Основными параметрами объемных гидроприводов являются номинальные давление, рабочий объем, частота вращения, расход жидкости, условный проход и вместимость.
Номинальным давлением рном называют наибольшее избыточное давление, при котором устройство должно работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм.
В соответствии с ГОСТ 12445-80 (СТ СЭВ 518-77) номинальное давление (МПа) выбирают из следующего ряда:
0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250.
Значение номинального давления до 0,1 МПа выбирают по ряду R5, свыше 250 МПа по ряду R10 предпочтительных чисел по ГОСТ 8032-56.
На практике пользуются еще двумя понятиями давления максимальным и пиковым.
Максимальному давлению рmax соответствует наибольшее рабочее давление, характеризующее превышение над номинальным и допускаемое для периодической работы гидрооборудования.
Пиковому давлению рп соответствует максимальное давление, кратковременно возникающее при создании мгновенного сопротивления потоку и определяемое динамической характеристикой предохранительного устройства.
Герметичность гидрооборудования проверяют при максимальном давлении не менее 1,25рном, прочность при 1,5рном. Для проверки запаса прочности гидрооборудование подвергают разрушающему давлению, которое в 3.5 раз превышает номинальное, т.е. рразр 3рном. Гидрооборудование, подвергнутое разрушающему давлению, к эксплуатации не допускается.
Номинальный рабочий объем V0 (основной параметр объемных насосов, насосов-моторов и гидромоторов) расчетный рабочий объем, вычисленный без учета допусков, погрешностей формы и деформаций. Номинальные рабочие объемы (см3) выбирают из следующего ряда (по ГОСТ 13824-80, соответствующему СТ СЭВ 525-77 и международному стандарту ИСО 3662):
1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; (11,2); 12,5; (14); 16; (18); 20; (22,4); 25; (28); 32; (36); 40; (45); 50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140); 160; (180); 200; (224); 250; (280); 320; (360); 400; (450); 500; (560); 630; (710); 800; (900); 1000; (1120); 1250; (1400); 1600; (1800); 2000; (2240); 2500; (2800); 3200; (3600); 4000; (4500); 5000; (5600); 6300; (7100); 8000; (9000).
Цифры, указанные без скобок, относятся к основному ряду, а в скобках к дополнительному. При выборе номинальных рабочих объемов основной ряд следует предпочитать дополнительному.
Значения номинальных объемов до 1 см3 выбирают по ряду R10, свыше 9000 см3 по ряду R20 предпочтительных чисел по ГОСТ 8032-56; при этом надо отдавать предпочтение значениям по ряду R10.
Отклонение действительных значений номинальных рабочих объемов от указанных не должно быть более ±3 %.
Номинальной частотой вращения nном называют наибольшую частоту вращения, при которой гидромашина должна работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм. Значения номинальной частоты вращения (об/мин) гидромашин выбирают из следующего ряда (ГОСТ 12446-80; СТ СЭВ 519-77):
0,6; 0,96; 1,50; 2,40; 3,78; 6,0; 9,6; 15,0; 24,0; 37,8; 60; 75; 96; 120; 150; 192; 240; 300; 378; 480; 600; 750; 960; 1200; 1500; 1920; 2400; 3000; 3780; 4800; 6000; 7500; 9600; 12000; 15000; 19200; 24000.
Для насосов с приводом от электродвигателей допускается применять значения номинальной частоты вращения соответствующих электродвигателей.
Номинальным расходом Qном гидролиний и гидроаппаратов называют расход рабочей жидкости с определенной вязкостью при установленном номинальном перепаде давления. Согласно ГОСТ 13825-80 (СТ СЭВ 520-77) номинальный расход (л/мин) выбирают из следующего ряда:
1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 15,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500.
Значения номинальных расходов до 1 л/мин следует выбирать по ряду R5, свыше 2500 л/мин по ряду R10 предпочтительных чисел по ГОСТ 8032-56.
