Насос засасывает масло из гидробака и через предохранительный клапан, регулирующий давление в системе в заданных пределах, нагнетает его к гидрораспределителю. От гидрораспределителя через вращающееся соединение по трубопроводам масло поступает к исполнительным гидроцилиндрам разворота передних колес, гидроцилиндру коробки передач и гидроцилиндру тормоза, включаемого для торможения крана.

В системе предусмотрен обратный клапан, который позволяет сохранять рабочее давление в исполнительных цилиндрах при падении его в подводящем трубопроводе от насоса до распределителя. Для свободного разворота колес крана при движении на буксире полости гидроцилиндра соединяют через вентиль.

Рис. 115. Принципиальная схема гидравлического управления стрелового крака (с турботрансфор-матором):
1 — гидроцилиндр грузового барабана, 2 — гидроцилиндр педали тормоза грейферного барабана, 3 — вентиль, 4 — исполнительные гидро цилиндры разворота колес, 5, 19 — гидрораспределители, 6 — рукоятка управления, 7 — обратный клапан, 8 — кран управления опорами, 9 — подпиточный бачок, 10 — гидроцилиндр тормоза грейферного барабана, 11 — гидроцилиндр тормоза грузового барабана, 12 — вращающееся соединение, 13 — гидроцилиндр тормоза крана, 14 — гидроцилиндр выносных опор, 15 — турботрансформатор, 16, 17, 25 — фильтры, 18 — золотник, 20 — радиатор, 21, 22 — насосы, 23 — предохранительный клапан, 24 — предохранительный клапан с переливным золотником, 26 — гидробак, 27 — двойной гидроклапан, 28 — гидроцилиндр коробки передач

Масло, попав под давлением в гидроцилиндр, перемещает поршень и обеспечивает включение механизма. При этом с помощью рукоятки управления на гидрораспределителе золотник открывает отверстие, соединяющее трубопровод с возвратным каналом гидролинии. Давление в цилиндре падает, и под действием возвратной пружины механизм выключается. Отработавшее масло из цилиндра выталкивается в возвратный канал и далее через гидрораспределитель и трубопровод сливается в гидробак.

Гидроцилиндры стояночного тормоза и коробки передач сблокированы между собой двойным гидроклапаном, который обеспечивает при работе коробки отключение тормоза, и, наоборот, при затормаживании крана — выключение коробки.

Рис. 116. Предохранительный клапан с переливным золотником:
1 — корпус, 2 — переливной золотник, 3 — демпфер, 4,7 — каналы, 5 — полость, 6, 8, 9, 19 — камеры, 10, 15, 18 — отверстия, 11 — колпачок, 12, 17 — пружины, 13 — крышка, 14 — клапан, 16 — седло, 20 — пробка

В гидравлических системах управления стреловых кранов применяют в основном шестеренные масляные насосы высокого давления. Насос приводится в действие от электродвигателя или от дизеля (при одномоторном приводе). На экскаваторах-кранах устанавливают пластинчатые насосы, насаживаемые через эластичную муфту на шкив коленчатого вала двигателя. Масло насосом засасывается из гидробака, на котором смонтировано специальное разгрузочное устройство или аккумулятор. Аккумулятор также предназначен для разгрузки насоса при избыточной подаче масла в гидросеть, поддержания постоянного давления в гидросети и предохранения ее от повреждений в случае увеличения давления выше допускаемого.

В гидросистеме крана КС-4361А разгрузочное устройство решено в виде предохранительного гидроклапана с переливным золотником (рис. 116). От шестеренного насоса масло поступает в камеру клапана и оттуда направляется в бак через полость. Демпфер служит для сообщения камер между собой. Камера соединяется с камерами через каналы. Масло из камеры может поступать к шариковому клапану по отверстию. С противоположной стороны шарик прижимается к седлу пружиной.

В случае нормального давления в гидросети силы, действующие на шарик через масло и пружину, уравновешены и шарик прижат к седлу. Золотник под действием пружины занимает правое положение, находясь под воздействием равных давлений масла камеры с одной стороны и масла камер с другой стороны. В этом положении золотника слив масла в гидробак невозможен, так как полость и камера не соединены между собой.

