Как научиться читать гидравлические схемы
Гидравлическая схема представляет собой элемент технической документации, на котором с помощью условных обозначений показана информация об элементах гидравлической системы, и взаимосвязи между ними. Согласно нормам ЕСКД гидравлические схемы обозначаются в шифре основной надписи литерой «Г» (пневматические схемы — литерой «П»).
Как видно из определения, на гидравлической схеме условно показаны элементы, которые связаны между собой трубопроводами — обозначенными линиям. Поэтому, для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать, как обозначается тот или иной элемент на схеме. Условные обозначения элементов указаны в ГОСТ 2.781-96. Изучите этот документ, и вы сможете узнать как обозначаются основные элементы гидравлики.
Обозначения гидравлических элементов на схемах
Рассмотрим основные элементы гидросхем.
Трубопроводы
Трубопроводы на гидравлических схемах показаны сплошными линиями, соединяющими элементы. Линии управления обычно показывают пунктирной линией. Направления движения жидкости, при необходимости, могут быть обозначены стрелками. Часто на гидросхемах обозначают линии — буква Р обозначает линию давления, Т — слива, Х — управления, l — дренажа.
Соединение линий показывают точкой, а если линии пересекаются на схеме, но не соединены, место пересечения обозначают дугой.
Бак в гидравлике — важный элемент, являющийся хранилищем гидравлической жидкости. Бак, соединенный с атмосферой показывается на гидравлической схеме следующим образом.
Закрытый бак, или емкость, например гидроаккумулятор, показывается в виде замкнутого контура.
Фильтр
В обозначении фильтра ромб символизирует корпус, а штриховая линия фильтровальный материал или фильтроэлемент.
Насос
На гидравлических схемах применяется несколько видов обозначений насосов, в зависимости от их типов.
Центробежные насосы, обычно изображают в виде окружности, в центр которой подведена линия всасывания, а к периметру окружности линия нагнетания:
Объемные (шестеренные, поршневые, пластинчатые и т.д) насосы обозначают окружностью, с треугольником-стрелкой, обозначающим направление потока жидкости.
Если на насосе показаны две стрелки, значит этот агрегат обратимый и может качать жидкость в обоих направлениях.
Если обозначение перечеркнуто стрелкой, значит насос регулируемый, например, может изменяться объем рабочей камеры.
Гидромотор
Обозначение гидромотора похоже на обозначение насоса, только треугольник-стрелка развернуты. В данном случае стрелка показывает направление подвода жидкости в гиромотор.
Для обозначения гидромотра действую те же правила, что и для обозначения насоса: обратимость показывается двумя треугольными стрелками, возможность регулирования диагональной стрелой.
На рисунке ниже показан регулируемый обратимый насос-мотор.
Гидравлический цилиндр
Гидроцилиндр — один из самых распространенных гидравлических двигателей, который можно прочитать практически на любой гидросхеме.
Особенности конструкции гидравлического цилиндра обычно отражают на гидросхеме, рассмотрим несколько примеров.
Цилиндр двухстороннего действия имеет подводы в поршневую и штоковую полость.
Плунжерный гидроцилиндр изображают на гидравлических схемах следующим образом.
Принципиальная схема телескопического гидроцилиндра показана на рисунке.
Распределитель
Распределитель на гидросхеме показывается набором, квадратных окон, каждое из которых соответствует определенному положению золотника (позиции). Если распределитель двухпозиционный, значит на схеме он будет состоять из двух квадратных окон, трех позиционный — из трех. Внутри каждого окна показано как соединяются линии в данном положении.
На рисунке показан четырех линейный (к распределителю подведено четыре линии А, В, Р, Т), трех позиционный (три окна) распределитель. На схеме показано нейтральное положение золотника распределителя, в данном случае он находится в центральном положении (линии подведены к центральному окну). Также, на схеме видно, как соединены гидравлические линии между собой, в рассматриваемом примере в нейтральном положении линии Р и Т соединены между собой, А и В — заглушены.
Как известно, распределитель, переключаясь может соединять различные линии, это и показано на гидравлической схеме.
Рассмотрим левое окно, на котором показано, что переключившись распределитель соединит линии Р и В, А и Т. Этот вывод можно сделать, виртуально передвинув распределитель вправо.
Оставшееся положение показано в правом окне, соединены линии Р и А, В и Т.