Условным проходом Dу называют округленный до ближайшего значения из установленного ряда диаметр круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала гидравлического устройства или площади проходного сечения присоединяемого трубопровода.
Условные проходы (мм) выбирают из ряда (ГОСТ 16516-8О; СТ СЭВ 522-77):
1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10; 12; 16; 20; 100; 125; 160; 200; 250.
Значения условных проходов до 1 мм следует выбирать по ряду Ra5, свыше 250 мм по ряду Ra10 нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69.
Номинальной вместимостью кондиционеров рабочей среды (гидробаков, гидроаккумуляторов, теплообменников и очистителей) называют наибольший объем жидкости, занимающий рабочую полость в процессе эксплуатации. Номинальную вместимость Vном в дм3 выбирают из ряда (ГОСТ 12448-80; СТ СЭВ 524-77):
0,4; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10,0; 16,0; 25,0; 40; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3200; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000; 12500; 16000; 20000; 25000.
Основные режимы работы и условия эксплуатации гидрооборудования.
Гидрооборудование, устанавливаемое на мобильных машинах с объемным гидроприводом, эксплуатируется преимущественно на открытом воздухе при широком диапазоне изменения температуры, в условиях, характеризуемых повышенной запыленностью воздуха, частыми кратковременными перегрузками и вибрацией. Режимы работы гидрооборудования определяются величиной и интенсивностью внешней нагрузки, характером рабочего процесса и другими факторами (табл. 1.1).
Условия эксплуатации машин с гидроприводом определяются климатическими факторами внешней среды температурой, влажностью и давлением воздуха, солнечным излучением, дождем, ветром, пылью, инеем и соляным морским туманом. ГОСТ 15150-69 устанавливает исполнения, категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования изделий в части воздействия климатических факторов внешней среды, которые разделяются на нормальные, номинальные, рабочие и предельные.
При расчетах номинальных параметров изделий учитывают воздействие эффективного значения климатического фактора в процессе эксплуатации и хранения, которое оказывает влияние на срок службы и ресурс гидрооборудования.
Таблица 3.1. Режим работы гидрооборудования
| Режим работы | Пример | |
| Наименование | Характеристика | |
| Легкий | Эпизодическая работа не связанная с технологическим циклом машины (установка исполнительных органов до начала рабочих операций) | Привод механизмов подъема и опускания рабочего органа рыхлителей, дорожных фрез, кусторезов, каналокопателей, снегоочистителей, выносных опор экскаваторов, стреловых самоходных кранов и других машин. |
| Средний | Периодическая работа, связанная с технологическим циклом машины | Привод рабочего оборудования, скреперов, автогрейдеров, бульдозеров и кранов автомобильных, коммунальных машин; привод рулевого управления самоходных машин |
| Тяжелый | Постоянная работа при выполнении технологического цикла машины или ее передвижений | Привод рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов, погрузчиков, экскаваторов дреноукладчиков, автобетононасосов, валочно-пакетирующих и бурильных машин; привод механизмов передвижения дорожных катков, асфальто- и бетоноукладочных машин |
Для гидрооборудования общего применения, удовлетворяющего комплексу технических требований, общему для большинства случаев применения, в качестве номинальных принимают значения климатических факторов внешней среды, в пределах которых обеспечивается нормальная эксплуатация. В нормативно-технической документации (НТД) на гидрооборудование указывают рабочие значения климатических факторов, в пределах которых обеспечивается сохранение номинальных параметров, и экономически целесообразный срок службы гидрооборудования
Значения климатических факторов, при которых гидрооборудование чрезвычайно редко и в течение не более 6 ч может оказаться в процессе эксплуатации, принято считать предельными рабочими, и изделия должны при этом:
· сохранять работоспособность с допустимыми отклонениями от номинальных параметров, указываемых в технических условиях;
· после прекращения действия этих предельных рабочих значений восстанавливать номинальные параметры;
В зависимости от воздействия климатических факторов в процессе эксплуатации машин в технических условиях на конкретные виды гидрооборудования указывают климатические исполнения и допустимые отклонения параметров от их первоначальных значений.
