Насосы преобразуют механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости, идущую на питание гидравлических двигателей: гидромоторов и силовых гидроцилиндров. Двигатели преобразуют энергию потока рабочей жидкости в механическую, приводящую в действие тот или иной исполнительный механизм крана. Рабочая жидкость подводится из бака к насосам и от них к двигателям по системе трубопроводов, оборудованных различными устройствами (баками, фильтрами и различной соединительной арматурой).

Насосы характеризуются подачей, давлением, полезной мощностью и полным к. п. д.

Подача — это объем жидкости, подаваемый насосом в единицу времени. Полезная (эффективная) мощность равна произведению Давления, развиваемого насосом, и подачи насоса.

Отношение полезной мощности к механической, подводимой к насосу, называют полным (общим) к. п. д. насоса. Эта величина характеризует все потери в насосе, складывающиеся из объемных и гидромеханических потерь. Каждая из этих потерь характеризуется соответствующим к. п. д.

Объемный к. п. д. учитывает внутренние перетечки рабочей жидкости из полости нагнетания в полость всасывания и наружные утечки из корпуса через зазоры. Гидромеханический к. п. д. учитывает потери, возникающие при вращении и взаимном перемещении деталей насоса (механические потери), а также потери давления, возникающие при движении жидкости по внутренним каналам насоса (гидравлические потери). Полный к. п. д. насоса равен произведению объемного и гидромеханического к. п. д.

Рис. 13. Шестеренный (а) и пластинчатый (б) гидравлические насосы:
1 – ведущая и ведомая шестерни, 3 и 6 — корпуса, 4 — ротор, о — пластины; I — окна (отверстия); для подвода и отвода жидкости

На автомобильных кранах применяют три типа гидравлических насосов: шестеренные, пластинчатые (лопастные или шиберные)! и аксиальные роторно-поршневые, последние являются наиболее перспективными.

Шестеренный насос (рис. 13, а) состоит из двух шестерен 1 и 2, входящих в зацепление друг с другом, и корпуса «5, в котором размещены эти шестерни. Ведущая шестерня закреплена на ведущем валу на. шпонке, а ведомая шестерня 2 получает от нее вращение.

Всасывающий трубопровод подведен к шестерням с той стороны, где зубья выходят из зацепления, а нагнетательный —со стороны, где зубья входят в зацепление. Головки зубьев, входя в зацепление, выжимают масло из впадин между зубьями, создавая ‘давление в нагнетательной линии гидросистемы. Жидкость от всасывающего трубопровода перемещается к нагнетательному тдубопроводу в полостях, образованных впадинами зубьев и стенкой

корпуса насоса. Движение жидкости в шестеренном насосе показано на рис. 13, а стрелками.

По сравнению с насосами других типов шестеренные насосы имеют более низкий полный к. п. д. (не выше 0,6—0,75) и пониженную долговечность при работе с высокими давлениями.

По простоте конструкции и стоимости изготовления шестеренные насосы обладают несомненными преимуществами, поэтому их рекомендуется применять в тех гидропередачах кранов, где величина к. п. д. не имеет существенного значения.

Пластинчатый насос представляет собой корпус 6 (рис. 13, б), внутренняя полость которого имеет эллипсообразную форму. Внутри корпуса вращается ротор 4 с пластинами 5 (лопатками). Пластины 5 под действием центробежной силы прижимаются к стенкам корпуса. В некоторых насосах пластины перемещаются в пазах ротора под действием давления жидкости, оказываемого на их торцы.

Благодаря эллипсообразной форме внутренней полости корпуса за один оборот ротора пластины дважды выдвигаются из его пазов и образуют при этом камеры, в которые засасывается жидкость из резервуаров, и дважды вдвигаются в пазы ротора. При этом объем камер, заключенных между пластинами, стенкой корпуса и поверхностью ротора, уменьшается и жидкость под давлением выталкивается в напорный гидропривод.

При вращении ротора по часовой стрелке жидкость засасывается одновременно через I и III отверстия, которые соединены с всасывающим трубопроводом, и нагнетается в отверстия II и IV, соединенные с напорным трубопроводом. Так как рабочие камеры насоса расположены диаметрально противоположно друг другу, действие давлений от нагнетаемой жидкости на вал и подшипники уравновешивается.

