Какое давление в гидравлике экскаватора?

Какое давление в гидравлике экскаватора?

У гидравлических экскаваторов очень широкая сфера применения

  • В сравнении с другими машинами, такими как бульдозер или погрузчик, экскаватор может выполнять большой диапазон работ, находясь в одной точке;
  • Возможность поворачиваться на 3600 позволяет экскаватору легко работать на ограниченном пространстве;
  • Большая мощность капания позволяет экскаватору аккуратно капать, рыть траншеи и сформировывать основания;
  • Так как работа происходит практически без перемещения машины – износ ходовой части минимален;
  • Легкая смена рабочего оборудования позволяет использовать экскаватор для выполнения различных задач.

Использование

  • Перемещение грунта
  • Планирование
  • Рыхление
  • Погрузка
  • Планировка

Рабочее оборудование экскаватора похоже на руку человека и выполняет похожую функцию

При замене ковша на другое рабочее оборудование можно выполнять другую разичную работу, такую как захват грейфером или долбление

Классификация экскаваторов

Сегодня в основном используются гусеничные экскаваторы, так как у них большая площадь опоры и высокая устойчивость

Достоинства гусеничных экскаваторов

  • Высокая устойчивость
  • Возможность работы на мягком и неровном грунте

Большая площадь опоры обеспечивает большую устойчивость. Это дает возможность легко работать на мягком или неровном грунте

Недостатки гусеничных экскаваторов

  • Медленная скорость перемещения и мобильность
  • Повреждение поверхности дороги

Низкая транспортная скорость. Если машина оборудована стальными гусеницами, то при движении происходит повреждение поверхности дороги

Экскаватор можно разделить на 3 части: рабочее оборудование, верхнюю и нижнюю части

Основу верхней части составляет рама поворотной платформы

Система поворота состоит из:

  • Гидромотора поворота (поворачивает платформу)
  • Редуктор поворота (увеличивает усилие гидромотора и снижает скорость поворота)
  • Поворотный круг (соединяет платформу с гусеничной тележкой)
  • Центральное поворотное звено (передает поток масла к нижней части)

Поворотный круг состоит из двух колец, внешнего и внутреннего. Внутреннее кольцо прочно прикреплено к раме гусеничной тележки а внешнее кольцо – к раме поворотной платформы. Поворотный круг является звеном, передающим нагрузку поворотной платформы с рабочим оборудованием на ходовую часть для обеспечения устойчивости.

Поворотное звено состоит из корпуса (статора) и ротора

Ротор крепится к гусеничной тележке. Корпус крепится к поворотной платформе и поворачивается вместе с ней

Масло от контрольного клапана попадает в корпус звена и по кольцевым каналам проходит в каналы ротора. Выходя из каналов ротора по шлангам масло попадает к гидромоторам.

Нижняя часть состоит из большого количества разных элементов, которые крепятся к стальной раме, называемой рамой гусеничной тележки

Гидравлическая силовая линия экскаватора

Во время работы оператор может одновременно выполнять несколько операций, таких как перемещение стрелы, рукояти, ковша, поворот одновременно. При этом одновременно работают несколько секций контрольного клапана.

Ходовая часть гидравлического экскаватора существенно отличается от бульдозера или погрузчика, в которых мощность передается механически при помощи гидротрансформатора и шестерен

Так же как сердце качает кровь, гидронасос экскаватора качает масло для работы гидроцилиндров

Для выдвежения рукояти масло должно подаваться в штоковую полость

Для складывания рукояти масло должно подаваться в бесштоковую полость

Главный переливной клапан

Главный переливной клапан держит давление не превышающее определенного значения за счет перелива излишков масла в бак. Когда при перемещении поршень доходит до края цилиндра, то он останавливается. Так как масло продолжает поступать, до давление в системе начинает возрастать, что приведет к разрыву шлангов. Главный переливной клапан в системе предупреждает повышение давления до критического уровня путем перелива лишнего объема масла в бак. Главный переливной клапан находится между контрольным клапаном и гидронасосом.

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан служит для сброса масла в бак, если давление в система превысит кретическое значение. Если на стрелу упадет обломок породы, а контрольный клапан будет находится в нейтральном положении, то давление в цилиндре сразу возрастет и приведет к разрыву шлангов. Для предотвращения повышения давления выше определенного уровня в системе стоит предохранительный клапан. Этот клапан находится после распределительного клапана перед гидроцилиндрами.