Повышение давления в гидросети и, следовательно, в камере нарушает равновесие шарикового клапана и он отходит от седла, пропуская часть масла по внутреннему каналу и отверстию в полость и далее в бак. Дополнительные порции масла в камеру поступают из камеры через демпфер. При проходе через демпфер давление масла уменьшается, что вызывает перепад уровня масла между камерам и заставляет переместиться золотник влево.

8 результате смещения золотника полость и камера соединяются и масло направляется в гидробак. Движение золотника прекращается в тот момент, когда давление в камерах будет равно суммарному давлению в камере и давлению пружины. В таком положении давление в гидросети будет поддерживаться постоянным.

Нарушение указанного равновесия и постоянного давления в гидросети может произойти в том случае, если давление в камере увеличится или уменьшится. В первом случае (увеличение давления в камере 6) давление в камерах также возрастает и золотник, смещаясь влево, все больше открывает доступ масла в камеру. Перепускание масла в камеру приводит к падению давления в камере 6 до наступления равновесия.

Во втором случае (уменьшение давления в камере 6) клапан под действием пружины плотно прижимается к седлу, перекрывая доступ масла в бак. Как только это произойдет, давление в камерах, сравняется, золотник пружиной переместится вправо, снова разъединив полость и камеру, и прекратится поступление масла в бак.

Гидросеть разгружают от давления соединением отверстия посредством трубки с каналом разгрузки золотников управления. В случае закрытия золотника масло из камеры 9 может выходить через отверстие и шариковый клапан.

Когда отключены все исполнительные механизмы и рукоятки пульта управления установлены в нейтральное положение, масло из камеры свободно поступает в бак, так как под действием давления масла в камерах золотник обеспечивает перепуск его между полостью и камерой. От насоса масло под давлением поступает к гидрораспределителю, размещенному на пульте управления в кабине машиниста.

Количество гидрораспределителей выбирают в зависимости от числа исполнительных механизмов, включаемых в гидравлическую систему управления. В гидрораспределителях может быть предусмотрена возможность управления двумя механизмами.

Две конструкции гидрораспределителя, применяемые на стреловых кранах, приведены на рис. 117. Гидрораспределитель крана (рис. 117, а) состоит из корпуса, манометра, двух золотников, рукоятки, кронштейна с кулачком и фиксаторами, возвратной пружины и пружины.

Рис. 117. Схемы гидрораспределителей крана:
а — первый тип, б — второй тип; 1 — кулачок, 2, 13 — шарики, 3, 17 — пружины, 4 — шайба, 18 — корпуса, 6, 14 – золотники, 7, 9, 15, 16 — отверстия, в — манометр, 10 — рукоятка, и, 12 — фиксаторы; 1-А ~ разворот колес, 11, 111-А — разворот влево и вправо, 1-Б — коробка передач, 11, 111-Б — первая, вторая скорости

Масло из гидросети под давлением поступает в гидрораспределитель через отверстие. Далее, перемещая рукоятку в нужном направлении, перекрывают канал разгрузочного устройства и открывают одно из отверстий, через которые по соответствующим каналам гидрораспределителя масло подается в гидролинию и к гидроцилиндрам исполнительных механизмов. Указанные каналы соединены со сливной гидролинией, что обеспечивает подачу по одному и тому же каналу масла под давлением к одному гидроцилиндру и одновременно поступление масла от другого гидроцилиндра в гидробак.

Положение золотника в первом гидрораспределителе фиксируется устройством, состоящим из шарика, пружины и регулировочных шайб, а во втором гидрораспределителе (рис. 117, б) — пружиной. Положения золотников в обоих гидрораспределителях фиксируются шариками. Золотник перемещается в обе стороны рукояткой, а золотник в одну сторону — рукояткой и кулачком, а в другую — пружиной.

В гидрораспределителе крана КС-5363 предусмотрено управление двух гидроцилиндров одним золотником и поэтому они блокируются, что исключает их одновременную работу.