Пластинчатые насосы имеют более высокий полный к. п. д. и более равномерную подачу жидкости, чем шестеренные, и нашли широкое применение в гидроприводах, у которых рабочее давление не превышает 140—170 кгс/см2.

Аксиальные роторно-поршневые насосы обладают рядом существенных преимуществ: компактностью, высоким к. п. д. при высоких давлениях, сравнительно малой инерционностью, большей энергоемкостью на единицу массы (в некоторых высокооборотных конструкциях до 12 кВт/кг).

В гидроприводах автомобильных кранов применяют аксиальные Роторно-поршневые нерегулируемые насосы с наклонным блоком (Рис. 14). Блок цилиндров получает вращение от приводного вала через универсальный шарнир.

Вал, приводимый в движение от двигателя, опирается на три шарикоподшипника. Поршни связаны с залом штоками, шаровые головки которых Свальцованы во фланцевой части вала. Блок цилиндров, вращающийся на шарикоподшипнике, расположен по отношению к приводному валу под определенным углом. Блок прижат пружиной к распределительному диску, который в свою очередь прижимается к крышке.

Рис. 14. Аксиальный роторно-поршневой нерегулируемый насос с наклонным-блоком:
1 — приводной вал, 2 — универсальный шарнир, 3 —блок цилиндров, 4— окна для подвода и отвода жидкости, 6 и 12 — задняя и передняя крышки, 6 — распределительный диск, 7— пружина, 8 — поршень, 9 — шарикоподшипник, 10 — шток поршня, 11 — манжетное уплотнение

Жидкость подводится и отводится через окна в крышке. Манжетное уплотнение в передней крышке насоса препятствует утечке масла из нерабочей полости насоса.

Благодаря наклону оси блока цилиндров к оси приводного вала поршни при вращении блока совершают возвратно-поступательное движение. За один оборот приводного вала каждый поршень совершит один двойной ход (всасывание и нагнетание). От угла наклона оси блоков цилиндра к оси приводного вала зависит длина хода поршня, а следовательно, и производительность насоса.

К недостаткам аксиальных роторно-поршневых насосов следует отнести необходимость в тонкой фильтрации рабочей жидкости, сложность изготовления и относительно небольшую долговечность некоторых их деталей.

Гидромоторы, применяемые для привода исполнительных механизмов кранов, по принципиальному конструктивному исполнению ничем не отличаются от соответствующих насосов. Все описанные выше насосы могут работать и как гидродвигатели, т. е. обратимы без изменений. Как правило, предпочтительно применять в схемах гидропривода те же типы гидромоторов, что и насосов. В тех случаях, когда скорость гидромоторов должна быть значительно ниже скорости вращения насоса, целесообразно применять гидромоторы, отличающиеся от насосов.

Силовые гидроцилиндры, устанавливаемые на автомобильных кранах, возвратно-поступательного действия.

Эти гидроцилиндры бывают одно- и двустороннего действия. Гидроцилиндры одностороннего действия (рис. 15, а) делятся яа поршневые, плунжерные и плунжерные телескопические (многоступенчатые). Шток или плунжер в них движется под действием рабочей жидкости только в одном направлении. Обратное движение выполняется под действием внешних сил или пружины.

В гидроцилиндре двустороннего действия (рис. 15, б) шток и поршень движутся в обоих направлениях под действием рабочей жидкости. Эти гидроцилиндры могут быть с одно- или двусторонним штоком, одно- и многоступенчатыми.

Главным параметром силовых гидроцилиндров является внутренний диаметр цилиндра, а одним из основных —рабочее давление, определяющее эксплуатационную характеристику гидроцилиндра. Внутренние диаметры цилиндров, диаметр штока, ход поршня и ряд давлений регламентированы ГОСТ 6540—КС-3562А (рис. 16) — возвратно-поступательный поршневой двустороннего действия с односторонним штоком. Рабочая жидкость подводится через отверстия Д и В крышки, в которую встроен обратный управляемый клапан. Он состоит из разъемного корпуса (верхней и нижней частей), клапана, нажимного стакана и пружин.

