Наличие в гидравлической системе гидробака способствует удалению воздуха из системы и охлаждению рабочей жидкости. Из гидробака также поступает подпитывающая жидкость при изменении суммарного объема включенных в гидравлический контур устройств, связанного со сжатием или расширением рабочей жидкости, возможным изменением расхода через гидроцилиндры, и незначительными утечками.
Гидробак
В дополнение к обеспечению на входе подпитывающего насоса постоянного источника рабочей жидкости, наличие в гидравлической системе гидробака также способствует удалению воздуха из системы и охлаждению рабочей жидкости. Из гидробака также поступает подпитывающая жидкость при изменении суммарного объема включенных в гидравлический контур устройств, связанного со сжатием или расширением рабочей жидкости, возможным изменением расхода через гидроцилиндры, и незначительными утечками.
Емкость гидробака следует выбирать таким образом, чтобы он был способен компенсировать изменения объема рабочей жидкости во всех режимам работы и способствовал деаэрации рабочей жидкости, когда она проходит через гидробак. Полный объем гидробака для систем с замкнутым контуром (в галлонах) следует выбирать в диапазоне, равном ½ … 1½. численного значения максимального расхода подпитывающего насоса.
Объем рабочей жидкости в системе должен составлять приблизительно 80 % полной емкости гидробака. Гидробак большого объема лучше способствует деаэрации рабочей жидкости, чем гидробак малого объема. Однако гидробаки чрезмерно большого объема могут вызвать трудности контроля температуры и загрязнения рабочей жидкости.
Гидробак может быть герметизированным или с сапуном. Герметизированный гидробак с предохранительным клапаном низкого давления защищает систему от попадания в нее пыли и грязи и предотвращает утечку воздуха на впускном трубопроводе подпитывающего насоса. Однако, использование в гидравлической системе герметизированного гидробака приводит к увеличению в рабочей жидкости количества увлекаемого воздуха, поэтому давление следует ограничить на уровне 10 psi (изб.) В герметизированных гидробаках, используемых в гидростатических системах необходимо устанавливать перепускной клапан в линии всасывания. В любом случае, следует использовать фильтр-сапун с адекватной степенью защиты от проникновения загрязнений из внешней среды.
Попадание в систему воды представляет опасность для компонентов трансмиссии, поэтому гидробаки гидравлической системы должны иметь такую конструкцию, которая предотвращает поступление воды в гидробак. Так как многие машины должны быть рассчитаны на мойку под высоким давлением, крышки и другие отверстия должны иметь конструкцию уплотнений, обеспечивающую их герметичность, особенно после выполнения технического обслуживания.
Впускное отверстие линии всасывания подпитывающего насоса должно находиться около дна гидробака, но на таком расстоянии до него, чтобы осадок загрязняющих веществ не попадал в линию всасывания подпитывающего насоса.
Впускное отверстие возвратной линии следует располагать насколько возможно дальше от впускного отверстия, чтобы обеспечить максимальное время успокоения рабочей жидкости в гидробаке. Возвращающаяся рабочая жидкость должна поступать в гидробак через отверстие, расположенное ниже уровня рабочей жидкости, предпочтительно через выходной коллектор-замедлитель скорости потока. Гидробаки гидравлической системы должны иметь разделительную перегородку (перегородки) между входным и выпускными отверстиями, чтобы обеспечить адекватное время успокоения и предотвращения колебаний потока и насыщения рабочей жидкости газом.
Заправочное отверстие должно иметь такую конструкцию, которая минимизирует возможность попадания в систему загрязнений во время обслуживания или работы. Рекомендуется оборудовать гидробак дренажным патрубком для полной замены гидравлической жидкости без использования других гидравлических соединений. При проектировании гидробака для обслуживания нескольких гидравлических систем, выпускные отверстия следует расположить в виде шахматной диагонали. Если во время работы уровень рабочей жидкости станет низким, первой откажет система, выпускное отверстие которой находится выше остальных и выдаст предупреждение оператору.
Выбор диаметра трубопроводов
Критериями при выборе диаметра трубопроводов являются обеспечение нужной скорости потока рабочей жидкости и падение давления в линии. Типовыми параметрами являются:
Главные линии системы: 6…9 м/с
Дренажные трубопроводы корпуса: 3…4,6 м/с
Впускные трубопроводы: 1,2…1,8 м/с
Для расчета падения давления и допустимого рабочего давления обратитесь к рекомендациям поставщиков гидравлических шлангов и труб. Использование для главных линий системы трубопроводов с меньшим диаметром, чем оптимальный, приведет к большому выделению теплоты, вызванному высокой скоростью потока рабочей жидкости. Слишком большой диаметр главных линий может привести к снижению давления подпитки из-за увеличения объема сжатия рабочей жидкости при повышении давления в
системе.