Классификация гидронасосов

Сравнение поршневых и шестеренчатых гидронасосов

Номер модели

PC — Код продукта. [P : Гидравлические экскаваторы (Power shovel), C : Гусеничного типа, W : Колесного типа]
200 — Код размера [Число, примерно в 10 раз больше чем эксплуатационная масса (в тоннах), но иногда отражается номер машины, родственной данной модели]
XX — Дополнительный код модели [Обозначается одной или двумя буквами LC: Удлиненная база]
7 — Модификация [Отображает историю модели (номера 4, 9 и 13 пропущены)]

Классификация гидравлических экскаваторов по типоразмеру

Маленькие: менее 20 тон
Средние: 20-59 тон
Тяжелые: 60 и более

Емкость ковша

Емкость «с шапкой» = Геометрическая емкость + Объем шапки

Угол естественного откоса 1 : 1

Угол естественного откоса 1 : 2

ISO: Международная организация по стандартам ISO7451 и ISO7546
JIS: Японский индустриальный стандарт JIS A8401-1976
PCSA: Ассоциация по кранам и экскаватором (США) PCSA No.37-26
SAE: Ассоциация Авто Инженеров (США) SAE J296/J742b
CECE: Европейское общество строительной техники CECE SECTION V1

Давление на грунт

Давление на грунт (кг/м 2 ) = Экскаваторная масса / Площадь опорной поверхности

Давление на грунт экскаватора среднего класса не многим больше давления на грунт стоящего человека

Если человек может идти по грунту, то экскаватор среднего класса сможет там работать

Пример использования рабочего оборудования

1. Мягкий грунт (широкие башмаки)
Для работы на мягком, например, болотном грунте, для снижения давления на грунт используются широкие башмаки

2. Смещаемая ось капания (offset boom)
Если машина не стоять по центру копаемого объекта из-за различных препятствий с боков, работы проводятся экскаватором со смещаемой рукоятью. Такой способ используется для рытья траншей (смещаемая рукоять не меняет направление оси копания, а смещает ее в сторону относительно центра машины)

3. Большой радиус действия (сверхдлинное оборудование)
При использовании сверхдлинного рабочего оборудование позволяет проводить работы в местах, где машина не может работать с обычным оборудованием. Углубление рек, болот и прочее. Также можно выполнять планировку длинных склонов

4. Планировка откосов (планировочный ковш)
Планировка откосов рек, дорог и прочих объектов может легко выполняться специальным ковшом с плоским дном.

5. Дробление (гидромолот)
При использовании гидромолота,большие осколки породы после взрыва могут быть измельчены. Можно также разрушать бетонные дроги и здания

6. Утилизация автомобилей (гидроножницы)
При использовании специальных гидроножниц можно разбирать автомобили на части. Эти ноэницы могут захватывать маленькие части и сортировывать части для переработки

7. Снос зданий (ножницы и гидромолоты)
Машина оснащена сверхдлинным рабочим оборудованием и может выполнять работы по сносу зданий. При применении гидроножниц можно также резать стальной каркас и силовые элементы конструкций.

8. Лесозаготовки (пилы и захваты)
Экскаваторы используются при заготовительных работах. Захваты с пилами могут брать все подарят, включая поваленные деревья, удалять ветви и распиливать бревна. Захваты используются для погрузочных работ.

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.

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.

Максимальные активные давления в магистралях поршневых полостей гидроцилиндров ковша достигают у обоих экскаваторов 25 МПа. Забросы давления в конце копания у экскаватора ЭГ-20 появляются, как уже отмечалось, в результате стопорения штоков ковшевых гидроцилиндров в конечном положении и работы насосов «в упор».

Характер изменения активных давлений в поршневых полостях рукояточных гидроцилиндров аналогичен характеру изменения давлений в ковшевых гидроцилиндрах, но имеет более высокий уровень» особенно в средней стадии процесса копания. Максимальные давления, достигают 28. 30 МПа, а средние — 20. 25 МПа.

Читайте также  Экскаваторы hyundai модельный ряд

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.

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.

В корпусе 9 гидрораспределителя размещены золотники 5 и имеются каналы для движения жидкости. От насоса к золотникам подведена напорная линия, в ней установлен сливной клапан 4. Торцы золотников закрыты крышками. Одним концом золотник соединен с механизмом управления

(рычагом 8 или клапаном), другим — с механизмом фиксации и возврата золотника в нейтральное положение, которые состоят из стакана, установленными в них пружинами 12, предназначенными для установки золотников в нейтральное положение. Фиксаторы 11 удерживают золотник в заданном положении. Втулки ограничивают ход золотника при его перемещении. Золотник и каналы образуют полости, по которым под давлением жидкость поступает к потребителям. При изменении давления управления изменяются ход золотника, площадь проходного сечения между полостями и скорость опускания стрелы. Четырехпозиционный золотник может быть установлен в одно из положений, соответствующее подъему стрелы — нейтральному, опусканию стрелы или «плавающему». Сливной клапан 4 открывается при установке золотника в нейтральное или «плавающее» положение, и жидкость через него сливается в гидробак.