Для контроля давления в гидросети управления на гидрораспределителе установлен манометр. На рис. 117,6 условно показаны положения рукояток и золотников гидрораспределителей при управлении каждым золотником одного цилиндра исполнительного механизма: разворота колес 1-А и коробки передач 1-Б (гидрораспределители допускают соответственно II или /// положения).

На экскаваторах-кранах Э-1252Б для управления тормозами грузовой лебедки основного подъема применена безнасосная гидравлическая система. На кране КС-4361А эта система использована для тормозов грузового и грейферного барабанов.

Принципиальная схема безнасосной гидравлической системы управления приведена на рис. 118.

Масло из резервуара самотеком попадает в рабочую полость гидроцилиндра и заполняет его и всю систему. Поршень цилиндра системой рычагов связан с ножной педалью и трубопроводом — с исполнительным гидроцилиндром тормоза барабана. При нажатии педали рычажок упирается в ролик, соединенный со штоком поршня цилиндра. Благодаря этому поршень перемещается вправо и, преодолевая сопротивление пружины в цилиндре, вытесняет масло в трубопровод и далее к исполнительному цилиндру. Под давлением масла поршень цилиндра производит рабочий ход, перемещая рычаг, который затягивает тормозную ленту на барабане.

При снятии нагрузки с педали пружины соответственно освобождают ленту барабана, возвращают поршень цилиндра и педаль в исходное положение.

Исполнительные гидроцилиндры и трубопроводы всегда заполнены постоянным количеством масла. Резервуар служит для пополнения масла в системе, так как возможна его утечка. В процессе работы резервуар отключают от гидросети с помощью вентиля.

Для заполнения гидросети маслом открывают вентиль резервуара. С помощью ножной педали нагнетают масло в гидросеть до гидроцилиндра тормоза.

Масло нагнетают до тех пор, пока через отверстие пробки не появится масло без пузырьков воздуха. Затем пробку снова завертывают. После этого производят несколько движений педалью, наблюдая за четкостью срабатывания тормоза и пружин элементов системы. Затем, когда установлена работоспособность системы, вентиль резервуара закрывают.

В безнасосной гидравлической системе применяют те же сорта рабочей жидкости (масла), что и для насосной системы крана.

Гидроаппараты. Гидроаппараты предназначены для регулирования давления; регулирования направления потока жидкости; регулирования подачи жидкости.
К гидроаппаратам, ограничивающим наибольшее создаваемое насосом или действием внешних сил давление в гидросети, относятся предохранительные и редукционные клапаны.

Для пропускания потока жидкости в одном и обоих направлениях служат обратные клапаны и гидрозамки, а для регулирования подачи жидкости применяют регуляторы потока. Гидрораспределители могут выполнять обе указанные функции регулирования.

Рис. 119. Схема конусного предохранительного клапана прямого действия с гайкой:
1— клапан, 2 — седло, 3 —- корпус, 4 — крышка, 5 — винт, 6 — гайка, 7 — пружина, 8 — уплотнение

Гидроаппаратами для регулирования давления служат предохранительные клапаны, ограничивающие повышение давления жидкости в системе выше допускаемого. Предохранительные клапаны устанавливают на насосах, гидромоторах, гидрораспределителях, в отдельных корпусах на трубопроводах. Клапаны регулируют на давление выше номинального на 10—20%. В случаях, когда давление в системе выше номинального, клапан срабатывает, пропуская жидкость в полость низкого давления. При снижении давления до допускаемого клапан надежно перекрывает отверстие для прохода жидкости в полость низкого давления.

В гидроприводах кранов применяют различные конструкции клапанов прямого действия с конусной посадкой на седло. На рис. 119 показана одна из них. Жидкость от насоса через полость Б попадает в полость В под клапаном. При повышении давления выше допускаемого клапан преодолевает усилие пружины и, поднимаясь, обеспечивает перепуск жидкости из полости В в канал А.

Для регулирования настройки пружины на крышке клапана предусмотрен винт. Все элементы клапана заключены в корпус. Конусные клапаны отличаются более высокой герметичностью, чем шариковые; они, как правило, центрированы и могут поворачиваться в одной плоскости.