На следующем ролике показан принцип работы гидрораспределителя.
Понимая принцип работы распределителя, вы легко сможете читать гидравлические схемы, включающие в себя этот элемент.
Устройства управления
Для того, чтобы управлять элементом, например распределителем, нужно каким-либо образом оказать на него воздействие.
Ниже показаны условные обозначения: ручного, механического, гидравлического, пневматического, электромагнитного управления и пружинного возврата.
Эти элементы могут компоноваться различным образом.
На следующем рисунке показан четырех линейный, двухпозиционный распределитель, с электромагнитным управлением и пружинным возвратом.
Клапан
Клапаны в гидравлике, обычно показываются квадратом, в котором условно показано поведение элементов при воздействии.
Предохранительный клапан
На рисунке показано условное обозначение предохранительного клапана. На схеме видно, что как только давление в линии управления (показана пунктиром) превысит настройку регулируемой пружины — стрелка сместиться в бок, и клапан откроется.
Редукционный клапан
Также в гидравлических и пневматических системах достаточно распространены редукционные клапаны, управляющим давлением в таких клапанах является давление в отводимой линии (на выходе редукционного клапана).
Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.
Обратный клапан
Назначение обратного клапана — пропускать жидкость в одном направлении, и перекрывать ее движение в другом. Это отражено и на схеме. В данном случае при течении сверху вниз шарик (круг) отойдет от седла, обозначенного двумя линиями. А при подаче жидкости снизу — вверх шарик к седлу прижмется, и не допустит течения жидкости в этом направлении.
Часто на схемах обратного клапана изображают пружину под шариком, обеспечивающую предварительное поджатие.
Дроссель
Дроссель — регулируемое гидравлическое сопротивление.
Гидравлическое сопротивление или нерегулируемый дроссель на схемах изображают двумя изогнутыми линями. Возможность регулирования, как обычно, показывается добавлением стрелки, поэтому регулируемый дроссель будет обозначаться следующим образом:
Устройства измерения
В гидравлике наиболее часто используются следующие измерительные приборы: манометр, расходомер, указатель уровня, обозначение этих приборов показано ниже.
Реле давления
Данное устройство осуществляет переключение контакта при достижении определенного уровня давления. Этот уровень определяется настройкой пружины. Все это отражено на схеме реле давления, которая хоть и чуть сложнее, чем представленные ранее, но прочитать ее не так уж сложно.
Гидравлическая линия подводится к закрашенному треугольнику. Переключающий контакт и настраиваемая пружина, также присутствуют на схеме.
Объединения элементов
Довольно часто в гидравлике один блок или аппарат содержит несколько простых элементов, например клапан и дроссель, для удобства понимания на гидросхеме элементы входящие в один аппарат очерчивают штрих-пунктирой линией.
Порядок чтения гидралической схемы
Для чтения большинства гидравлических схем необходимо знать символы, обозначающие основные элементы и следовать алгоритму:
- Рассмотреть гидросхему, ознакомиться прочитать технические требования, характеристики, примечания (если они имеются);
- Ознакомиться с перечнем элементов, который должен сопровождать схему, сопоставить обозначения на гидравлической схеме с данными в перечне;
- Найти на схеме источники и накопители энергии жидкости (насосы, аккумуляторы, напорные башни питающие магистрали);
- Приблизительно оценить величину давления на различных участках системы, определить линии высокого давления, линии слива и дренажа;
- Найти на схеме клапаны регулирующие давление и расход — дроссели, редукционные и предохранительные клапаны, регуляторы расхода, краны;
- Подробно изучить работу гидравлических распределителей, представленных на схеме, понять какие участки схемы задействуются при переключении распределителей, разобраться с механизмами управления гидрораспределитлями;
- Найти на схеме исполнительные механизмы — гидроцилиндры;
- Провести анализ работы различных участков гидравлической системы;
- На основе анализа отдельных участки сделать вывод о работе всей гидравлической системы. При необходимости ознакомиться с технической документацией на ответственные пневмоаппараты.
Для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать условные обозначения элементов, разбираться в принципах работы и назначении гидравлической аппаратуры, уметь поэтапно вникать в особенности отдельных участков, и правильно объединять их в единую гидросистему.
Для правильного оформления гидросхемы нужно оформить перечень элементов согласно стандарту. Узнать как оформить перечень элементов на схеме.
