Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

У гідравлічних молотах, що застосовуються в якості змінного робочого органу гідравлічних екскаваторів та інших гідрофіцірованних машин, застосовують акумулятори енергії двох видів. Так звані мережеві гідроакумулятори включені в лінії живлення молота, в циклі його роботи накопичують певний обсяг робочої рідини під тиском і потім віддають в гідросистему. Акумулятори іншого типу запасають енергію шляхом стиснення будь-якого пружного робочого тіла, найчастіше газу, не накопичуючи при цьому робочої рідини. Такі акумулятори енергії іноді називають просто пневмокамері.

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Мережеві гідроакумулятори застосовуються тому, що витрата робочої рідини в робочому циліндрі гидромолота нерівномірний, так як швидкість його поршня під час робочого циклу змінюється за величиною і напрямком, а подача насоса базової машини (екскаватора) постійна. Мережеві гідроакумулятори дозволяють повніше використовувати потужність насосної станції, підвищити ККД зменшити «піки» тиску. Вони накопичують робочу рідину в ті моменти робочого циклу молота, коли швидкість його поршня мала, і віддають енергію в робочий циліндр, коли швидкість поршня стає більше, ніж швидкість V у = Q / F. яку б мав поршень при сталому русі при даній подачі насоса Q. де F - активна площа поршня. Мережевий акумулятор напірної лінії завжди присутній в гідромолотів середніх і великих типорозмірів. У гідромолот легкої серії останнім часом спеціальний мережевий акумулятор не встановлюють, так як його роль виконують рукава напірної лінії живлення. Це виявилося можливим тому, що в легенях гідромолот протягом циклу треба запасти під робочим тиском всього кілька кубічних сантиметрів робочої рідини. Наприклад, без мережевих акумуляторів виробляють гідромолоти Delta F4, F5, F7 і F10. Мережеві акумулятори зливний лінії застосовувалися в гідромолотів перших років випуску фірми Krupp, а також у вітчизняних гідромолот типу «Імпульс». Мережевий акумулятор зливний лінії в загальному корисний, так як в більшості конструкцій сучасних гідромолотів витрата рідини в зливний лінії є нерівномірним, а під час робочого ходу бойка слив відсутня. Однак простіше виявилося забезпечити досить велику прохідний перетин зливний магістралі, ніж встановлювати зливний акумулятор.

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Зазвичай мережеві гідроакумулятори гідромолотів виконані у вигляді товстостінного судини з двома порожнинами, розділеними еластичною гумовою діафрагмою. В одну з порожнин під тиском (для напірної лінії 4 ... 6 МПа) закачується азот, інша порожнину постійно з'єднана з лінією живлення. Азот є пружним тілом, яке стискається під тиском рідини на гумову діафрагму і розширюється при зниженні тиску, витісняючи рідину з акумулятора в гідросистему.

Маневровий обсяг гідроакумулятора повинен бути достатнім для здійснення одного циклу роботи молота. При роботі молота діафрагма робить коливання з частотою його ударів. Корпусні деталі акумулятора гидромолота мають досить великий діаметр при відносно малій висоті на відміну від акумуляторів інших машин, які працюють з низькою циклічністю. Таке виконання забезпечує менший хід діафрагми, меншу її деформацію в кожному циклі. По зовнішньому краю діафрагма має потовщення, яке затискається в канавках корпусних деталей і забезпечує герметичність. При розрядці акумулятора в напірну лінію гидромолота миттєву витрату може перевищувати подачу гідронасоса в кілька разів, тому вихідний отвір має мати велике прохідний перетин. Щоб при повній розрядці акумулятора діафрагма не видавлювались в отвір для виходу масла, застосовуються в основному два технічних рішення. У першому в денце діафрагми вулканізується металева пластина, діаметр якої більше діаметру вихідного отвору. Так, наприклад, влаштовані акумулятори гідромолотів фірми Krupp або вітчизняних молотів «Імпульс». В іншому технічному рішенні в днище корпусу акумулятора сверлится безліч отворів діаметром не більше 1,5 мм, сума прохідних перетинів яких повинна забезпечити досить низьку швидкість течії масла при великому миттєву витрату.

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Поперечний переріз діафрагми вибирається таким, щоб її утворює відповідала утворює внутрішньої порожнини корпусу акумулятора, коли останній заправлений азотом. Якщо ця вимога не дотримується, в діафрагмі виникають додаткові напруги розтягнення або стиснення, що скорочує термін її служби. При повному кинематически можливе ході (до упору в задню кришку на місце) діафрагма також повинна прилягати до поверхні кришки без розтягування. Це необхідно для того, щоб в разі повного виходу азоту тиск рідини не зруйнувало діафрагму. Та частина діафрагми, яка під час роботи молота піддається місцевим деформацій, повинна бути досить тонкою (1,5 ... 2,5 мм), але її товщина повинна бути однаковою по колах, які перебувають на рівному віддаленні від центру. Діафрагмові гідропневматичні акумулятори досить надійно забезпечують герметичність пневматичної порожнини, виключають контакт гідравлічного масла з газом. Однак вони мають деякі температурні обмеження застосування. При температурі зовнішнього повітря нижче -25 ºС забороняється запускати молот без попереднього розігріву масла гідросистеми до плюсової температури, щоб не пошкодити діафрагму, яка при негативних температурах втрачає еластичність.