Г идро аппаратами для регулирования направления потока жидкости только в одном направлении служат обратные клапаны (рис. 120). Жидкость подается снизу в отверстие А, преодолевая усилие пружины и массу клапана, поступает в боковое отверстие, откуда по гидролиниям направляется к исполнительным механизмам. По прекращении подачи жидкости клапан опускается на седло и тем самым прекращает обратное движение жидкости.

Гидрозамок (рис. 121) предназначен для гидросистемы, в которой поток жидкости проходит в обоих направлениях. При проходе потока в одном направлении клапан работает как обратный клапан, для прохода жидкости в обратном направлении клапан открывается с помощью поршня, встроенного в корпус.

При прямом потоке жидкости через отверстие А основной клапан, преодолевая усилие пружины, поднимается и жидкость проходит в отверстие В. Указанное направление движения жидкости соответствует операциям «Подъем» и «Выдвижение».

Рис. 120. Схемы обратных клапанов:
а — вертикального, б — горизонтального; 1 — клапан, 2 — седло, 3 — уплотнение, 4 — пробка, 5 — корпус, 6 — пружина

При подаче жидкости в обратном направлении она одновременно по линии управления на правляется через отверстие под поршень. Поршень преодолевает усилие пружины и с помощью толкателя поднимает сначала обратный клапан 6, а затем основной клапан. Величина потока жидкости, направляемой в отверстие Л, зависит от хода поршня и образующихся при этом щелей между клапанами и их седлами. Обратное направление движения жидкости соответствует операциям «Опускание», «Задвижение».

Гидроаппаратами для регулирования расхода жидкости служат регуляторы потока, ограничивающие подачу жидкости к исполнительному органу — гидромотору, гидроцилиндру. Регуляторы потока (рис. 122) работают следующим образом. Жидкость подводится к проточке А, через проточку Е направляется к дросселю 2 и, пройдя через его щели, попадает в сливную линию и далее в бак.

Каналы Б и Г соединяют проточку Е с полостями В и Д, обеспечивая давление жидкости на клапан. Преодолевая усилие пружины клапан перемещается и перекрывает соединительный канал между проточками А и Е. В зависимости от расстояния торца клапана от этого канала, определяемого усилием пружины, происходит дросселирование потока жидкости, что создает разность давлений до и после дросселя 2 и обеспечивает постоянный расход жидкости через дроссель.

Гидрораспределители предназначены для изменения направления потока жидкости от насоса к соответствующим гидродвигателям (гидромоторам, гидроцилиндрам) и отвода ее из нерабочих полостей гидродвигателей в сливную линию и бак.

В кранах больше всего распространены гидрораспределители золотникового типа, которые по исполнению корпуса могут быть секционными и моноблочными; по числу присоединенных каналов — двух-, четырехходовыми; по числу рабочих позиций — двух-, трех-и четырехпозиционными.

В секционном гидрораспределителе (рис. 123) с проточной разгрузкой насоса в корпусе объединены напорная, рабочие и сливная секции.

Рис. 121. Гидрозамок:
1 — корпус, 2 — крышка, 3 — поршень, 4 — толкатель, 5, 9 — пружины, 6, 7 — обратный и основной клапаны, 8 — крышка, 10 — уплотнение

Рис. 122. Регулятор потока:
1— клапан, 2 — дроссель, 3 — пружина, 4 — пробка, 5 — корпус

В напорной секции устанавливают предохранительные клапаны прямого и обратного действия, предотвращающие перетечку жидкости из гидродвигателей на слив через проточные каналы. Рабочие секции состоят из корпуса и золотников, фиксируемых в нейтральном положении пружинами. Сливная секция предназначена для отвода жидкости в бак.

Гидрораспределитель крана КС-6471 включает в себя три золотника и один золотник (ускорительная рабочая секция). В нейтральном положении золотников поток жидкости от насоса поступает в полость и далее в полость, по проточным каналам через сливную секцию в бак.