Рис. 5.3. Гидрораспределитель:
1 — крышка; 2 — механизм автоматической расфиксации; 3 — предохранительный клапан; 4 — сливной клапан; 5 — золотник; б — рукоятка управления; 7 — резиновый чехол; 8 — рычаг; 9 — корпус гидрораспределителя; 10 — сливной патрубок; 11 — фиксатор; 12 — возвратная пружина

Блок дистанционного управления (джойстик) позволяет перемещать один из золотников или одновременно два, в результате чего происходит подача жидкости к одному или двум потребителям одновременно, например происходит движение стрелы и ковша.

Клапаны обеспечивают нормальную работу гидросистемы.

Предохранительные клапаны служат для регулирования максимального давления и защиты механизмов и элементов гидропривода экскаваторов от перегрузок и устанавливаются непосредственно на гидрораспределителях, насосах и гидромоторах. Предохранительные клапаны отрегулированы на давление, превышающее номинальное на 20%, и опломбированы.

Перепускные клапаны открываются при увеличении давления в системе выше заданного и перепускают жидкость в полость низкого давления, при уменьшении давления ниже заданного надежно запирают проход жидкости в полость низкого давления. Перепускные клапаны устанавливают на фильтрах и трубопроводах (в последнем случае их заключают в отдельные корпуса), на гидрораспределителях.

Читайте также  Экскаватор погрузчик mst m542 технические характеристики

Подачу (расход) жидкости регулируют дросселями и гидрораспределителями (золотникового типа), изменением проходного сечения. Дроссель осуществляет дросселирование рабочей жидкости при попутных внешних нагрузках (например, при опускании рабочего оборудования с грузом или передвижении экскаватора под уклон). Увеличивать давление настройки клапанов категорически запрещается, так как это может вызвать поломку сборочных единиц экскаватора, в первую очередь насосов.

Для регулирования направления потока жидкости применяют обратные клапаны, допускающие движение жидкости только в одном направлении. Обратные клапаны имеют малый ход запорного элемента, благодаря чему открытие и закрытие рабочего проходного сечения происходят мгновенно. Неуправляемый обратный клапан исключает опускание рабочего оборудования при выполнении рабочих движений. К седлу корпуса пружиной прижат конусный (шариковый) клапан.

Гидрозамок (управляемый обратный клапан) пропускает рабочую жидкость обычно в одном направлении, а при управляющем воздействии — в обоих, установлен на гидроцилиндрах выносных опор.

Коллектор — подвижное (шарнирное) соединение трубопроводов гидропривода, применяется для соединения трубопроводов, подводящих жидкость к подвижным узлам машины.

Центральный коллектор служит для передачи рабочей жидкости под давлением от узлов гидросистемы, расположенных на поворотной платформе, к узлам, расположенным на ходовой раме, установлен по оси вращения платформы и крепится к ходовой раме экскаватора болтами.

Шланги и трубопроводы служат для соединения узлов гидросистемы при помощи соединительных муфт. Не допускается использование шлангов и трубопроводов, имеющих повреждения (трещины, деформации, потения).

Шланги должны быть зафиксированы хомутами и при работе не должны касаться деталей машины — биение под давлением ведет к износу.

Работа гидравлической системы экскаватора: как работает сложный механизм

Такой вид спецтехники, как экскаватор, в Украине очень востребован. Собою он представляет самоходную машину, предназначенную для рытья земли, выемки и перемещения породы, в том числе и горной.

Функционал экскаватора может быть существенно расширен за счет применения различного навесного оборудования – ковшей, захватов, выброрыхлителей, мульчеров, фрез, гидромолотов, трамбовок, гидроножниц и т.д. Приводом и органом управления навесками служит гидравлическая система машины. Она соединяет силовую установку спецтехники (двигатель) с исполнительными органами, которые запускаются благодаря части отобранной силы вращения.
Гидросистема экскаватора является сложной совокупностью агрегатов, работающих с помощью энергии жидкостных потоков. Для выполнения землеройных, землеустроительных и горно-добываемых работ машины оснащаются особой гидравликой, проектирование и монтаж которой стоит поручить специалистам.