Согласно ГОСТ 15150-69 территория земного шара разделена на макроклиматические районы. Поставляемые в эти районы изделия должны изготавливаться в соответствующих климатических исполнениях с учетом категории размещения (укрупненно), характеризующей воздействие климатических факторов внешней среды в пределах данной географической зоны.
Анализ влияния климатических факторов внешней среды и многолетний опыт эксплуатации большого количества мобильных машин с объемным гидроприводом показали, что температура внешней среды оказывает наибольшее влияние на надежность и работоспособность гидрооборудования [4, 5, 10, 12, 14, 15, 25].
К макроклиматическому району с умеренным климатом, относятся районы, где средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже плюс 40°С, а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше минус 45 С (исполнение У).
К макроклиматическому району с холодным климатом относятся районы, в которых средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха ниже минус 45°С (исполнение ХЛ). В этом обширном по территории районе наиболее низкие температуры воздуха (абсолютные минимумы - до минус 60°С и ниже) длительностью до 6 ч подряд в зимний период имеют вероятность возникновения один раз в 70-80 лет. Абсолютный минимум температуры воздуха, которая бывает один раз в два года длительностью 5-6 ч подряд, находится в пределах от минус 20 до минус 60 С.
Для мобильных машин возможен перерыв в работе, поэтому в качестве основного климатического фактора, необходимого для расчета и проектирования объемного гидропривода, следует принимать среднее значение температуры окружающего воздуха минус 50С в течение пяти суток подряд (120 ч) с повторяемостью один раз в 5 лет. Следовательно, для надежной эксплуатации мобильных машин с объемным гидроприводом в районах холодного климата они должны быть рассчитаны на изменение температуры воздуха в пределах от плюс 25С до минус 50С.
Изделия в специальном арктическом исполнении для районов с очень холодным климатом, где средняя минимальная температура ниже минус 60С, изготовляют для Антарктиды.
К макроклиматическому району с влажным тропическим климатом относятся районы, в которых сочетание температуры, равной или выше 20С и относительной влажности, равной или выше 80%, наблюдается примерно 12 или более часов в сутки за непрерывный период от 2 до 12 месяцев в году (исполнение ТВ).
Районы, в которых средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха выше плюс 40С, относятся к макроклиматическому району с сухим тропическим климатом (исполнение ТС). Изделия в исполнениях У и ХЛ могут эксплуатироваться в теплой и жаркой зонах СССР по ГОСТ 16350-80, в которых средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха выше плюс 40С или сочетание температуры, равной или выше плюс 20С и относительной влажности, равной или выше 80%, наблюдается более 12 ч в сутки за непрерывный период более двух месяцев в году. Для обозначения места размещения изделий в эксплуатационной документации, а также на заводской табличке, где должен быть приведен тип (марка) гидрооборудования; после указания климатического исполнения указывают категорию размещения для эксплуатации на открытом воздухе (1), под навесом или в помещениях (2), в закрытых помещениях (3), в закрытых отапливаемых или охлаждаемых производственных помещениях (4) и в помещениях (в том числе в подземных) с повышенной влажностью (5).
При создании мобильных машин и применении гидравлического оборудования необходимо учитывать режимы и условия их эксплуатации. Так, например, одноковшовые экскаваторы, бульдозеры, автогрейдеры, стреловые самоходные краны, погрузчики, копровое оборудование эксплуатируются в течение всего года, а шнекороторные и плужные снегоочистители, снегопогрузчики, рыхлители мерзлого грунта предназначены для эксплуатации в осенне-зимний и преимущественно в зимний период. Многие мелиоративные машины для строительства оросительных и осушительных каналов, эксплуатации мелиоративных систем способом гидромеханизации, а также бетонотранспортные машины и технологическое оборудование для производства строительных материалов эксплуатируются в районах с умеренным и жарким климатом при температуре воздуха, не ниже 0 С.