина в баці буде інтенсивно перемішуватися (що не дозволить механічним часткам вчасно осісти, а пухирцям газу - здійнятися до поверхні), буде підніматися осад з днища баку, а по-друге, буде мати місце виділення пухирців газу і вспінення рідини. Така конструкція може застосовуватись тоді, коли зливна магістраль підводиться до днища баку.

На мал. 12 б та в показані схеми більш раціональних вхідних насадок, що застосовуються в гідробаках.



Насадок у вигляді порожнього циліндра із глухим дном (див. мал.12б) на циліндричній поверхні якого є невеликі отвори, дозволяє зменшити перемішування рідини.

Недоліком такого насадка являється те, що він не дозволяє вирішити питання піноутворення.

Одним з найбільш раціональних є насадок, схема якого показана на мал. 12в. Він запобігає вспінюванню робочої рідини та підніманню осаду їз днища баку. Рідина з гідросистеми через трубу 5, центральний отвір диска 1 і щілину, утворену дисками 1 і 4, попадає у бак.

Диски 14 з'єднуються болтами 3 за допомогою розпірних втулок 2, висота яких визначає величину зазору hн. Площа кільцевого зазору між двома дисками збільшується від центра до країв, що приводить до зменшення швидкості потоку, а це у свою чергу знижує його /потоку/ кінетичну енергію.

Радіус закруглення центрального отвору диска 1 приблизно дорівнює половині внутрішнього діаметра труби:

Rн ? 0,5 dy

а зазор між дисками 1 й 4 визначається залежністю

hн=0,25Rн

Для забезпечення швидкості потоку на виході із зазору між дисками, рівної 0,03 м/с /експериментально встановлене значення мінімальної швидкості рідини, при якій візуально не спостерігається дрібних пухирців газу/, необхідно діаметр дисків Dн вибирати, виходячи з максимальної подачі насоса Qнmax по формулі



Для зливальних трубопроводів рекомендована швидкість потоку рідини становить 2-3 м/с. Для довгих трубопроводів (L/d ?100) ці дані знижуються на 30 - 50 %.
6.2.3. Фільтри для проходу повітря (сапуни)

Призначенні для проходження повітря у бак, або для виведення його з баку. Це потрібно для забезпечення атмосферного тиску у середені баку.

Найпростішим сапуном є дренажний отвір (трубопровід) діаметром 2-5 мм, виконаний у верхній частині бака (мал.13а).

На мал.13б показана схема сапуна з фільтром, що не пропускає у бак механічних часток (пил)

На мал.13в показана схема фільтра для проходу повітря з рідинним пиловловлювачем. Це більше досконалий спосіб запобігання від потрапляння пилу в бак. У порівнянні з іншими він забезпечує більш надійне і якісне очищення повітря.



6.3. Виготовлення й випробовування баків

Баки виготовляють в основному звареними з тонколистової сталі (від 0,8 до 2.0 мм). При більших розмірах гідробака на стінках і днищі видавлюють жолобки для підвищення твердості /зрідка баки роблять литими з ребрами для підвищення тепловіддачі/.

Штуцер, фланці, пробки й інші елементи паяють мідним припоєм. Герметичність бака перевіряють надлишковим тиском до 0,05 Мпа /0,5 кгс/см2/.

Після зборки гідробака його зовнішня поверхня покривається ґрунтовкою № 138 /ДЕРЖСТАНДАРТ 4056-48 /і фарбується нитроглифталевой емаллю /ДЕРЖСТАНДАРТ 6631-53/ не менш, ніж у два шари. Внутрішня порожнина гідробака перед установкою фільтра продувається стисненим повітрям.

Для трубопроводів в основному застосовуються сталеві безшовні труби /ДЕРЖСТАНДАРТ 8734-75/ і рукава високого тиску з металевими оплетками /ДЕРЖСТАНДАРТ 6266-73/. Застосовують також мідні труби /ДЕРЖСТАНДАРТ 617-72/ і латунні

РЕМОНТ БАКІВ

Найчастіше зустрічаються дефекти масляного бака - це тріщини в місці приварювання штуцера усмоктувального трубопроводу чи кронштейна кріплення. Зустрічаються також тріщини або пробоїни стінок.

Для усунення першого дефекту необхідно:

- злити масло з бака;

- промити бак гарячим трипроцентним розчином каустичної соди;

- заповнювати бак інертним газом або водою;

- за допомогою газового зварювання заварити тріщини.

Дефекти на стінках бака усувають за допомогою латок з листової сталі або склопластику й епоксидної клейової суміші. Після накладення латки бак сушать три години при температурі 80-100°С або протягом 24 годин при температурі 18-20°С.

8. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

  1. Призначення баків гідросистем.

  2. Позначення баків на гідравлічних схемах.

  3. Різновид гідробаків накреслити схеми, дати характеристики.

4. Основні вимоги, пропоновані в конструкції гідробака. Конструктивна схема гідробака.

5. Усмоктувальні насадки схеми, достоїнства, недоліки.

6. Вхідні насадки різновиду, розрахунок.

7.Фільтри для проходу повітря призначення, різновиди.

8.Матеріали, застосовувані для виготовлення баків, забезпечення його
герметичності, фарбування та випробування.

9.Ремонт гідравлічних баків.





Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации