Гидравлика: полезно, интересно и познавательно

[SnoopyKiller]

Вернемся к гидравлике, а именно к гидроцилиндрам.

Развиваемое усилие гидроцилиндра при выталкивании штока условно определяется из произведения площади поршня на давление в подводящем трубопроводе в поршневой полости.
В штоковой полости площадь поршня меньше на площадь штока, поэтому усилие на втягивание всегда меньше при одинаковом давлении.

Теперь смотрите одну интересную конструкцию на видео по сцылке.
Там конечно нефиговые усилия, но для лебедки самовытаскивания много не требуется, в среднем 2-3 тонны хватает для легких и средних самоделок. Подойдут ГЦ с поршнями на 40 и штоками 20 мм, длина хода зависит от доступности в продаже. 200-250 мм вполне хватит. Такой ГЦ при 16 МПа развивает усилие 1,9 тонны на выталкивание, два цилиндра в паре дадут 3,8 тонны.
Вес одного такого цилиндра 3-5 кг, лебедка в сборе будет весить килограммов 17-20.
В развитие мысли скажу, что лебедку возможно делать не стационарную, а прицепную за фаркоп. Тогда лебедка цепляется с любой стороны попавшего в беду транспортного средства, зависит от длины РВД. В транспортном положении лебедка, РВД и трос перевозятся в багажном отсеке.
Запитка лебедки как от штатной гидросистемы, так и от небольшой маслостанции с самостоятельным двигателем вроде Honda/Lifan GX. Будет хорошая мобильность вытаскивающего устройства, а также возможность выбраться из засады даже с отказавшим основным двигателем, серьезной поломкой или слетевшей гусеницей.

[SnoopyKiller]

Как дополнение к гидроприводу вездехода скажу, что теоретически довольно сложно добиться прямолинейного движения на однозвенном вездеходе с приводом каждой гусеницы от гидромотора.
Делитель не "пилит" пополам поток прям суперидеально, гидромоторы не идентичны по внутренним перетокам жидкости через пары трения, а распределители имеют внутренние утечки. Надо втыкать делитель потока с плавным регулированием, и периодически его подкручивать по мере износа рабочих органов.

Для двухзвенной схемы это не будет так заметно, но тоже желательно ставить аппаратуру настройки потоков.

[aksi]

Хочу уточнить такой вопрос:
Для гидромотора - крутящий момент создается за счет давления создаваемое насосом в ситеме? частота вращения мотора изменяется за счет производительности насоса по литражу?
Если новый гидроматор не развивает паспортного крутящего момента и частоты вращения, в чем причина?(замена на другой не помогает)

[SnoopyKiller]

Для нерегулируемого мотора - ответ "да" на оба вопроса.

Причин может быть три:
1) приврал производитель. Для отечественных элементов вероятно, для импортных вряд ли...;
2) насос не выдает давление и подачу;
3) потери в гидросистеме от насоса до мотора. Подача немного теряется в распределителе (внутренние утечки с P в T), а давление падает при проходе жидкости через узкие трубопроводы.

Крайние 2 пункта наиболее вероятны.

[aksi]

[quote="SnoopyKiller"] давление падает при проходе жидкости через узкие трубопроводы.

Как можно выявить данную причину? Сейчас давление замеряется на врезке в линию подачи от распределителя на мотор. Если замерить еще и давление на выходе из мотора? Что дадут полученные цыфры?

[новичок]

А зачем тема ради одной фразы?!

почему ради одной фразы, если более или менее накидать схему и примерный ценник то может быть и появится самоделка. только нужно учитывать такой момент как цена деталей. чем ниже цена (например б/у) то больше шансов получить гусеничный вездеход на гидроходу

[Алексей Гарагашьян]

SnoopyKiller
Зачем нужно сцепление между двигателем и регулируемым гидронасосом?

[SnoopyKiller]

если более или менее накидать схему и примерный ценник то может быть и появится самоделка. только нужно учитывать такой момент как цена деталей. чем ниже цена (например б/у) то больше шансов получить гусеничный вездеход на гидроходу

Дык схемы уже накиданы, осталось их реализовать. Вот пусть реализатор создает новую тему, и в ней выкладывает процесс, включая поиск и подбор деталей.