Сечение трубопроводов следует выбирать, принимая во внимание диапазон изменения температуры, вязкость рабочей жидкости и заданный расход. Вероятно, что придется увеличить давление подпитки для обеспечения нормальной работы системы при низкой температуре рабочей жидкости, длинных трубопроводах или наличия мест сужения.
Нерастворенный в рабочей жидкости воздух может значительно снизить срок службы компонентов системы. Главная причина насыщения рабочей жидкости газом, — это попадание в систему воздуха из-за негерметичности контура, особенно в линии впуска подпитывающего насоса. Ограничения расхода, вызванные, например, неправильно выбранным сечением линии, угловыми отводами и резкими изменениями площади поперечного сечения также могут внести вклад в насыщение рабочей жидкости газом.
Входные линии следует проектировать с минимальным числом соединений. Рекомендуемыми типами уплотнения в соединениях являются уплотнительные кольца или фитинги с развальцовкой. Не рекомендуется использовать соединения с трубной резьбой. Кроме того, не рекомендуется устанавливать во впускных трубопроводах отсечные клапаны, если они не требуются для изоляции линии для обслуживания. Длина впускного трубопровода важна во избежание насыщения газом и ее следует делать насколько возможно короче.
Требования к трубопроводам дренажа корпуса
Для всех насосов и гидромоторов Danfoss в системах с замкнутым контуром требуется устройство трубопроводов дренажа корпуса для компенсации внутренних утечек. Кроме того, гидравлическую жидкость, протекающую через предохранительные клапаны линии подпитки и клапаны промывки контура следует отводить через трубопроводы дренажа корпуса.
Главными критериями при проектировании трубопроводов дренажа корпуса являются:
- противодавление в корпусах насосов и гидромоторов
- скорость потока рабочей жидкости и требуемое сечение линии
- охлаждение рабочей жидкости.
Дренажные трубопроводы могут быть разделены на отдельные участки, последовательно соединяющие множество корпусов устройств гидравлического контура. В системах с промывкой контура, коллектор промывки контура должен быть исходной точкой потока дренажа корпуса, а насос должен быть устройством, расположенным непосредственно перед охладителем.
Это позволит потоку проходить через все картеры устройств для смазки, охлаждения и удаления загрязнений. Падение давления на охладителе складывается с давлением в картере. Если такой подход приводит к чрезмерному росту давления в картере устройства, следует рассмотреть альтернативный вариант гидравлической схемы.
Для гидравлических устройств с манжетными уплотнениями, ограничение давления в корпусе определяется ограничениями технических параметров уплотнения. Превышение этих значений, даже кратковременно, может привести к преждевременному износу, разрыву или выдавливанию уплотнения. Для устройств с металлическими уплотнениями
постоянное давление в картере определяется критерием величины утечки через уплотнения вала, и предотвращением выдавливания прокладки в чрезвычайных условиях работы. Этот тип уплотнения вала не является герметичным. В таком уплотнении всегда существует масляная пленка, которая приводит к нормальной утечке приблизительно 0,5 л за 1000 часов работы при давлении в картере в заданных пределах. Повышение давления в корпусе приводит к увеличению этой утечки.
В системах со встроенными насосами подпитки, предохранительный клапан линии подпитки настраивается на обеспечение заданного перепада давления подпитки и давления в корпусе. При повышении давления в корпусе, особенно во время кратковременных скачков давления, необходимо поддерживать разность давления подпитки и давления в корпусе. Несоблюдение поддержания перепада давления в линии подпитки относительно давления в корпусе может привести к повреждению гидравлического устройства.
В системах с внешними насосами подпитки следует проверять, что в любых режимах поддерживаются перепад давления в линии подпитки и требуемое низкое давление контура. Если выносной предохранительный клапан в линии подпитки не привязан к давлению в картере гидроустройства, возможно, что предохранительный клапан линии подпитки не будет отслеживать бросков давления в корпусе, вследствие сжимаемости жидкости и изменения объема трубопроводов. Следует выполнить проверку и убедиться, что установка срабатывания предохранительного клапана в линии подпитки достаточно высока по отношению к ожидаемым скачкам давления в картере.