Ниже показана схема гидравлического привода, позволяющего перемещать шток гидроцилиндра, с возможностью зарядки гидроаккумулятора.
Скачать схемы гидравлических элементов
Участники нашей группы в контакте могут скачать схемы гидравлических элементов. Среди ни обзначения различных тпиов:
- гидроцилиндров
- распределителей
- клапанов
- регуляторов расхода
- трубопроводов и линий связи
Гидравлическая схема подъемной машины
В настоящее время гидравлический привод механизмов грузоподъемных машин находит все более широкое применение благодаря наличию ряда преимуществ этого типа привода, к которым относятся:
1) большая перегрузочная способность по мощности и по моменту; возможность передавать большие моменты и мощности при малых размерах и весах гидропередачи;
2) возможность бесступенчатого регулирования скоростей в широких пределах;
3) возможность плавного реверсирования и частых быстрых переключений скорости движения;
4) легко осуществимое автоматическое предохранение машины и гидропередачи от перегрузок;
5) возможность дистанционного управления работой машины, регулирование и автоматизация рабочего процесса, достигаемая простыми средствами;
6) малый момент инерции вращающихся масс с большими ускорениями и замедлениями;
7) возможность одновременного подвода энергии к нескольким рабочим механизмам;
8) устойчивая работа при любых скоростных режимах;
9) высокая износоустойчивость элементов гидропривода.
В настоящее время с гидравлическим приводом выпускаются стреловые самоходные краны на безрельсовом и железнодорожном ходу, а в отдельных случаях плавучие, портальные и мостовые краны. Применение гидравлических приводов механизмов подъема, поворота и изменения вылета портальных кранов позволило существенно увеличить производительность крана, так как скорость поворота и подъема может автоматически регулироваться в зависимости от величины транспортируемого груза, предельная величина которого также устанавливается автоматически в зависимости от вылета стрелы. Так как гидрофицированные механизмы кранов могут работать при постоянном включении и постоянной скорости вращения электродвигателей, то это дает возможность применять наиболее надежные и дешевые электродвигатели с короткозамкнутым ротором.
Гидравлический привод грузоподъемных машин имеет приводной Двигатель, насос, подающий рабочую жидкость, используемую как средство преобразования и передачи энергии в рабочий цилиндр или гидродвигатель, исполнительный механизм и систему трубопроводов и клапанов управления.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Давление жидкости в приводах современных грузоподъемных машин достигает 250 am. Увеличение давления способствует уменьшению габаритов передачи и потерь на трение, но одновременно увеличивает объемные потери и требует повышения надежности уплотнений.
Гидродвигатели, преобразующие энергию потока жидкости в механическую энергию, так же как и насосы, подразделяются на роторные и неротационные. К числу неротационных гидродвигателей относятся силовые цилиндры, которые значительно проще конструктивно, дешевле и более надежны в работе, чем роторные гидродвигатели. Поэтому они получили широкое применение в различных подъемно-транспортных машинах. В этих приводах жидкость, нагнетаемая насосом в силовой цилиндр, перемещает в нужном направлении поршень со штоком и части машины, соединенные со штоком. При этом наиболее просто осуществляется прямолинейное возвратно-поступательное движение, но движение штока может быть использовано и для получения вращательного движения. В случае необходимости совершения работы на большом пути перемещения, когда применение силовых цилиндров становится нецелесообразным, в качестве гидродвигателя используют роторные двигатели с вращательным выходным движением, подразделяемые на гидродвигатели малого момента и гидродвигатели высокого момента.
Применение в гидроприводах грузоподъемных машин высокомоментных гидродвигателей, позволяющих приводить механизмы в движение непосредственно от вала гидродвигателя без использования редукторов, является весьма перспективным. Однако низкомоментные гидродвигатели имеют меньшие колебания угловой скорости выходных валов и в несколько раз большую глубину регулирования, чем высокомоментные гидродвигатели. Плавное, бесступенчатое регулирование числа оборотов вала гидродвигателя достигается или изменением расхода жидкости (использование насосов регулируемой производительности), или путем изменения рабочего объема двигателя, или дросселированием (изменением величины потока рабочей жидкости, подводимой к гидродвигателю).