Гидравлическая система экскаватора и ее особенности

Гидравлика сегодня устанавливается на любой экскаваторной технике, поскольку она является ключевой системой, обеспечивающей ее функционирование. Каждый элемент ее по отдельности и целая система в сборе служит в первую очередь для отбора части силы вращения у основного двигателя, преобразования ее в энергию жидкостных потоков и перенаправления ее к исполнительным органам и навесному оборудованию.

Гидравлическая система управления экскаваторами состоит из целого комплекта узлов и агрегатов, в том числе из:

  • сдвоенной регулируемой помпы с суммирующим регулятором мощности;
  • клапанного блока;
  • распределительной аппаратуры;
  • гидравлического мотора;
  • гидроцилиндра;
  • фильтрующих элементов;
  • коллектора;
  • бака для рабочей жидкости;
  • гидролиний;
  • соединителей, фитингов и крепежей.

Гидравлический экскаватор может оснащаться системой двух типов – динамической или объемной. Первый вариант применяется крайне редко по причине сложной конструкции, низкой ремонтопригодности и больших габаритов агрегатов. Чаще всего в Украине спецтехника оборудуется объемной гидравликой, ключевую роль в которой играет давление.
Объемный гидропривод имеет более компактные габариты по сравнению с динамической системой, но скорость перемещения жидкой среды внутри нее довольно малая. Для своей работы гидравлика объемного типа нуждается в оборудовании, способном функционировать при напоре до 350 МПа. Рабочие камеры гидравлического насоса и двигателя попеременно заполняются гидравлическим маслом и вытесняются оттуда под высоким напором.

Принцип работы гидравлической системы экскаватора

Присутствует гидросистема на экскаваторе любого вида. В Украине можно приобрести спецмашины:

  • одноковшевые и многоковшеве;
  • баштовые;
  • драглайны;
  • цепные;
  • роторные – компактные и обычные;
  • фрезерные;
  • траншеекопательные.

Набор сменных навесок позволяет превратить технику одного вида в другую и расширить ее функциональные возможности за кратчайшее время. Этим самим можно существенно увеличить спрос на услуги экскаватора и прибыль владельца машины.

Работа гидравлической системы выглядит так:

  • приводной дизельный мотор крутит вал насосного гидроустройства, которое в свою очередь трансформирует энергию механическую в гидравлическую;
  • жидкая среда, перемещаясь по трубопроводу, направляется к гидромотору или цилиндрам, поступает внутрь них через клапана управления и превращается в энергию механическую или возвратно-поступательный ход;
  • рабочая жидкость, выполнив работу, сливается в гидролинии, возвращается в бак, затем подается в насос;
  • этапы повторяются на следующем цикле.

Для нормального функционирования экскаваторной гидросистемы важно соблюсти несколько условий. Во-первых, поручить проектирование и монтаж агрегатов профессионалам. Отклонения при установке могут стать причиной некорректной работы одного или нескольких узлов, всей гидравлики и машины в целом. Также возможны преждевременный износ и повышенное потребление ресурсов, снижение производительности.
Второй момент – перевозить на место работы экскаватор тралом, а не своим ходом. Третье условие – регулярно проводить техосмотр строго по графику, разработанному производителем, проводить техническое обслуживание и своевременный ремонт, использовать оригинальные запчасти и качественные ГСМ. Четвертый момент – привлекать к работе только опытных специалистов – мастеров и операторов, соблюдать рекомендации и инструкции касательно условий и режимов работы.

Неисправности гидросистемы экскаватора

Устройство гидравлического экскаватора сложное и крайне надежное, однако возможны разного рода поломки и неисправности. Серьезный выход из строя сможет диагностировать и исправить только компетентный сотрудник специализированной СТО, простейшие поломки сможет определить оператор, используя свои органы чувств. К наиболее частым проблемам, которые могут иметь место при эксплуатации спецтехники, относится следующее:

  • подтекание в местах соединения жидкой среды – возможно, износились уплотняющие элементы, слабо затянута резьба соединителей;
  • слишком шумная работа помпы – вероятна кавитация, несоосность, износ муфт и редукторов;
  • вспенивание гидрожидкости в маслобаке – может, ее уровень меньше минимума или на всасывающем участке подсасывается воздух;
  • шум при включении клапанной аппаратуры – возможно, произошла разрегулировка, засорение, поломка и износ элементов;
  • малая скорость выполнения операций, недостаточное усилие рабочих элементов – вероятно, что имеют место большие утечки жидкой среды, сниженная подача помпы, сбитые настройки клапана предохранения;
  • перегрев компонентов гидравлики – насоса, цилиндров, мотора, распределителей, рабочей жидкости – может возникать из-за недостаточного количества масла в системе, засорения фильтров, сапуна, неисправностей и изнашивания агрегатов.

