Коммунальные машины

 

 

1.3 Гидропривод и его элементы

 

Гидроприводом называется совокупность устройств, предназначенных  для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей  жидкости, находящейся под давлением, с одновременным выполнением  функций регулирования и реверсирования скорости движения выходного звена  гидродвигателя [5]. Гидроприводы могут быть двух типов: гидродинамические и объемные. В гидродинамических приводах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости. В объемных гидроприводах используется потенциальная энергия давления рабочей жидкости.

Объемный  гидропривод состоит из гидропередачи, устройств управления, вспомогательных  устройств и гидролиний (рисунок 1.9).

 

 

Рисунок 1.9 – Схема объемного гидропривода

 

Объемная  гидропередача, являющаяся силовой  частью гидропривода, состоит из объемного  насоса (преобразователя механической энергии приводящего двигателя  в энергию потока рабочей жидкости) и объемного гидродвигателя (преобразователя  энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена). В состав некоторых объемных гидропередач входит гидроаккумулятор (гидроемкости, предназначенные для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением, с целью последующего ее использования для приведения в работу гидродвигателя). Кроме того, в состав гидропередач могут входить также гидропреобразователи - объемные гидромашины для преобразования энергии потока рабочей жидкости с одними значениями давления P и расхода Q в энергию другого потока с другими значениями P и Q [5]. Устройства управления предназначены для управления потоком или другими устройствами гидропривода. При этом под управлением потоком понимается изменение или поддержание на определенном уровне давления и расхода в гидросистеме, а также изменение направления движения потока рабочей жидкости. К устройствам управления относятся: гидрораспределители, служащие для изменения направления движения потока рабочей жидкости, обеспечения требуемой последовательности включения в работу гидродвигателей, реверсирования движения их выходных звеньев и т.д.; регуляторы давления (предохранительный, редукционный, переливной и другие клапаны), предназначенные для регулирования давления рабочей жидкости в гидросистеме; регуляторы расхода (делители и сумматоры потоков, дроссели и регуляторы потока, направляющие клапаны), с помощью которых управляют потоком рабочей жидкости; гидравлические усилители, необходимые для управления работой насосов, гидродвигателей или других устройств управления посредством рабочей жидкости с одновременным усилением мощности сигнала управления.

Вспомогательные устройства обеспечивают надежную работу всех элементов гидропривода. К ним  относятся: кондиционеры рабочей жидкости (фильтры, теплообменные аппараты и  др.); уплотнители, обеспечивающие герметизацию гидросистемы; гидравлические реле давления; гидроемкости (гидробаки и гидроаккумуляторы  рабочей жидкости) и др.

Состав  вспомогательных устройств устанавливают  исходя из назначения гидропривода и  условий, в которых он эксплуатируется.

Гидролинии (трубы, рукава высокого давления, каналы и соединения) предназначены для  прохождения рабочей жидкости по ним в процессе работы объемного  гидропривода. В зависимости от своего назначения гидролинии, входящие в  общую гидросистему, подразделяются на всасывающие, напорные, сливные, дренажные  и гидролинии управления.  Классификация  и принцип работы гидроприводов.

 В зависимости от конструкции и типа входящих в состав гидропередачи элементов объемные гидроприводы можно классифицировать по нескольким признакам:

по характеру движения выходного звена гидродвигателя:

гидропривод вращательного движения, когда в качестве гидродвигателя применяется гидромотор, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает неограниченное вращательное движение;

гидропривод поступательного движения, у которого в качестве гидродвигателя применяется гидроцилиндр - двигатель с возвратно-поступательным движением ведомого звена (штока поршня, плунжера или корпуса);

гидропривод поворотного движения, когда в качестве гидродвигателя применен поворотный гидроцилиндр, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает возвратно-поворотное движение на угол, меньший 360 .

по возможности регулирования:

регулируемый  гидропривод, в котором в процессе его эксплуатации скорость выходного  звена гидродвигателя можно изменять по требуемому закону. В свою очередь  регулирование может быть дроссельным, объемным, объемно-дроссельным или изменением скорости двигателя, приводящего в работу насос. Регулирование может быть ручным или автоматическим. В зависимости от задач регулирования гидропривод может быть стабилизированным, программным или следящим. Регулированию гидропривода будет посвящена отдельная лекция;

нерегулируемый  гидропривод, у которого нельзя изменять скорость движения выходного звена  гидропередачи в процессе эксплуатации.