Насосы и моторы можно использовать китайские. Уйма строительной техники на китайской гидравлике, все работает годами. Приобрести можно через конторы, которые возят запчасти - так дешевле, чем покупать у российских продавцов, уже сделавших этот путь и добавивших свою безразмерную алчность к стоимости китайского изделия.

Я бы с радостью занялся реализацией гусеничного двухзвенника, но на это нет времени, свободной площади и свободных финансов. Поэтому пока останусь теоретиком.

SnoopyKiller
Зачем нужно сцепление между двигателем и регулируемым гидронасосом?

Вот почему:
1) кожух сцепления используется под установку стартера, почему бы не оставить само сцепление?
2) зимний запуск с подключенным насосом затруднен из-за загустевшего масла.
3) пусконаладочные работы по самоделке без сцепления иногда затруднительны. Часто надо завести мотор, но так, чтобы не крутить насос (не подключена гидросистема, не залито масло и пр.)
4) если стоит нерегулируемый насос (секционник само то), то можно трогаться на сцеплении.

[shum d]

К стати, лить соляру в гидравлику это очень сильный совет, деятели в пресс зимой подлили для разжижения замершего масла, махом всю резину наружу вывернуло. Простая мобильная гидравлика может и переживет, отделается возросшими внутренними утечками, а что посложнее кирдык.

[Mamonts]

От соляры грубеют сальники достаточно быстро, дальше то что выше написано.

[SnoopyKiller]

Это был не совет, а аварийный способ.

[Mamonts]

SnoopyKiller
Нормально всё, кто с головой понимает.
Лучше по схемам накидай с перечислением конкретных деталей, а не в общей картинке, пригодиться многим.

[Дмитрий78]

SnoopyKiller
Принципы гидравлики весьма просты, а вот с подбором комплектующих под конкретную задачу беда((

[SnoopyKiller]

Подбор комплектующих под задачи не так уж сложен, если есть интернет, и в голове сложилась желаемая схема привода.
Только надо прорабатывать очень тщательно, потому что цена ошибки может быть очень велика.

Гидромотор.
Основные показатели: крутящий момент Н*м, зависящий от давления, и скорость вращения, зависящая от подачи л/мин. Обязательно отмечу, что ГМ имеет номинальные и максимальные характеристики. Очень не рекомендуется использование ГМ на максимальном давлении с максимальной подачей, сильно сокращается срок службы. Обычно в каталогах обозначено, что максимальная подача или давление возможны в случае, если они не превышают 5-7% от общего рабочего времени. Т.е. полная нагрузка должна быть кратковременна.
Для отечественных ГМ не видел сводных таблиц по оборотам, кр.моменту в зависимости от подачи и давления, а вот для импортных устройств такие таблицы видел довольно часто.
Графики зависимости оборотов от подачи и ньютонометры нелинейны, поэтому не стоит получать нужные теоретические значения простым умножением. Чем выше обороты и нагрузка, тем больше внутренние утечки.

Гидрораспределитель.
Основные рабочие показатели: номинальная и максимальная пропускная способность в л/мин, и диапазон рабочих давлений.
Остальное определяется его конструктивным исполнением, коих великое множество.
ГР имеет внутренние утечки, учитывайте это при расчетах.

Гидронасос.
Обязательный критичный параметр - минимальная частота вращения, на более низких оборотах не гарантируется выдача не то чтобы максимального, а даже номинального давления.
Отечественные насосы НШ спокойно работают на оборотах 3000-3500, но это немного отрицательно сказывается на их ресурсе. Хотя кто будет продлевать жизнь железяке, которая стоит 1500-2000 р.?.. Даже на значительно превышающих оборотах НШ спокойно отработает несколько месяцев.
Параметры - рабочий объем за один оборот, выражаемый в см3.
У насосов еще есть параметр "коэффициент подачи", который для шестеренных равен примерно 0,92, для аксиальных 0,95, при номинальных давлениях. Коэффициент уменьшается с увеличением подачи и давления: например, если есть насос, который при 2000 об/мин и давлении 16 МПа выдает 20 л/мин, то при тех же оборотах под давлением 20 МПа насос выдаст уже на 1-2 л меньше.

