Obsah
1. Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2. Hydromotory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.1 Přímočaré hydromotory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.2 Rotační hydromotory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3. Hydrogenerátory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 4. Rozváděče . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 4.1 Šoupátkové rozváděče . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 4.2 Ventilové rozváděče. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5. Jednosměrné ventily. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 5.1 Jednosměrné ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 5.2 Hydraulické zámky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 6. Tlakové ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.1 Jednostupňové tlakové ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.2 Dvoustupňové tlakové ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7. Redukční ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 7.1 Jednostupňové redukční ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 7.2 Dvoustupňové redukční ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 8. Škrticí ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 8.1 Škrticí ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 8.2 Škrticí ventily se stabilizací . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 9. Proporcionální ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 9.1 Proporcionální ventily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 10. Nádrže . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 11. Akumulátory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 12. Filtrace a filtry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 12.1 Filtrace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 12.2 Zařízení pro filtraci provozní kapaliny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 12.3 Zařízení pro filtraci vzduchu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 12.4 Pokyny pro montáž a údržbu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 13. Propojovací vedení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 13.1 Potrubí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 13.2 Hadice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 13.3 Bloky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 13.4 Svorníky a matice pro výškové modulové sdružování . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 14. Zásady montáže a údržby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1
1. Úvod - hodnoty nastavení tlakových a redukčních ventilů - časové údaje u zpožBovacích (brzdicích) prvků - filtrační schopnost olejových filtrů - označení a typy všech použitých prvků - světlosti vedení (vnější průměry a síly stěn potrubí, světlosti a délky hadic) - světlosti vývodů (rozměry závitů) f) při elektrickém řízení obvodů (rozumí se včetně ovládacích elektromagnetů) kreslit elektrické a hydraulické schéma zvlášC, společné prvky (elektromagnety, tlakové spínače, koncové spínače apod.) značit v obou případech shodně.
Hydraulické mechanizmy jsou nedílnou součástí většiny moderních strojů a zařízení. Jejich použití umožňuje nové způsoby uspořádání strojů, dosažení jejich optimálních provozních parametrů, jejich lepší účinnosti, nižší hmotnosti, většího regulačního rozsahu a větší provozní spolehlivosti. Uvedené výhody jsou však podmíněny dodržením zásad správné konstrukce, montáže a údržby. V následujících kapitolách jsou uvedeny některé pokyny, sestavené na základě zkušeností z projektování, výroby i provozu hydraulických mechanizmů a rovněž některá doporučení z norem a katalogů.
Návrh hydraulického obvodu Před návrhem hydraulického obvodu je nutno zjistit nebo určit: a) u přímočarých hydromotorů požadovanou sílu, rychlost, zdvih b) u rotačních hydromotorů rozsah otáček, výkonů, eventuelně krouticích momentů c) časový průběh požadované činnosti, eventuelně pracovního cyklu, sled funkcí, charakter provozu d) požadovaný způsob ovládání, určení druhu prostředí e) další specifické údaje (prostorové, případně hmotnostní)
Konstrukční řešení hydraulických obvodů a) RozmísCování prvků na stroji je třeba volit tak, aby byly dobře přístupné nebo viditelné pro možnost kontroly, seřizování, údržby nebo výměny. To se týká zejména teploměrů, manometrů, seřizovacích prvků, nalévacích a vypouštěcích hrdel, filtrů. b) Při konstrukci je třeba vhodně navrhnout dosedací plochy pro hydraulické prvky a jejich opracování podle požadavků v katalozích prvků. Při nedodržení může docházet k úniku oleje pod těsněním nebo může být ohrožena samotná funkce prvku.
Po rozboru těchto údajů je nutno stanovit základní koncepci navrhovaného mechanizmu a na základě požadovaných parametrů, charakteru provozu, způsobu řízení, dostupnosti motorů a dalších prvků určit maximální výši požadovaného provozního tlaku i průtoku a určit druh zdroje včetně charakteru jeho provozu. Současně s uvedenou činností se připravuje i hydraulické schéma.