Рис. 15. Гидроцилиндры одно- (а) и двустороннего (6) действия;
1— поршневой, 2 — плунжерный, 3 — плунжерный многоступенчатый, 4 — с односторонним штоком, 5 – с двусторонним штоком, 6 — многоступенчатый

На автомобильных кранах для привода исполнительных механизмов применяют возвратно-поступательные поршневые гидроцилиндры двустороннего действия с односторонним штоком (рис. 15). Для примера рассмотрим гидроцилиндр выносной опоры крана

При подводе жидкости через отверстие Д в полость Г клапан отходит от седла, преодолевая сопротивление пружины, и открывает проход жидкости в полость Е, пропуская поток жидкости в поршневую полость цилиндра через отверстие Л. Вытесняемая поршнем жидкость из штоковой полости цилиндра сливается по трубопроводу через отверстие в крышке полость Б и отверстие В.

При прекращении подвода жидкости к отверстию Д клапан прижимается к седлу жидкостью, находящейся под давлением полости Е, предотвращая тем самым втягивание штока в цилиндр.

При подводе жидкости в штоковую полость через отверстие В нажимной стакан, преодолевая сопротивление пружины, отводит клапан от седла и открывает проход для слива жидкости нз поршневой полости цилиндра.

Для предотвращения утечек жидкости в зазоры между трубой и направляющей втулкой, а также между направляющей втулкой и штоком служат резиновые кольца с защитными шайбами.

Рис. 16. Гядропилиндр выносных опор крана КС-3562А:
в — гидроцшшндр, б — обратный управляемый клапан; 1, 7, 8 — резиновые кольца, 2 — поршень, 5-» крышка, 4 — манжета, 5 —труба, 6 — шток, 9 — направляющая втулка; 10 — защитная шайба, 11 — грязесъемннк, 12 — чнстилыдвк, 13 — трубопровод, 10 и 16 — верхняя и нижняя части клапана, 15 и 1В — вружяны, 19 — клапан, 20 — нажимной стакан

Перетечкам из одной полости цилиндра в другую препятствуют резиновые кольца и манжеты. Внутренние полости цилиндра от пыли и грязи предохраняет грязесъемник, а грязесъемник и уплотнения штока очищаются чистильщиком.

Устройства для подвода рабочей жидкости. рабочая жидкость поступает в систему гидропривода из специального бака, в котором хранится запас жидкости, необходимый для обеспечения нормальной работы системы. К насосу рабочая жидкость поступает по всасывающему трубопроводу, а от насоса по напорному трубопроводу к двигателям исполнительных механизмов. Отработавшая жидкость возвращается в бак по сливным трубопроводам. В бак отводятся также по дренажным трубопроводам утечки жидкости, происходящие в отдельных узлах системы привода.

На автомобильных кранах в основном применяют баки открытого типа, у которых внутренняя полость связана с атмосферой через сапун с воздушным фильтром, обеспечивающим очистку попадающего в бак воздуха.

Рис. 17. Магистральный фильтр крана КС-3562А:
1 — сетчатый фильтрующий диск, 2 — стержень, 3 — корпус, 4 — крышка, 5 — перепускной клапан, 6 — пружина

Бак, представляющий собой сварную конструкцию из листового проката, снабжен сапуном, указателем уровня, пробкой (краном) для слива рабочей жидкости и фильтром грубой очистки, установленным в заливной горловине бака. Иногда указатель уровня рабочей жидкости или сапун объединяют с пробкой в единую конструкцию. Рабочая жидкость в баке должна быть на уровне 0,8 его высоты (не выше).

Отверстие всасывающего трубопровода, оборудованного запорным вентилем для перекрытия жидкости при ремонтах, расположено почти у дна бака, но так, чтобы в гидросистему не засасывались осадки. Отверстие сливного трубопровода расположено так, чтобы оно всегда находилось ниже минимального уровня рабочей жидкости. Это позволяет избежать вспенивания жидкости при работе крана.

Для очистки рабочей жидкости от различных примесей в трубопроводах и баках устанавливают соответственно магистральные и встроенные фильтры.

Фильтры изготовляют с тонкостью фильтрации 10, 25, 40, 63, 80 и 125 мкм.

Внутри корпуса (рис. 17) магистрального фильтра размещен стержень, на котором устанавливается фильтропакет, состоящий из набора сетчатых фильтрующих дисков. Внутри крышки фильтра размещен перепускной клапан, прижимаемый к седлу» пружиной. Через отверстие отработавшая рабочая жидкость поступает к дискам и, проходя через них, очищается. Очищенная жидкость из внутренней полости фильтропакета поступает к выходному отверстию Б.

