В приводе «насос—гидромотор» с разомкнутой циркуляцией из бака по всасывающей гидролинии рабочая жидкость поступает в насос, подается в напорную гидролипию и далее к гидрораспределителю. В нейтральной позиции гидрораспределителя (показана на рисунке) рабочая жидкость по сливной гидролинии возвращается в бак и насос работает вхолостую. При включении гидрораспределителя рабочая жидкость поступает в гидромотор и приводит его во вращение.

Если гидромотор испытывает перегрузку и давление в системе превосходит допустимое, клапан сбрасывает рабочую жидкость по сливной гидролинии в бак. Для очистки рабочей жидкости па сливной гидролинии устанавливают фильтр.

В приводе «насос — гидромотор» с замкнутой циркуляцией рабочая жидкость от насоса по напорной гидролииии подается в гидро мотор, а от него по сливной гидролинии возвращается в насос. При реверсировании потока напорная и сливная гидролинип меняются местами. Включение гидромотора и регулирование его частоты вращения выполняют насосом регулируемой подачи. Для компенсации утечек в замкнутом контуре установлен подпитывающий насос. От перегрузок систему защищает клапан II, Клапан определяет давление (0,5—0,8 МПа) в системе подпитки. В таком приводе циркулирует значительно меньше рабочей жидкости, чем в открытом, поэтому жидкость необходимо охлаждать.

Гидропривод «насос—гидроцилиндр». Поршневая (бесштоковая) и надпоршневая (штоковая) полости гидроцилиндра имеют разные объемы, поэтому привод гидроцилиндров выполняют по схеме с разомкнутой циркуляцией (открытой). Подачу рабочей жидкости в бесштоковую полость и слив из штоковой и наоборот обеспечивает гидрораспределитель. На рисунке гидрораспределитель показан в нейтральной позиции, при которой поло-

жение поршня в цилиндре остается фиксированным, а рабочая жидкость от насоса через гидрораспределитель возвращается в бак. Систему от перегрузки защищает предохранительный клапан.

Основные сборочные единицы гидроцилиндра: гильза, шток, поршень и торцовые крышки.

На штоке закреплен гайкой поршень. Перетечка масла из полости, находящейся под давлением, в ненагружен-ную полость предотвращается манжетным уплотнением, из полости гидроцилиндра через зазор между штоком и направляющей втулкой — уплотнением. Перед уплотнением установлен грязесъемник для съема пыли и грязи со штока при входе его в гидроцилиндр. С одной стороны поршня на штоке установлена конусная шайба, а с другой — шток имеет конусное окончание. При входе конусов в отверстия торцовых крышек происходит постепенное дросселирование рабочей жидкости и смягчение инерционных нагрузок при движении поршня.

Для уплотнения поршней и штоков гидроцилиндров применяют кольца и манжеты. Под действием давления рабочей жидкости манжетное уплотнение расширяется и плотно прилегает к штоку или поверхности цилиндра. Чем выше давление, тем плотнее прилегает манжета. При этом крайне важно, чтобы края манжеты были ровные, гладкие и не имели подрезов. Любое повреждение края приведет к перетеканию рабочей жидкости и разрыву манжеты. Отрицательно также сказываются на работе манжетного уплотнения шероховатости и неровности на трущейся поверхности, так как они приводят к истиранию тонких краев манжеты и выходу ее из строя. Поэтому внутренние поверхности гильз цилиндров полируют, а штоки после тщательной обработки хромируют, что одновременно предотвращает ржавление рабочих поверхностей.

Системы гидропривода современных экскаваторов непрерывного действия состоят, как правило, из нескольких насосов, гидромоторов, гидроцилиндров и элементов их управления.

Принципиальные гидравлические схемы экскаваторов будут описаны при рассмотрении конструкций машин.

—

Схемы гидропривода экскаваторов отличаются большим разнообразием. По принципу циркуляции рабочей жидкости они подразделяются на замкнутые (закрытые) и разомкнутые (открытые).

Замкнутой называется схема, в которой рабочая жидкость нагнетается насосом в гидромотор, а оттуда возвращается непосредственно во всасывающую полость насоса, минуя гидробак.

Разомкнутой называется схема, в которой насос засасывает рабочую жидкость из гидробака и нагнетает ее в гидромотор или гидроцилиндр, а оттуда возвращает в гидробак.

В зависимости от способа регулирования потока рабочей жидкости схемы гидропривода бывают с объемным и дроссельным регулированием.

Объемное регулирование осуществляется изменением рабочего объема насоса или гидро мо тора.

Дроссельное регулирование осуществляется за счет перепуска части рабочей жидкости через дроссель или предохранительный клапан на слив, минуя гидромотор или гидроцилиндр.

На рис. 4 представлена схема гидропривода с дроссельным регулированием.

Насос нагнетает масло в гидромотор, вал которого присоединен к зубчатому редуктору, вращающему вал механизма машины.