Соответствие параметров работы гидравлической системы экскаватора заводским нормам – залог нормального функционирования машины и ее длительного срока службы. Поэтому перед поиском поломки стоит проверить и измерить значение следующих характеристик:

  • давления жидкости на входной линии помпы;
  • температуры рабочего масла и ключевых узлов гидравлики;
  • состояние рабочей жидкости (загрязненность) и ее количество;
  • уровень шума, наличие стуков.

Для обнаружения многих поломок в гидравлике экскаваторной техники требуется специальный инструмент: термопара, самописец, измеритель шума, преобразователь давления, счетчик частиц, термометр либо температурный датчик, секундомер, градуированный сосуд. Гораздо проще и эффективнее самостоятельного поиска неисправностей будет обращение в сертифицированную СТО. А если экскаватор и его гидросистема находится на гарантии, то самодеятельность и вовсе нежелательна.

Принцип работы гидравлического экскаватора — освещаем вопрос

Экскаватор гидравлический — (англ. dredge hydraulic) выемочно — погрузочная машина, с гидравлическим приводом всех элементов рабочего оборудования.

Гидравлическая система экскаватора и ее особенности

Гидравлика сегодня устанавливается на любой экскаваторной технике, поскольку она является ключевой системой, обеспечивающей ее функционирование. Каждый элемент ее по отдельности и целая система в сборе служит в первую очередь для отбора части силы вращения у основного двигателя, преобразования ее в энергию жидкостных потоков и перенаправления ее к исполнительным органам и навесному оборудованию.

Гидравлическая система управления экскаваторами состоит из целого комплекта узлов и агрегатов, в том числе из:

  • сдвоенной регулируемой помпы с суммирующим регулятором мощности;
  • клапанного блока;
  • распределительной аппаратуры;
  • гидравлического мотора;
  • гидроцилиндра;
  • фильтрующих элементов;
  • коллектора;
  • бака для рабочей жидкости;
  • гидролиний;
  • соединителей, фитингов и крепежей.

Гидравлический экскаватор может оснащаться системой двух типов – динамической или объемной. Первый вариант применяется крайне редко по причине сложной конструкции, низкой ремонтопригодности и больших габаритов агрегатов. Чаще всего в Украине спецтехника оборудуется объемной гидравликой, ключевую роль в которой играет давление.
Объемный гидропривод имеет более компактные габариты по сравнению с динамической системой, но скорость перемещения жидкой среды внутри нее довольно малая. Для своей работы гидравлика объемного типа нуждается в оборудовании, способном функционировать при напоре до 350 МПа. Рабочие камеры гидравлического насоса и двигателя попеременно заполняются гидравлическим маслом и вытесняются оттуда под высоким напором.

Характеристики гидравлических экскаваторов

  • вместимость ковша — до 50,0 м³
  • глубина черпания ниже уровня установки — до 5 м (прямая лопата)
  • длина планируемого участка — до 14 м
  • высота черпания — до 22 м
  • радиус черпания — до 22 м
  • высота выгрузки — до 17 м
  • радиус выгрузки — до 20 м
  • радиус хвостовой части — до 10 м
  • усилие внедрения ковша — до 4000 кН
  • усилие выламывания на зубьях — до 1600 кН
  • мощность приводного двигателя насосов — до 2700 кВт
  • рабочее давление в гидросистеме — до 32 МПа
  • число основных насосов — до 8
  • подача насосов — до 8000 л/мин
  • мощность электродвигателей: поворота — до 800 кВт, хода — до 400 кВт
  • скорость движения — до 0,8км/ч
  • клиренс ходовой тележки — до 1,05 м
  • давление на грунт — до 0,32 МПа
  • продолжительность рабочего цикла — до 37 с
  • рабочая масса — до 900 т

Принцип работы гидравлической системы экскаватора

Присутствует гидросистема на экскаваторе любого вида. В Украине можно приобрести спецмашины:

  • одноковшевые и многоковшеве;
  • баштовые;
  • драглайны;
  • цепные;
  • роторные – компактные и обычные;
  • фрезерные;
  • траншеекопательные.

Набор сменных навесок позволяет превратить технику одного вида в другую и расширить ее функциональные возможности за кратчайшее время. Этим самим можно существенно увеличить спрос на услуги экскаватора и прибыль владельца машины.