При засорении дисков давление в полости между корпусом и фильтропакетом увеличивается. Когда это давление превысит усилие пружины (соответствует давлению 2,5—3,5 кгс/см2 по манометру на сливной магистрали), клапан 5 откроется и неочищенная рабочая жидкость через отверстие Б будет поступать в систему.

Фильтры обозначают шестизначным числом: первая цифра означает конструктивное исполнение фильтра (1—одинарное, 2 — сдвоенное); вторая —тип фильтрующего элемента (1—бумажный фильтрующий элемент, 2— сетчатый фильтрующий диск); третья и четвертая — номинальный диаметр фильтра (25, 32 или 40 мм); последние две цифры — тонкость фильтрации. Например, обозначение фильтра 2.1.32-40 расшифровывается следующим образом: сдвоенный фильтр с бумажными фильтрующими элементами номинального диаметра 32 мм, обеспечивающий тонкость очистки 40 мкм.

Во избежание загрязнения рабочей жидкости в системе через каждые 50 ч работы следует промыть фильтрующие элементы, вывернуть корпус из крышки, разобрать пакет фильтрующих элементов, промыть их в чистом авиационном бензине и продуть сжатым воздухом.

Во встроенных фильтрах, устанавливаемых в баках с рабочей жидкостью, жидкость фильтруется так же, как в магистральных” фильтрах. Обозначают и обслуживают эти фильтры одинаково.

На автомобильных кранах применяют жесткие и эластичные трубопроводы. Жесткие трубопроводы используют для соединения узлов гидропривода, не перемещающихся относительно друг друга. Для систем низкого давления (15—20 кгс/см2) —сварные стальные . трубы или трубы из полимерных материалов; для систем высокого давления — стальные цельнотянутые трубы; для линий управления и подключения контрольных приборов при расположении соединяемых узлов в стесненных условиях — медные трубы.

Эластичные трубопроводы используют для соединения узлов гидропривода, перемещающихся относительно друг друга.

Кроме того, такие трубопроводы применяют вместо жестких, когда необходимо облегчить сборку (например, для компенсации неточностей, при сборке в стесненных условиях) или получить быстроразъ-емные соединения.

В качестве эластичных трубопроводов применяют резино-тканевые рукава (ГОСТ 8318—57 и 10362—63 при давлении не более 16 кгс/см2) или рукава высокого давления с неразъемными (при давлении более 16 кгс/см2) или разъемными (при давлении до 160 кгс/см2) наконечниками. Рукав высокого давления состоит из внутреннего, промежуточного и наружного резиновых слоев и хлопчатобумажных и металлических оплеток.

Конструкция и размеры соединений жестких и эластичных трубопроводов определены нормалями и руководящими техническими материалами.

Для присоединения арматуры (например, тройников, штуцеров, угольников) к жестким трубопроводам широко применяют шароконусные (рис. 18, а) соединения, в которых труба соединяется с арматурой через ниппель с помощью накидной гайки.

Рис. 18. Неподвижные соединения трубопроводов крана КС-3562А:
а — шароконусное, б — хомутами, в — на конической резьбе, г — на резьбе с прокладкой; 1 — ниппель, 2 — накидная гайка, 3 — деталь арматуры, 4 — эластичный трубопровод (шланг), б — хомут, 6 — корпус агрегата, 7 – резиновое кольцо

Эластичный трубопровод и арматуру соединяют друг с другом хомутами (рис. 18, б). К корпусу агрегата арматуру присоединяют посредством конической (рис. 18, в) или прямой (рис. 18, г) резьбы. В последнем случае уплотнение между корпусом и арматурой выполняют или резиновым кольцом У, или медной прокладкой.

Для передачи рабочей жидкости с неповоротной части на поворотную на автомобильных кранах применяют вращающиеся подвижные соединения (номинальное давление 160 кгс/см2, условные проходы от 8 до 40 мм).

Корпус (рис. 19) соединения закреплен на опорном кольце ходовой рамы крана так, чтобы его ось совпадала с осью вращения поворотной платформы. На корпус надета обойма, которая может поворачиваться вокруг него и поводком связана с поворотной платформой.

Канал В напорный, на его уплотнительном кольце имеется защитная шайба, канал Б сливной. По каналам А и Г, соединенным между собой, отводятся утечки жидкости.