по схеме циркуляции рабочей жидкости:

гидропривод с замкнутой схемой циркуляции, в котором рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается во всасывающую гидролинию насоса. Гидропривод с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости компактен, имеет небольшую массу и допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности возникновения кавитации, поскольку в такой системе во всасывающей линии давление всегда превышает атмосферное. К недостаткам следует отнести плохие условия для охлаждения рабочей жидкости, а также необходимость спускать из гидросистемы рабочую жидкость при замене или ремонте гидроаппаратуры;

гидропривод с разомкнутой системой циркуляции, в котором рабочая жидкость постоянно сообщается с гидробаком или атмосферой. Достоинства такой схемы - хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Однако такие гидроприводы громоздки и имеют большую массу, а частота вращения ротора насоса ограничивается допускаемыми (из условий бескавитационной работы насоса) скоростями движения рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе.

по источнику подачи рабочей жидкости: насосные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается в гидродвигатели насосами, входящих в состав этих гидроприводов; аккумуляторные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается в гидродвигатели из гидроаккумуляторов, предварительно заряженных от внешних источников, не входящих в состав данных гидроприводов; магистральные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается к гидродвигателям от специальной магистрали, не входящей в состав этих приводов.

по типу приводящего двигателя гидроприводы могут быть с электроприводом, приводом от ДВС, турбин и т.д [5].

Преимущества  и недостатки гидропривода:

широкое распространение гидропривода объясняется тем, что этот привод обладает рядом преимуществ перед другими видами приводов машин. Вот основные из них.

бесступенчатое регулирование скорости движения выходного звена гидропередачи и обеспечение малых устойчивых скоростей. Минимальная угловая скорость вращения вала гидромотора может составлять 2…3 об/мин.

небольшие габариты и масса. Время разгона, благодаря меньшему моменту инерции вращающихся частей не превышает долей секунды в отличие от электродвигателей, у которых время разгона может составлять несколько секунд.

частое реверсирование движения выходного звена гидропередачи. Например, частота реверсирования вала гидромотора может быть доведена до 500, а штока поршня гидроцилиндра даже до 1000 реверсов в минуту. В этом отношении гидропривод уступает лишь пневматическим инструментам, у которых число реверсов может достигать 1500 в минуту.

большое быстродействие и наибольшая механическая и скоростная жесткость. Механическая жесткость - величина относительного позиционного изменения положения выходного звена под воздействием изменяющейся внешней нагрузки. Скоростная жесткость - относительное изменение скорости выходного звена при изменении приложенной к нему нагрузки.

автоматическая защита гидросистем от вредного воздействия перегрузок благодаря наличию предохранительных клапанов.

хорошие условия смазки трущихся деталей и элементов гидроаппаратов, что обеспечивает их надежность и долговечность. Так, например, при правильной эксплуатации насосов и гидромоторов срок их службы доведен в настоящее время до 5…10 тыс. ч работы под нагрузкой. Гидроаппаратура может не ремонтироваться в течение долгого времени (до 10…15 лет).

простота преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и возвратно-поворотные без применения каких-либо механических передач, подверженных износу.

Говоря  о преимуществах гидропривода, следует  отметить простоту автоматизации работы гидрофицированных механизмов, возможность  автоматического изменения их режимов  работы по заданной программе.

Гидроприводу  присущи и недостатки, которые  ограничивают его применение. Основные из них следующие:

изменение вязкости применяемых жидкостей от температуры, что приводит к изменению рабочих характеристик гидропривода и создает дополнительные трудности при эксплуатации гидроприводов (особенно при отрицательных температурах).

утечки жидкости из гидросистем, которые снижают КПД привода, вызывают неравномерность движения выходногозвена гидропередачи, затрудняют достижение устойчивой скорости движения рабочего органа при малых скоростях.