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

У більшості конструкцій сучасних гідромолотів над верхнім торцем бойка є так звана Пневмокамера, яка фактично являє собою поршневий акумулятор. Азот, що заповнює цю камеру, стискається безпосередньо бойком молота, акумулюючи енергію при холостому ході, і розширюється при робочому ході, віддаючи енергію бойку і розганяючи його в сторону інструменту до удару. У різних моделях гідромолотів частка енергії, що запасається в пневмокамері, становить від 10 до 90% від енергії удару, а інша частина забезпечується за рахунок подачі робочої рідини в робочий циліндр від насоса і з мережевого акумулятора. У вітчизняній моделі гидромолота МГ-300 вся енергія удару забезпечується за рахунок енергії, що запасається в пневмокамері, але в цьому випадку не використовується потужність насоса під час робочого ходу бойка, на цій фазі робочого циклу насос подає робочу рідину в зливну магістраль. Відсутність мережевого акумулятора спрощує конструкцію молота, правда, за рахунок деякого зменшення енергетичних показників.

Поршневі акумулятори в порівнянні з діафрагмовими мають деякі принципові недоліки. Так як поршень ущільнюється контактними ущільненнями, які не завжди забезпечують абсолютну герметичність, можливий витік стисненого азоту з пневмокамери, а також перенесення в неї масла з камери робочого циліндра. Тому перевірку тиску зарядки пневмокамери треба робити набагато частіше, ніж тиску зарядки диафрагменного гідроакумулятора, хоча сучасні комбіновані ущільнення, що складаються з манжети з композитного матеріалу на основі фторопласту і гумового кільця круглого перетину, досить надійні. До речі, в гідропневматичні акумулятори будь-якого типу відповідно до європейських норм безпеки дозволяється заправляти тільки азот, а ні в якому разі не стиснене повітря.

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Зарядка гідропневматичних акумуляторів азотом проводиться з балона зі стисненим азотом через спеціальний зарядний пристрій, який приєднують безпосередньо до акумулятора. Для цього в кришці акумулятора передбачати або зворотний клапан, який відкривається зарядним пристроєм, або приєднувальний гніздо для шланга і запірна голка, яка відкривається при зарядці і герметизує газову камеру акумулятора після закінчення зарядки. Тиск зарядки контролюється манометром, встановленим або на зарядному пристрої, або на балоні зі стисненим азотом. Акумулятори з запірної голкою представляються нам більш надійними і зручними в експлуатації при інших рівних умовах.

Відома також конструкція мережевого гідроакумулятора, в якій в якості пружного тіла використовується не газ, а сама робоча рідина - мінеральне масло, стискає під високим тиском близько 50 ... 80 МПа. Схематично цей акумулятор показаний на рис. 5, а його основні деталі - на рис. 6. Цей акумулятор являє собою поршневий мультиплікатор тиску. Поршнева порожнина акумулятора постійно з'єднана з напірної лінією харчування гидромолота, штокова порожнину постійно з'єднана з лінією зливу, а шток поршня акумулятора входить в замкнутий об'єм рідини. При цьому в замкнутому об'ємі рідини при роботі молота розвивається тиск, що перевищує робочий тиск, який діє на поршень акумулятора, в стільки ж разів, у скільки разів площа поршня більше площі його штока. Співвідношення площ поршня і штока, обсяг рідини, що стискається штоком, для даного типорозміру гидромолота з урахуванням об'ємного модуля пружності мінерального масла, приблизно рівного 1 700 МПа, вибираються таким чином, щоб при взводі бойка над поршнем акумулятора накопичувався обсяг рідини під робочим тиском (14 ... 16 МПа), достатній для здійснення одного циклу роботи.

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

До переваг гідромолотів, забезпечених гідроакумулятором з рідинної пружиною, т. Е. Використовують ефект стисливості мінерального масла при високому тиску, можна віднести наступне. Практично немає температурних обмежень використання. Немає ніякої необхідності контролю тиску зарядки і поповнення можливих витоків азоту, так як останній не використовується. Герметизація замкнутого об'єму рідини забезпечується за рахунок малого зазору в парі шток поршня-втулка (0,012 ... 0,018 мм) з урахуванням його зменшення внаслідок дії тиску рідини всередині штока і підвищення в'язкості масла при високому тиску. Крім того, в поршні акумулятора передбачений зворотний клапан для підживлення можливих витоків рідини з гідропружіни при виключенні молота. Підживлення відбувається внаслідок дії механічної пружини, встановленої в штоку поршня акумулятора. Такі Гіроаккумулятор застосовували в раніше випускалися вітчизняних моделях гідромолотів: СП-62ХЛ з енергією удару 9 кДж і СО1-82 з енергією удару 1,8 кДж. На основі цих конструкцій розроблені більш сучасні моделі Д450, Д600, а потім Д550 і Д800, які успішно експлуатуються в важких умовах.

Гідроакумулятори енергії гідромолотів - основні засоби

Схожі статті