Каждый механизм грузоподъемной машины с гидравлическим при- , водом может выполняться как с индивидуальным приводом, так и с групповым приводом при питании нескольких гидродвигателей от одного насоса. Групповой привод находит применение в машинах малой грузоподъемности, а также в тех случаях, когда приводы нескольких механизмов вместе с гидродвигателями перемещаются относительно других приводов. При групповом приводе возможна как поочередная работа механизмов, так и одновременная работа механизмов, в зависимости от выбранной производительности насоса и мощности привода.
Существенным отличием гидравлического привода от механического является отсутствие жесткой связи между приводным двигателем и рабочим органом механизма. Это свойство гидропривода обеспечивает предохранение привода и рабочего органа от перегрузок, но в то же время неизбежное наличие утечек уменьшает скорость вращения вала гидродвигателя или скорость перемещения поршня гидроцилиндра и приводит к тому, что невозможно остановить вал гидродвигателя затормаживанием приводного электродвигателя, если на вал гидродвигателя действует статическая нагрузка.
Так как для большинства механизмов грузоподъемных машин перемещение рабочего органа при выключенном приводе является нежелательным, то основным критерием пригодности гидропривода для механизмов грузоподъемных машин является возможность работы со статической нагрузкой и величина допускаемого перемещения от нее При остановленном приводе.
В двигателях вращения поршневого типа утечки составляют 2—3%, а в лопастных двигателях могут даже превысить 10%. Поэтому если опускание максимального груза со скоростью от 2 до 10% от номинальной скорости является недопустимым, то для удержания поднятого груза в неподвижном состоянии следует установить тормоз на валу барабана.
В механизмах передвижения и поворота, где нет постоянной статической нагрузки, нет необходимости в установке тормоза и полную остановку механизма можно производить путем затормаживания ведущего вала. В механизмах подъема применение гидропривода обеспечивает плавное регулирование скоростей подъема и спуска в весьма широком диапазоне. Так, при применении гидромашин лопастного типа диапазон регулирования можно получить порядка от 8 до 15, для гидромашин поршневого типа — от 20 до 25. Минимальная величина скорости опускания груза ограничивается величиной утечек в гидродвигателе и при малых нагрузках существенно снижается.
В механизмах изменения Еылета передвижных кранов и кранов экскаваторов обычно применяется гидропривод поступательного движения как в случае качающейся, так и в случае телескопической выдвижной стрелы. Эта система обеспечивает существенное упрощение конструкции механизма. Очень часто совмещают качание стрелы с телескопическим выдвижением части ее, что повышает маневренность крана и позволяет совместить большой вылет с малыми габаритами механизм!.
В мостовых кранах гидропривод находит также все большее применение. Так, для механизмов передвижения мостовых кранов создан гидропривод с использованием высокомоментных гидродвигателей. Механизм выполнен по схеме раздельного привода с системой синхронизации движения концевых балок. Приводы размещены непосредственно около концевых балок. Каждый гидропривод состоит из радиально-поршневого регулируемого насоса 5 типа НДП , приводимого в движение от асинхронного короткозамкнутого двигателя и высокомоментного гидродвигателя типа ВГД -400, соединенного валом-вставкой с ходовым колесом.
Кроме того, в состав привода входит узел управления, монтируемый в кабине крановщика, и система трубопроводов. Насос при увеличении объема рабочей камеры создает вакуум, вследствие чего под Действием атмосферного давления рабочая жидкость засасывается из. бака и затем нагнетается через реверсивный золотник в высокомоментным гидродвигатель, вращающий ходовое колесо. Из сливного канала гидродвигателя жидкость через реверсивный золотник поступает к всасывающей полости насоса. Реверсивное устройство золотникового типа с электрогидравлическим управлением предназначено для реверсирования вращения гидродвигателя и перекрытия трубопроводов. Крайние положения золотника используются для получения реверса, а средние — для перекрытия потоков жидкости и торможения механизма. При торможении крана или при аварийном выключении тока золотник перемещается в среднее положение и перекрывает потоки жидкости. Мостовой кран, двигаясь по инерции, вращает ротор гидродвигателя и жидкость перемещается из одной ветви трубопровода в другую и действует на один из клапанов тормозного устройства. Меняя степень сжатия пружины клапана, можно получить различные тормозные характеристики. Пиковые нагрузки при пуске и торможении ограничиваются предохранительным клапаном, расположенным в насосе, дроссельным устройством и тормозными клапанами гидродвигателя. Дроссели служат также для автоматической синхронизации движения концевых балок моста крана при различных сопротивлениях движению каждой из них.