Гидроцилиндры.
По особенностям расчетов особо сказать нечего. "Нежной" является штоковая полость из-за присутствия сальников, именно из-за них ограничивается максимальное давление. Если ГЦ работает на предельное усилие только в поршневой полости, то макс.давление можно увеличить на 2-5 МПа, ничего цилиндру не будет. Только в таком случае желательно, чтобы на РВД штоковой полости ставился отдельный предохранительный клапан, ограничивающий давление до номинальных показателей.

РВД.
Наконец-то наступили времена, когда можно сделать все что угодно!
Многообразие выбора размеров РВД, различных фитингов, штуцеров, углов и пр. дает широкие возможности для самоделкиных.
РВД подбираются по максимально возможному давлению в системе.
Если есть длинные неподвижные пролеты трубопроводов, то лучше сделать вставку на стальной трубке, потому что у РВД есть неприятное свойство - упругость, т.е. под давлением линейный объем РВД увеличивается. Отсюда пульсации и заторможенность действия конечного рабочего органа при больших давлениях, потому что сперва масло накачивается в возможный объем РВД при расширении, и только потом оно давит в рабочий орган.
Внутренний диаметр РВД обозначается как Диаметр условного прохода, или сокращенно ДУ.
Обжимные фитинги всегда имеют ДУ меньше чем РВД, именно на них происходят основные потери по давлению, а также затраты полезной мощности двигателя, потому что она тратится на прокачку масла через узкие дырки в этих фитингах. С уменьшением ДУ РВД уменьшаются пульсации рабочих органов, но увеличиваются потери, и естественно наоборот.

В Яндексе поиском находится вполне понятная методичка по расчету объемного гидропривода, в ней приведены формулы расчета для основных элементов гидросистемы.
Очень удобно считать в экселе. Муторно набивать формулы, зато потом простым подставлением исходных значений на выходе имеем готовые расчеты.

[SnoopyKiller]

Теперь расскажу об очень важном моменте - выборе двигателя для привода насоса/насосов.

Начинающий Кулибин берет формулы для расчета гидропривода, считает свои хотелки, и к примеру получает потребляемую мощность насоса в 40 кВт.
Затем Кулибин покупает какой-нибудь движок от ВАЗа мощностью 50 кВт, и строит на нем свой гидротрактор. Первый выезд вызывает конечно восторг, а вот первая засада выявляет очень плохой момент: гидротрактор не едет, мотор глохнет или здорово просаживается по оборотам под нагрузкой. В чем же дело?

Дело в нескольких причинах.
Заявленная мощность двигателя - это полная мощность, которой владелец воспользоваться не может. Часть мощности двигателя уходит на работу себя любимого.
Пик мощности приходится к примеру на 4600 об/мин, а насос крутим при 3000. Находим график с внешней скоростной характеристикой движка (ВСХ), чертим линии соответствия и находим, что при 3000 об/мин мощность меньше чем та, на которую рассчитывали.
Даже это еще не все. В реальности для привода насоса надо подбирать двигатель, который на нужных оборотах выдает заявленную по ВСХ мощность как оптимум вполовину больше, чем этого требует насос.
Т.е. если насос хочет себе 40 кВт при 3000 об/мин, тогда мотор на этих же оборотах должен выдавать 60 кВт. Тогда вы получите достаточную эластичность во всем диапазоне рабочих оборотов, мотор будет способен преодолеть резкую нагрузку.
Кстати, резкая нагрузка в гидравлике жестче, чем резкая нагрузка в механической трансмиссии, это стоит учитывать.

Если насос регулируемый, то расчеты мощности делаются для 3-4х значений давления и подачи. Обязательно крайние, и 2 промежуточных.
Получите значения для максимальной тяги на малой подаче, и максимальной скорости на большой подаче.
Затем исходя из этих значений по мощности подбирается двигатель.