«Судовые вспомогательные механизмы, системы и их эксплуатация» (стр. 20 )

К преимуществу гидроприводов относятся:

плавное (бесступенчатое) регулирование скорости в широком диапазоне; большое переменное усилие и моменты; хорошая приемистость при пуске, разгоне, реверсе и остановке, способность - иметь надёжную защиту от перегрузок; возможность применения дистанционного управления и автоматизации; малая удельная масса (0,2-0,3 кг на 1 кВт передаваемой мощности).

Недостатком гидропривода:

Является несколько меньший (чем электропривода) КПД, ещё более снижающийся в процессе регулирования при износе узлов и деталей из-за возрастания утечек жидкости. По числу циклов работы за один оборот различают насосы однократного и многократного действия. Насосы однократного действия выполняют регулируемыми и нерегулируемыми, а насосы многократного действия только нерегулируемыми. Объемный к. п. д. зависит от размеров насоса и составляет при расчетном давлении 0,7--0,9. Пластинчатые насосы однократного действия применяют в гидросистемах с небольшим давлением (до 4--5 МПа). Их недостаток заключается в большой радиальной нагрузке на вал ротора. Для высоких давлений применяют нерегулируемые пластинчатые насосы двукратного действия. Применяют на судах в гидравлических рулевых машинах и гидравлических приводах палубных механизмов.

  В гидравлических передачах мощности механизмам судна наиболее широкое применение получили роторно-поршневые насосы.

  Роторно-поршневым насосом называют роторно-поступательный насос с рабочими органами в виде поршней или плунжеров. Различают насосы радиально-поршневые, у которых ось вращения перпендикулярна осям поршней, и аксиально-поршневые, у которых ось ротора параллельна осям поршней.

  Радиально - поршневые насосы имеют высокий к. п.д. (объемный 0.96-0,98 и механический 0,80--0,95) и ресурс работы до 40 000 ч, в связи с чем их широко применяют в различных отраслях промышленности, а также на судах. Мощность отдельных радиально-поршневых насосов достигает 3000 кВт, а подача -- 500 м3ч. Они рассчитываются на номинальное давление 10--20 МПа.

Аксиально-поршневые нерегулируемые насосы с постоянным направлением потока, наклонным блоком и двойным карданом выпускаются отечественной промышленностью трех типоразмеров: Н71Н, Н140Н и Н250Н (Н -- насос, цифра -- рабочий объем, см3, Н -- нерегулируемый).

  При работе на номинальном режиме они имеют до первого капитального ремонта ресурс более 5000 ч. Причем через каждые 2000 ч работы необходимо заменять уплотнительные манжеты, утечка жидкости через которые не должна превышать 0,5 см3/ч. В конце ресурса объемный к. п.д. не должен снижаться более чем на 10%. Привод насоса предусмотрен через упругую муфту. Корпус должен быть ниже уровня рабочей жидкости в системе.

  Роторно-поршневые гидравлические машины широко используют в качестве гидродвигателей. Гидродвигатели используются в гидроприводах палубных механизмов.

Элементы объёмного гидропривода, рабочие жидкости, гидроаппаратура, гидролинии и гидроёмкости. Правила технической эксплуатации.

  Объемным гидроприводом называется совокупность объем гидромашин, гидроаппаратуры и вспомогательных устройств, соединённых с помощью гидролиний. Предназначен для передачи энергии и преобразования движения с помощью жидкости и состоят из:

Гидромашин - гидронасосы, гидродвигатели. Гидроаппаратуры - клапаны, дроссели, гидрораспределители.

По виду источника энергии:

насосный, т. е., рабочая жидкость подается в гидродвигатель насосом - эта система наиболее распространена, аккумуляторный. магистральный.

Требования к рабочим жидкостям:

малоизменяемая вязкость в диапазоне рабочих температур, пожаро - и взрыво безопасность, нетоксичность, рабочие жидкости не должны разрушать резину, и иметь диэлектрические свойства, не должны смешиваться с водой, не должны быть сжимаемы.

(Индустриальное 20, 30-вязкость, Турбинное 22, трансформаторное, веретенное АУ, силиконовая жидкость ВТУ).

Гидропривод на судне может работать в условиях с интервалом температур от -45оС до + 45оС, а в машинных отделениях при температуре от –70оС до +80о С.

Элементы гидросистем:

Объёмный гидродвигатель - гидромашина для преобразования энергии потока рабочей жидкости, в энергию движения выходного звена. В зависимости от характера выходного звена делятся на 3 группы: гидромоторы - сообщают выходному звену неограниченное вращательное движение. Гидроцилиндры - сообщают выходному звену неограниченное поступательное движение. Поворотные гидродвигатели - сообщают выходному звену ограниченное вращательное движение.(<360 о) поворотный. Гидромоторы - это роторные гидронасосы, обращенные в гидродвигатели:

  аксиально - поршневые, радиально - поршневые, пластинчатые, шестеренные.

Гидродвигатели одностороннего действия, в которых поршень перемещается силой давления жидкости в одну сторону, а в другую -  под действием внешних сил.; 2-х стороннего действия – телескопический - когда желаемый ход превышает установочную допустимую длину.