Работа гидравлической системы выглядит так:

  • приводной дизельный мотор крутит вал насосного гидроустройства, которое в свою очередь трансформирует энергию механическую в гидравлическую;
  • жидкая среда, перемещаясь по трубопроводу, направляется к гидромотору или цилиндрам, поступает внутрь них через клапана управления и превращается в энергию механическую или возвратно-поступательный ход;
  • рабочая жидкость, выполнив работу, сливается в гидролинии, возвращается в бак, затем подается в насос;
  • этапы повторяются на следующем цикле.
Читайте также  Принцип работы гидравлики экскаватора

Для нормального функционирования экскаваторной гидросистемы важно соблюсти несколько условий. Во-первых, поручить проектирование и монтаж агрегатов профессионалам. Отклонения при установке могут стать причиной некорректной работы одного или нескольких узлов, всей гидравлики и машины в целом. Также возможны преждевременный износ и повышенное потребление ресурсов, снижение производительности.
Второй момент – перевозить на место работы экскаватор тралом, а не своим ходом. Третье условие – регулярно проводить техосмотр строго по графику, разработанному производителем, проводить техническое обслуживание и своевременный ремонт, использовать оригинальные запчасти и качественные ГСМ. Четвертый момент – привлекать к работе только опытных специалистов – мастеров и операторов, соблюдать рекомендации и инструкции касательно условий и режимов работы.

Применение гидравлических экскаваторов

  • разработка полезных ископаемых и пород вскрыши
  • погрузка горной массы в транспортные средства или самоходный дробильный агрегат на уровне или выше своей установки
  • большие земляные работы в промышленном строительстве

Неисправности гидросистемы экскаватора

Устройство гидравлического экскаватора сложное и крайне надежное, однако возможны разного рода поломки и неисправности. Серьезный выход из строя сможет диагностировать и исправить только компетентный сотрудник специализированной СТО, простейшие поломки сможет определить оператор, используя свои органы чувств. К наиболее частым проблемам, которые могут иметь место при эксплуатации спецтехники, относится следующее:

  • подтекание в местах соединения жидкой среды – возможно, износились уплотняющие элементы, слабо затянута резьба соединителей;
  • слишком шумная работа помпы – вероятна кавитация, несоосность, износ муфт и редукторов;
  • вспенивание гидрожидкости в маслобаке – может, ее уровень меньше минимума или на всасывающем участке подсасывается воздух;
  • шум при включении клапанной аппаратуры – возможно, произошла разрегулировка, засорение, поломка и износ элементов;
  • малая скорость выполнения операций, недостаточное усилие рабочих элементов – вероятно, что имеют место большие утечки жидкой среды, сниженная подача помпы, сбитые настройки клапана предохранения;
  • перегрев компонентов гидравлики – насоса, цилиндров, мотора, распределителей, рабочей жидкости – может возникать из-за недостаточного количества масла в системе, засорения фильтров, сапуна, неисправностей и изнашивания агрегатов.

Соответствие параметров работы гидравлической системы экскаватора заводским нормам – залог нормального функционирования машины и ее длительного срока службы. Поэтому перед поиском поломки стоит проверить и измерить значение следующих характеристик:

  • давления жидкости на входной линии помпы;
  • температуры рабочего масла и ключевых узлов гидравлики;
  • состояние рабочей жидкости (загрязненность) и ее количество;
  • уровень шума, наличие стуков.

Для обнаружения многих поломок в гидравлике экскаваторной техники требуется специальный инструмент: термопара, самописец, измеритель шума, преобразователь давления, счетчик частиц, термометр либо температурный датчик, секундомер, градуированный сосуд. Гораздо проще и эффективнее самостоятельного поиска неисправностей будет обращение в сертифицированную СТО. А если экскаватор и его гидросистема находится на гарантии, то самодеятельность и вовсе нежелательна.

Неисправности гидравлической системы Экскаватора

Типичные неисправности гидравлических систем Экскаватора и рекомендации по устранению

В гидравлических системах, как и в любых других устройствах, встречаются два вида неисправностей, или, как их принято называть в теории надежности, два типа отказов: внезапные и постепенные.

Давайте разберемся какие виды неисправностей бывают:

  1. Незапланированные отказы – гидравлическая система Экскаватора теряет производитьность или работоспособность вызванна отказам рабочих огрегатов: гидронасос, гидроцилиндр, гидрораспределитель, обрыв рукава высокого давления, гидромотор.
  2. Постепенный износ – следственные причины износа рабочих агрегатов, постепенное уменьшение производительности в следствии износа деталей!