Рис. 1. Гидравлическая схема механизма передвижения мостового крана с высокомоментным гидродвигателем
Принцип действия дросселя основан на отводе определенного количества жидкости, пропорционального разности нагрузок, от нагнетающей полости насоса. Пружина дросселя настраивается на преодоление давления жидкости, соответствующего 125% номинального момента гидродвигателя. При дальнейшем увеличении давления поршень дросселя перемещается, сжимая пружину и открывая отверстие соответствующего размера, и определенное количество жидкости отводится в бак от насоса забежавшей стороны.
Регулирование скорости вращения вала гидродвигателя осуществляется посредством изменения производительности регулируемого гидронасоса.
Производительность насоса, регулируемая величиной эксцентриситета насоса, зависит от давления на выходе редукционного клапана. Узел управления с редукционным клапаном монтируется в кабине крановщика и для удобства выполнен педального типа.
Проведенные исследования показали, что гидропривод с высоко-моментным гидродвигателем в механизмах передвижения мостовых кранов имеет следующие преимущества перед электромеханическим приводом:
1. Значительно упрощается механическая часть и электрическая схема: отсутствуют редукторы, муфты, трансмиссия, тормоза, нет необходимости в применении регулируемых электродвигателей и сложной электрической аппаратуры, что приводит к снижению на 20% веса и стоимости механизма.
2. Обеспечивается бесступенчатое и плавное регулирование скорости при постоянном моменте на валу гидродвигателя, плавный пуск и торможение.
Процесс пуска и торможения происходит без колебательных нагрузок в упругих звеньях механизма, что благоприятно влияет на Работу крана, подкрановых путей и зданий цехов.
По сравнению с реостатным регулированием электродвигателей, наиболее распространенным в краностроении, общий к. п. д. гидропривода почти на всем диапазоне регулирования значительно выше.
Рис. 2. Гидропривод механизма передвижения мостового крана с низкомоментным гидродвигателем
Имеются схемы механизмов передвижения мостовых кранов и с низкомоментным гидродвигателем. При этом необходимая скорость рабочих движений достигается благодаря применению редуктора. Такая конструкция приведена на рис. 2. Опыт ее использования показал, что глубина регулирования скорости вращения выходного вала низкомоментного (высокооборотного) гидродвигателя в несколько раз выше, чем у высокомоментного гидродвигателя. Необходимая скорость передвижения крана достигается установкой редуктора. Гидропривод в этой конструкции работает по замкнутой системе с номинальным давлением 100 am. Давление, развиваемое насосом, передается по трубопроводу в гидродвигатель, где энергия жидкости преобразуется во вращательное движение, передающееся через упругую муфту редуктору и далее через вал на ходовое колесо. Установки тормоза в данной конструкции не требуется, так как регулирование скорости и затормаживание крана осуществляются путем регулирования объема насосом.
Рис. 3. Электрогидравлический привод механизма подъема монтажного крана
Механизмы подъема монтажных кранов, в которых необходимо создание весьма малых посадочных скоростей и плавного пуска при подъеме тяжелых блоков, также снабжаются гидроприводом. Приводной двигатель через упругую муфту передает вращение приводному валу регулируемого гидронасоса типа ПД, давление от которого передается высокомоментному гидродвигателю типа МР-Т4/10 со встроенным дисковым тормозом. Этот тормоз выполнен так, что торможение гидродвигателя осуществляется механическим путем — сжатием фрикционных дисков пружинами, а растормаживание — гидравлическим способом, подведением давления под плунжеры, которые сжимают пружины и снимают усилие давления с дисков. При прекращении подачи жидкости или при обрыве трубопровода груз надежно удерживается тормозом. Вращение от выходного вала гидродвигателя через редуктор передается на барабан. В отличие от ранее применяемой схемы с электроприводом здесь удалось снять один редуктор и получить глубину регулирования до 1 : 1500, которая недостижима при использовании других типов передач. В данном механизме применена замкнутая гидравлическая схема с номинальным давлением жидкости 100 am.
Так как приводной электродвигатель запускается при нулевой производительности насоса, то создаются благоприятные условия пуска и торможения, что позволяет применять более дешевые электродвигатели общего назначения типа А, АО и др.