Рис. 123. Секционный гидрораспределитель крана КС-6471:
1 — корпус, 2, 5 — золотники, 3 — колпак, 4, 6, 10, 13, 15, 16 — пружины, 7— регулировочный винт, 8, 12, 17 — клапаны, 9 — седло, 11 — направляющая, 14 — втулка

Соединяя линию от насоса с полостью, заставляют золотник перемещаться вверх, что вызывает реверсирование исполнительного механизма. Золотник снабжен встроенным обратным клапаном, препятствующим движению жидкости из линии, находящейся под давлением.

При рабочем положении золотников под давлением направляемая к исполнительным механизмам жидкость одновременно поступает в полость и через демпферные отверстия в полости. Гидравлически уравновешенный клапан прижимается к седлу. Клапан открывается, когда давление в полости К превышает усилие пружины. При открытии клапана давление жидкости, проходящей через отверстие, уменьшается, что создает перепад давления в полостях. В результате разницы давления клапан отходит от седла и полость соединяется через полость со сливной линией. Схема золотника приведена на рис. 124.

Рис. 124. Напорный золотник:

Рис. 125. Блок управления рабочими движениями:

Для управления рабочими движениями применяют специальные блоки. Конструкция одного из блоков управления приведена на рис. 125. Блок имеет рукоятку с тарелкой, которая соприкасается с толкателями. Толкатели, преодолевая усилие пружин, передают движение золотникам, удерживаемым пружинами.

Жидкость из системы управления попадает в полость, где она запирается при нейтральном положении золотника; при этом полости соединяются со сливной полостью. При установке рукоятки в одно из рабочих положений золотник перемещается в нижнее положение и жидкость поступает в соответствующий отвод. По достижении давления жидкости в линии выше, чем усилие пружины, определяемое наклоном рукоятки, золотник поднимается.

Система управления соединяется со сливной линией и остается открытой до тех пор, пока давление жидкости в сливной линии не понизится до величины, соответствующей усилию пружины.

На кранах КС-5473 и КС-6471 установлены совмещенные рычаги управления. Такими рычагами можно управлять одновременно или в определенной последовательности движениями двух механизмов.

Рис. 126. Неподвижные соединения трубопроводов:
а — с помощью врезающегося кольца, б – с помощью резинового кольца, в — конусное с уплотнением, г — с развальцовкой конца грубы, д — с помощью хомута, е — прямым штуцером, шароконусное; 1 — штуцер, 2 — накидная гайка, 3 — врезающееся кольцо, 4 — труба, 5 — резиновое кольцо, 6 — ниппель, 7 — уплотнение, 8 — хомут

Например, на пульте управления крана КС-6471 предусмотрены три рукоятки, двумя из которых управляют соответственно механизмами поворота и подъема стрелы и главной грузовой лебедкой, а также телескопированием стрелы.

Трубопроводы и их соединения. Для соединения сборочных единиц, не имеющих взаимного перемещения, применяют стальные трубопроводы, а сборочных единиц, которые могут смещаться при работе, — рукава высокого давления РВД. Они состоят из внутренних резинового и хлопчатобумажного слоев и металлической оплетки. Сверху оплетки накладывают вторые резиновый и хлопчатобумажный слои и снова оплетку. В зависимости от давления, при котором работают рукава, применяют один, два и три слоя оплетки (соответственно тип I, II и III РВД). Сверху рукав защищен резиновым слоем, а иногда дополнительно оплеткой или металлической лентой.

Трубопроводы соединяют между собой с помощью арматуры. Соединения могут быть неподвижными и подвижными (шарнирными).

Неподвижные соединения трубопроводов (рис. 126) выпускают нескольких видов. Выбор вида соединения трубопровода определяется давлением в гидросистеме, диаметром и материалом трубопровода, условиями эксплуатации гидропривода.

Шарнирные соединения трубопроводов используют для подачи жидкости от насосов, расположенных на ходовом устройстве, к гидромоторам исполнительных механизмов, расположенных на поворотной части, а также от гидрораспределителей поворотной платформы к элементам гидропривода ходового устройства. Шарнирные соединения объединяют в единый блок, который называется центральным коллектором (рис. 127).