Исходя из нашего опыты составим таблицу несиправностей гидравлической системы, а также рекомендации по устранению

Наиболее характерные неисправности

и способы их устранения.

Возникающие проблемы

Причина следственная связь

Как устранить, варианты

Гидравлическая жидкость не поступает в трубопроводы

Неправильное направление вращения вала насоса.

В баке мало рабочей жидкости.

Засорился всасывающий трубопровод.

Подсос воздуха во всасывающей трубе.

Большая вязкость рабочей жидкости.

Засорился демпфер переливного клапана

Изменить вращение вала.

Долить жидкость до отметки маслоуказателя.

Устранить повреждения или заменить насос.

Заменить рабочую жидкость.

Промыть клапан и прочистить демпферное отверстие.

Нет давления в гидравлической системе

Повышенные внутренние утечки в насосе.

Большие внешние утечки по валу насоса.

Большие внутренние утечки в гидросистеме.

Завис золотник предохранительного клапана или запорный элемент переливного клапана.

Уменьшение вязкости масла вследствие его нагрева (обычно выше 50 °С.).

Проверить производительность насоса на холостом ходу и под нагрузкой. При объемном КПД ниже паспортного заменить насос.

Заменить уплотнения. Проверить, нет ли раковин, трещин и т.д. При их обнаружении заменить насос. Заменить уплотнения.

Проверить узлы гидросистемы на герметичность и отремонтировать.

Разобрать и промыть клапан, проверить состояние демпфера, пружины, шарика и его седла.

Улучшить условия охлаждения масла.

Присутствие шума, вибрации

Большое сопротивление во всасывающем трубопроводе.

Мала пропускная способность фильтра или он засорился.

Подсос воздуха во всасывающей трубе.

Засорился сапун в баке.

Резкое изменение проходного сечения трубопроводов.

Нежесткое крепление трубопроводов.

Увеличить проходное сечение труб.

Заменить фильтр или промыть его.

Разобрать и проверить демпфирующие каналы.

Увеличить и выправить проходные сечения трубопроводов.

Несинхронное движение цилиндров

Наличие воздуха в гидросистеме.

Давление настройки предохранительного клапана близко к давлению, необходимому для движения рабочих органов.

Мало противодавление на сливе из цилиндра.

Механическое заедание подвижных частей гидроцилиндра.

Неравномерная подача масла насосом. Шум и стук в насосе вследствие поломки одной из лопаток или плунжера.

Выпустить воздух из системы.

Настроить предохранительный клапан на давление на 0,5. 1,0 МПа больше, чем давление, необходимое для движения рабочих органов.

Повысить сопротивление на сливе (регулировкой дросселя или подпорного клапана).

Большие внутренние или внешние утечки в элементах гидросистемы.

Регулятор расхода заедает в открытом положении.

Предохранительные и переливные клапаны отрегулированы на низкое давление

Разобрать регулятор расхода, проверить исправность пружины и плавность перемещения золотника. Устранить дефекты, промыть и собрать регулятор.

Настроить предохранительные и переливные клапаны.

Загрязнение рабочей жидкости.

Засорение фильтров, дросселей и других аппаратов системы.

Облитерация (заращивание) щелей дросселя.

Износились уплотняющие поверхности гидроагрегатов или снизилась вязкость рабочей жидкости.

Заменить жидкость и промыть гидросистему.

Увеличить открытие дросселя или установить дроссель с меньшим минимальным расходом.

Заменить износившиеся гидроагрегаты или заменить рабочую жидкость.

На холостом ходу повышенное давление в линии нагнетания

Уменьшенного проходного сечения трубопроводов, также в результате некачественного монтажа.

В переливном клапане засорился канал управления.

Повышенные механические сопротивления движению рабочих органов.

Заменить аппаратуру, установить трубопроводы с большим проходным сечением, исключить излишние изгибы, соединения и т.п.

Прочистить канал управления.

Устранить недостатки конструкции, отремонтировать штоки цилиндров и т.п.

Нагревается гидравлическое масло

Повышенные потери давления в трубопроводах и гидроаппаратуре.

Плохой отвод теплоты от бака и трубопроводов.

Насос не разгружается во время пауз.

Чрезмерно большие запасы по давлению и подаче насоса.

См. п. 7, а также улучшить теплоотвод от бака и труб.

Проверить работу разгрузочного устройства, устранить дефекты.

Установить насос с требуемыми параметрами.