К  объёмному  гидроприводу  Классификационными  обществами предъявляются следующие основные требования:

гидравлические механизмы должны быть рассчитаны на прочность исходя из условий их эксплуатации; трубопроводы гидравлических приводов должны изготовляться из стальных бесшовных труб; гидроприводы должны иметь предохранительные клапаны; гидропривод должен иметь клапана для выпуска воздуха. в системе трубопроводов гидропривода необходимы фильтры; гидропривод должен иметь штатные контрольно-измерительные приборы, контролирующие его работу.

Гидрожидкости:

В качестве рабочей жидкости в гидроприводе используется минеральное масло, обеспечивающее смазку и охлаждение узлов трения насоса и гидродвигателя. Рекомендуется наибольшее значение температуры масла при работе гидродвигателя не более 80°С. Замена масла должна производиться после возрастания кислотного числа вдвое по сравнению с первоначальным. В начале эксплуатационного периода гидропривода первую смену масла рекомендуется производить после 50-100 часов работы для удаления с ним продуктов интенсивного износа. Масло с антиокислительными и антикоррозионными присадками служит около трёх лет. Масла без присадок заменяются ежегодно. Опыт эксплуатации гидропривода показывает, что его надёжность зависит от чистоты внутренних полостей гидрооборудования, трубопроводов и рабочей жидкости, что обеспечивается промывкой гидропривода от технологических загрязнений при его сборке и заполнении чистой рабочей жидкостью. Анализ масла сдается каждые 3 месяца в независимую лабораторию на берегу, методом отбора из системы примерно = 100 – 150 мл/л  в пластиковую бутылку со спец. этикеткой и передается через агента в порту для отсылки в лабораторию. Данное действие обязательно согласно требованию Кодексу МКУБ.

  Анализ причин отказов и нарушений в работе гидропривода показывает:

Что это происходит из-за насыщения рабочей жидкости воздухом. Наличие воздуха в гидроприводе приводит к усилению ценообразования, к развитию кавитации, к коррозии деталей, снижению быстродействия и нарушению точности его работы.  Пена в гидроприводе при резком изменении нагрузки приводит к возникновению скачкообразного перемещения исполнительного механизма. Для устранения вредного влияния воздуха необходимо строгое выполнение условий снижения его количества в гидросистеме.

СИСТЕМА С РАЗОМКНУТЫМ КОНТУРОМ ЦИРКУЛЯЦИИ.

В системе с разомкнутый контуром циркуляции установлен поворотный гидродвигатель и параллельно ему - дроссель. При полном открытии дросселя скорость гидромотора минимальна, так как большая часть потока жидкости отводится через него в бак, минуя гидродвигатель. По мере закрытия дросселя  скорость гидродвигателя  будет увеличиваться и достигнет наибольшего значения при полном закрытии дросселя. В средней позиции распределителя  линия насоса замкнута на бак. При перегрузке гидродвигателя  давление в напорной линии может превысить допустимую величину, тогда через предохранительный лапан  часть жидкости будет отводиться в бак.

В системах с разомкнутым контуром циркуляции фильтры  и  могут устанавливаться перед насосом или после него для обеспечения полнопроточной фильтрации.

В гидросистемах с насосами мощностью более 6 кВт на сливной линии устанавливают охладитель жидкости.

СИСТЕМА С ЗАМКНУТЫМ КОНТУРОМ ЦИРКУЛЯЦИИ.

  В системе с замкнутым контуром циркуляции жидкости установлены регулируемые насос с реверсивным потоком  и гидромотор с реверсивным потоком. Предохранительные клапаны  и  защищают гидролинии а и б от высоких давлений, каждая из которых может оказаться напорной при реверсе потока.

Система подпитки состоит из:

вспомогательною насоса, фильтра, переливного  и двух обратных  клапанов, сообщающих систему подпитки с линией слива и разобщающих её с напорной линией.

В системах с замкнутым контуром применяется объёмный способ регулирования, при котором изменение скорости выходного звена гидромотора происходит при изменении рабочего объёма насоса или гидромотора.

Увеличение рабочего объёма насоса  сопровождается возрастанием подачи и частоты вращения вала гидромотора, поскольку через него проходит большее количество жидкости за единицу времени при неизменном рабочем объёме.

Уменьшение рабочего объёма насоса даёт обратный эффект.

  С уменьшением рабочего объёма гидромотора (что возможно у роторно-поршневых гидромоторов) частота вращения вала гидромотора увеличивается а момент на валу убывает, поскольку подача насоса остаётся неизменной.

Использование в системе регулируемых насоса и гидромотора, расширяет диапазон регулирования. 

Реверс  гидромотора в  системах  с  замкнутым контуром циркуляции осуществляется реверсом подачи насоса.

Гидропривод с объёмным регулированием обеспечивает более экономичную работу и высокую стабильность заданного режима, чем гидропривод с дроссельным регулированием. Однако объёмное регулирование связано с использованием дорогостоящих регулируемых гидромашин, поэтому его применяют в тех случаях, когда это оправдано технически и экономически, например в гидроприводах большой мощности с длительными режимами работы.