Масло в гидромотор подается через обратный клапан. Этот клапан исключает возможность обратного тока масла через напорный трубопровод в насос в случае, если сопротивление вращению ведомого вала рабочего органа превысит крутящий момент, развиваемый гидромотором.

От перегрузок система защищена предохранительным клапаном, смонтированным на трубопроводе, соединяющем напорную и всасывающую магистрали. При превышении допустимого давления клапан срабатывает, и масло циркулирует в ограниченном замкнутом трубопроводе через этот клапан и насос.

При постоянной скорости вращения, а следовательно, и подаче насоса скорость вращения гидромотора регулируют при помощи дросселя, отделяющего часть потока масла из напорного трубопровода и направляющего его в сливной трубопровод. При этом количество масла, поступающего в единицу времени в гидромотор, сокращается, благодаря чему частота вращения вала гидромотора соответственно уменьшается.

От гидромотора и дросселя масло, просачивающееся через неплотности в нерабочие полости, отводится в гидробак. По данной схеме гидробак с гидросистемой соединен тремя маслопроводами: всасывающим, дренажным и сливным.

Недостатком этой схемы является ее неэкономичность, поскольку при дросселировании потока масла неизбежны непроизводительные затраты мощности.

Несмотря на этот недостаток, по причине простоты и небольшой стоимости такие схемы широко применяются в механизмах экскаваторов.

Объемное регулирование потока рабочей жидкости осуществляется практически без непроизводительных затрат мощности. Однако насосы и гидро моторы, в которых может изменяться рабочий объем, значительно дороже гидромашин с постоянным объемом. Первые называются регулируемыми гидромашинами, вторые — нерегулируемыми.

Наличие местных сопротивлений и скоростного напора в гидросистеме (гидролинии) вызывает нагрев масла, которое необходимо охлаждать. Для повышения теплоотдачи изготавливаются гидробаки большой вместимости. В тех случаях, когда в гидробаке масло не может быть охлаждено до необходимой температуры, устанавливаются специальные теплообменники-радиаторы.

Схемы гидропривода одноковшовых экскаваторов в основном различаются по количеству установленных насосов, способу подключения к ним гидроцилиндров и гидромоторов и системам регулирования потока рабочей жидкости.

Различаются схемы гидропривода: по количеству установленных насосов (одно-, двухнасосные и т. д.); по количеству гидродвигателей и схеме соединения (с параллельным соединением, когда напорные и сливные гидролинии соединены между собой, и с последовательным соединением, когда сливная магистраль одного гидродвигателя является напорной для следующего). Бывают схемы и комбинированные, в которых часть гидродвигателей соединена параллельно, а часть — последовательно.

Для получения минимальной продолжительности цикла в одноковшовом экскаваторе необходимо совмещение отдельных рабочих операций.

Наиболее эффективно это осуществляется при совмещении операции поворота с опусканием или подъемом стрелы и при повороте рукояти или ковша.

Гидросхемы с тремя насосами позволяют совмещать все три рабочие операции. Это значительно сокращает рабочий цикл и увеличивает производительность машины. Однако применение трех насосов соответственно усложняет и удорожает машину.

Выбор наиболее рациональной схемы во многом зависит от требований и условий работы машины, а также от стоимости машины и условий ее эксплуатации.

В гидравлических системах с объемным регулированием применяются в основном радиально-плунжерные и аксиально-плунжерные насосы переменной (регулируемой) подачи.

При работе в легких почвогрунтах, а также во время холостых движений рабочего органа рационально использование мощности двигателя путем увеличения скорости производимых операций, за счет чего повышается производительность экскаватора.

Применение дроссельных устройств для изменения подачи жидкости позволяет регулировать в гидромоторах угловую скорость вала, а в гидроцилиндрах — скорость движения поршня.

Предохранительные клапаны служат для защиты системы от перегрузок путем ограничения максимального давления в системе. Они изготовляются шариковыми и конусными. Принцип действия клапана основан на уравновешивании усилия от давления жидкости, действующего на тарелку или плунжер с одной стороны и усилия его пружины с другой стороны. Когда давление жидкости преодолевает усилие затяжки пружины, плунжер смещается со своего седла и открывает проход для жидкости в бак. Регулировка клапана на требуемое давление жидкости осуществляется посредством изменения затяжки пружины.

На экскаваторах широко применяются типовые гидравлические рапределители, в конструкции которых объединены распределительные, регулирующие и защитные устройства. Распределитель служит для подачи рабочей жидкости от насоса к гидроцилиндрам и отвода ее из цилиндров в бак, а также для предохранения системы от перегрузки.

Наиболее распространены распределители золотникового типа, в которых жидкость от насоса подводится к каналу, откуда в зависимости от положения плунжера поступает в правую или левую полость гидроцилиндра. Одновременно противоположная полость гидроцилиндра соединяется с каналом, соединенным с баком. Кольцевые выступы предназначены для уравновешивания плунжера. Четырехходовой трехпозиционный золотник осуществляет подачу жидкости под давлением в одну полость гидроцилиндра и одновременно отводит ее из противоположной полости.