Коллектор крана КС-6471 состоит из гильзы, закрепленной к раме поворотной платформы, распределителя с вертикально расположенными каналами и кольцевыми проточками Л, Б. В нижний торец распределителя ввернуты шесть штуцеров, соединяемых с каналами. К штуцерам крепят трубопроводы, подводящие жидкость от насосов. Для предотвращения перетечки жидкости из канала в канал и наружных утечек применены уплотнения.

Жидкость по трубопроводам от насосов через штуцера попадает в вертикальные каналы и соответствующие кольцевые проточки распределителя, которые сообщают их с линиями поворотной части крана. Слив жидкости- из линий и дренаж в обратном направлении происходят через отверстие В, соответствующие штуцера, трубопроводы в бак неповоротной части крана.

Рис. 127. Центральный коллектор крана КС-6471:
1 — гильза, 2 — распределитель, 3 — уплотнения, 4, 5 — поворотная и неповоротная платформы, 6 — штуцер

На рис. 128 изображено вращающееся соединение, примененное на кране КС-5363. Масло от насоса гидрораспределителя идет по трубопроводам, заключенным в колонне. Колонна одним концом закреплена на поворотной платформе, а другим шарнирно соединена с коллектором. Конец каждого трубопровода проходит к кольцевой выточке коллектора, по которой масло направляется через отводные патрубки к цилиндрам исполнительных механизмов.

Вспомогательное гидрооборудование. К этому виду гидрооборудования относятся гидробаки для жидкости, фильтры, маслоохладители. Бак является дополнительной емкостью для жидкости, предназначенной для восполнения разности объемов полостей гидроцилиндров, пополнения возможных.утечек и охлаждения жидкости.

Бак представляет собой сварную полую конструкцию плоской формы. Дно бака выполняют куполообразным, в нем предусмотрена пробка для слива масла и очистки от загрязнений. Иногда внутри бака устанавливают дополнительные фильтры для очистки жидкости, а для улавливания мелких металлических частиц — магнитные пробки.

Рис. 128. Вращающееся соединение крана КС-5363:
1 — платформа, 2 — трубопроводы, 3 — колонна, 4 — уплотнения, 5 — коллектор; патрубки: I — к цилиндру разворота колес, II — к цилиндру стояночного тормоза, III — к цилиндру тормоза колес, IV — к цилиндру опор, V — к цилиндру коробки передач, VI — к вентилю управления

На кранах применяют баки открытого типа, обеспечивающие проникновение во внутреннюю полость воздуха, очищенного с помощью сапуна. Жидкость заливают в бак через горловину, оснащенную фильтром грубой очистки. На всасывающем патрубке, через который жидкость из бака поступает к насосной установке, закрепляют запорный вентиль для перекрытия канала при ремонте. Бак оборудуют устройством для контроля уровня жидкости.

Фильтры предназначены для очистки жидкости от посторонних примесей, включающих продукты распада масла, изнашивания элементов гидрооборудования и случайных частиц.

Рис. 129. Маслоохладитель:
1 — гидромотор, 2 — калорифер, 3 — вентилятор

Различают фильтры грубой, нормальной, тонкой и особо тонкой очистки, характеризующиеся качеством фильтрации по размерам и количеству пропускаемых частиц. Фильтры грубой очистки устанавливают в заливной горловине бака.

В гидросистемах применяют сетчатые фильтры, очищающие жидкость от частиц размером более 40 мкм. Сетчатые фильтры представляют собой набор фильтрующих элементов, выполняемых из металлической сетки или специальной бумаги. Фильтры тонкой очистки устанавливают преимущественно на сливной линии и реже на всасывающей.

Маслоохладители предназначены для ускоренного охлаждения жидкости в гидросистеме. Жидкость нагревается во время работы насосов в результате преодоления сопротивлений прохождению потока через аппараты и трубопроводы гидросистемы. Нормальная работа допускается при нагреве жидкости до 65° С. Повышение температуры сопровождается потерей смазочных свойств жидкости, что может повлечь за собой образование задиров на трущихся поверхностях насосов и гидромоторов.