необходимость изготовления многих элементов гидропривода по высокому классу точности для достижения малых зазоров между подвижными и неподвижными деталями, что усложняет конструкцию и повышает стоимость их изготовления.

взрыво- и огнеопасность применяемых минеральных рабочих жидкостей.

невозможность передачи энергии на большие расстояния из-за больших потерь на преодоление гидравлических сопротивлений и резкое снижение при этом КПД гидросистемы [5].

Несмотря  на вышеизложенные недостатки, гидропривод  в коммунальных машинах позволяет  обеспечить эффективное выполнение всех технологических операций по сбору  и уплотнению ТБО в бункере.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Разработка конструкции гидропресса коммунальной машины.

 

2.1 Выбор базовой коммунальной машины.

 

Мусоровоз КО – 427 предназначен для механизированной погрузки твёрдых бытовых отходов, их уплотнения, транспортирования и механизированной выгрузки в условиях умеренного климата при температуре окружающего воздуха от +40°С до – 20°С из пластиковых и металлических контейнеров:

- МФК  (многофункциональный контейнер)  на 120/240 л с плоской крышкой  по стандарту ЕN 840-1;

- МФК  на 500/660/770 л с плоской крышкой  по стандарту ЕN 840-2;

- МФК  на 770/1100 л со сдвижной крышкой  по стандарту ЕN 840-3.

Обслуживание  мусоровоза производят два человека – водитель, который отвечает за техническое состояние мусоровоза, производит управление рабочими органами оборудования во время погрузки и  разгрузки мусора и подсобный  рабочий, который производит работы по подготовке контейнеров для погрузки, уборке от мусора контейнерной площадки и обеспечение безопасных условий  в зоне работы опрокидывателя [7].

Состав  мусоровоза КО – 427.

Специальное оборудование мусоровоза (рисунок 2.1) установлено на шасси КАМАЗ и состоит из следующих основных частей:

- кузова;

- борта заднего;

- плиты выталкивающей;

- опрокидывателя;

- гидрооборудования;

- коробки отбора мощности и агрегата насосного;

- электрооборудования;

- пневмооборудования.

 

Рисунок 2.1 – Общий вид коммунальной машины (КО – 427)

 

 

На надрамнике, неподвижно закреплённом к раме автомобиля, установлен кузов. Кузов сзади закрывается задним бортом. В заднем борту смонтирована подающая и прессующая плиты. На боковых стенках заднего борта закреплен опрокидыватель контейнеров. Внутри кузова в направляющих швеллерах движется выталкивающая плита, которая является подвижной передней стенкой кузова. Привод рабочих органов гидравлический. В передней части кузова приварен маслобак, который одновременно является опорой телескопического цилиндра выталкивающей плиты. Выгрузка мусора из контейнеров осуществляется механизировано опрокидывателем, установленным на заднем борту кузова. Трансмиссия обеспечивает отбор мощности от двигателя шасси для привода двух гидронасосов. В качестве коробки отбора мощности используется КОМ  МП74-4202010-41 (рисунок 2.2). Включение двух насосов осуществляется раздельно из кабины [7].

 

1 – коробка  отбора мощности МП74 – 4202010 –  40; 2 – гидронасос МН56/32.04 правого  вращения; 3 – гидронасос 310.2.28 левого  вращения.

 

Рисунок 2.2 – Трансмиссия мусоровоза КО – 427

 

Органы  управления. Управление рабочими органами мусоровоза осуществляется с пульта управления в кабине водителя, с пульта в передней левой части кузова и с пульта заднего борта справа по ходу движения.

В кабине водителя на приборной доске установлен пульт, состоящий из четырех клавишных  переключателей, переключатель 1 предназначен для подачи питания на автомат  прессования и пульт управления задним бортом, переключатели 2,3 управляют  включением коробки отбора мощности, переключатель 4 включает дополнительную фару освещения рабочей зоны (рисунок 2.3) [7].

 

1 – подача  питания на автомат прессования  и пульт управления задним  бортом; 2,3 – включение коробки  отбора мощности; 4 – включение  дополнительной фары освещения  рабочей зоны.

 

Рисунок – 2.3 Пульт управления в кабине водителя