Неработает обратный клапан

Клапан не прилегает седлу.

Дефект рабочих кромок клапана или седла.

Сломалась пружина клапана.

Разобрать клапан, проверить состояние седла, конуса клапана и пружины.

Устранить дефекты, промыть и собрать клапан.

Неработает предохранительный клапан

Засорился демпфер или седло клапана. Потеря герметичности в системе дистанционной разгрузки.

Износился шарик или седло.

Прочистить демпфер, промыть потоком жидкости.

Заменить шарик или седло.

За редукционным клапаном нет давления

Засорился демпфер или седло клапана.

Износился шарик или седло.

Присутствие утечки через дренажный клапан

Износились рабочие поверхности подвижных распределительных устройств.

Произвести ремонт или замену.

Не работаю золотники

Заедание золотника в корпусе (задир золотника).

Заклинивание золотника при грязном масле или осевшей возвратной пружине.

Густое масло затрудняет перемещение золотника.

Якоря электромагнитов не перемещаются на полную величину хода.

Расклепался конец толкателя.

Засорилось дренажное отверстие в золотнике.

Снять электромагниты, проверить вручную перемещение золотника, проверить затяжку крепления корпуса золотника, промыть аппарат, сменить масло.

Проверить напряжение в зажимах электромагнита, устранить заедание якоря при перемещениях.

Не работаю электромагниты

Слишком сильны возвратные пружины.

Напряжение питающего тока не соответствует номиналу.

Расклепался якорь электромагнита.

Заменить на более слабые. Отрегулировать электротоки.

Выход из строя гидравлической линии

Недопустимые деформации гибких рукавов.

Старение и износ гибких рукавов.

Резонансные колебания трубопроводов.

Значительные пики давления в гидросистеме.

Довести конструкцию маслопровода.

Закрепить трубы скобами.

Поставить перепускные клапаны и демпферы. Снизить скорость рабочего органа.

Работа редукционного клапана нестабильна

Регулирующая пружина сжата почти до полного прилегания витков.

Золотник клапана заедает.

Засорилась линия отвода масла после шарика в бак.

Осела регулирующая пружина.

Засорилось демпферное отверстие золотника.

Между шариком и седлом попала грязь или поврежден шарик.

Разобрать клапан промыть и заменить дефектные детали.

Производительность силового узла теряет производительность

Засорилась щель дросселя.

Ослабла пружина встроенного редукционного клапана или застрял золотник.

Повышение утечки в насосе и гидроагрегатах.

Большая вязкость масла.

Разобрать и промыть с заменой дефектных деталей.

Заменить износившиеся гидроагрегаты.

Не работает гидрораспределитель

Заедание золотника в корпусе вследствие грязного масла, пережима крепежных болтов, неплоскостности монтажной поверхности полома возвратных пружин, отсутствия давления управления.

Сгорела катушка или расклепался якорь.

Разобрать и промыть распределитель.

Ослабить крепежные болты.

Поверить давление управления.

Заменить дефектные детали.

Наружная течь масла в трубопроводах и элементах системы.

Низкий уровень рабочей жидкости в баке.

Негерметичность всасывающего трубопровода. Износ манжеты вала насоса.

Долить рабочую жидкость.

Происходит выброс масла через горловину

Избыток масла в баке.

Подсос воздуха в гидросистему.

Засорился фильтр или повреждены уплотнения крышки фильтра.

Слить часть масла.

Подтянуть соединения всасывающей линии.

Промыть фильтр и заменить уплотнения.

Цвет гидравлического масло белый

Попадание воды в масло через маслоохладитель.

Повышенная влажность воздуха.

Заменить сапун на баке.

Есть наружная утечка масла

Повреждение уплотнений деталей насоса.

Ослабление крепления крышек, фланцев, пробок и т.п.

Механический шум наружный

Дефект приводной муфты.

Ослабление крепления насоса или электродвигателя.

Подтянуть соединительную арматуру.

Механический шум внутренний

Износ деталей распределительного узла и деталей качающего узла насоса.

Разрушение отдельных деталей насоса.

Повреждение приводной муфты.

Несоосность валов насоса и двигателя.

Стрелка манометра на выходе гидронасоса неустойчива

Большое разрежение на всасывании из-за засорения линии всасывания.

Низкий уровень масла в баке.

Негерметичность линии всасывания.

Перегрузка насоса по давлению.

Износ деталей распределительного узла и поломка деталей качающего узла.

Долить рабочую жидкость.

Заменить всасывающую линию.

Отрегулировать или заменить предохранительный клапан.