Následující kapitoly jsou doplněny výběrem z ČSN 11 900 (hydraulické mechanizmy - názvosloví) a z ČSN 01 3624 (značky schémat hydraulických a pneumatických sestav). Tab. 1: Charakteristické parametry - jednotky Charakteristické parametry
Pokyny pro kreslení schémat hydraulických obvodů Schéma musí jednoznačně vyjadřovat funkci daného obvodu. Prvky se kreslí ve výchozí poloze. Základní poloha je převážně určena jejich přestavením silou pružin, u elektrických prvků stavem bez napětí, u koncových spínačů stavem před započetím cyklu. Jednotlivé značky, jejich kombinace a sestavení musí být zakresleny čitelně a přehledně. Doporučuje se: a) rozmístění prvků ve schématu kreslit bez ohledu na skutečné rozmístění ve stroji nebo zařízení b) přímočaré motory a rozváděče kreslit pokud možno vodorovně c) spoje kreslit rovné, pokud možno bez křížení d) podskupiny vyznačit orámováním čerchovanou čarou e) do schémat vždy uvádět: - napětí, výkony a otáčky elektromotorů, výkony, otáčky a smysl otáčení spalovacích motorů - skutečné tlaky a průtoky hydrogenerátorů - průměry pístů, pístnic a zdvihy (Æ D / d x h) přímočárých hydromotorů - geometrický objem a rozsah otáček rotačních hydromotorů
Označení
Jednotky
Pracovní tlak
p
[MPa] *
Tlakový spád
Dp
[MPa] *
Průtok
Q
[dm3.min-1]
Síla
F
[N, kN]
Rychlost
v
[m.s-1]
Krouticí moment
M
[Nm]
Otáčky
n
[min-1]
Plocha
S
[cm2]
Geometrický objem
Vg
[cm3]
Mechanická účinnost
hm
[1]
Objemová účinnost
hv
[1]
Celková účinnost
hc
[1]
Výkon
P
[kW]
* Někteří výrobci udávají tlak v jednotkách bar (1 MPa = = 10 bar).
3
2. Hydromotory Realizují přeměnu tlakové energie na energii mechanickou.
Výpočet základních parametrů
2.1 Přímočaré hydromotory
Síla při vysouvání pístnice
· jednočinné s jednostrannou pístnicí - přiváděnou kapalinou (A) lze dosáhout pohybu pístnice pouze v jednom směru, zpětný pohyb zajišCuje vnější síla nebo pružina, protilehlá část motoru je volně spojena s atmosférou (obr. 1a, 1b) · dvojčinné s jednostrannou nebo průběžnou pístnicí přiváděnou kapalinou (A nebo B) lze dosáhnout pohybu pístnice v obou směrech (obr. 1c, 1d) · dvojčinné s jednostranným měnitelným brzděním v krajní poloze - jednostranné tlumení (obr. 1e) · dvojčinné s oboustranným měnitelným brzděním v krajních polohách - oboustranné tlumení (obr. 1f) · jednočinné jednostranné teleskopické - zpětný pohyb zajišCuje vnější síla (obr. 1g) · dvojčinné jednostranné teleskopické - přiváděnou kapalinou (A nebo B) lze dosáhnout pohybu pístů v obou směrech (obr. 1h).
10
Síla při zasouvání pístnice
F2 [kN] =
p2 . S2 - p1 . S1 10
Rychlost vysouvání pístnice -1
v1[m . s ] =
Q1 l. min-1 6 . S1 cm2
Rychlost zasouvání pístnice
v 2[m . s-1] =
S1 p1
Rychlost pohybu pístu je závislá na průtoku a velikosti činné plochy pístu.
Q1
Q2 6 . S2
S2 F2 v2
Síla na pístnici je závislá na hodnotě provozního tlaku kapaliny a velikosti činné plochy pístu.
a)
p1 MPa . S1 cm2 - p2 . S2
F1 [kN] =
v1 F1
p2 Q2 obr. 2
b)
Výsledné síly za pohybu budou pak menší vzhledem k mechanické účinnosti přímočarého hydromotoru.
A
A
c)
A
d)
Uchycení přímočarých hydromotorů
f)
Způsob uchycení hydromotorů výrazně ovlivňuje velikost maximální síly, kterou může být zatížena pístnice při požadovaném vysunutí. Hodnoty dovoleného namáhání ve vzpěru jsou uváděny v katalozích výrobků včetně možných variant uchycení pro daný typ motoru.
A
B
e)
B
Příklad přímočarého hydromotoru UHN1-315:
A g)
B
A
B
h)
A
A
B
Popis konstrukce a funkce (obr. 3)
Přímočaré hydromotory řady UHN1-315 mají konstrukci se šroubovanými přírubami (1) a jednostrannou pístnicí (2). Vedení pístu je provedeno bronzovým kroužkem (3), vedení pístnice bronzovým pouzdrem (4). Vnější těsnění zajišCuje těsnicí manžeta (5) se stíracím kroužkem (6), vnitřní těsnění dvojice těsnicích manžet (7). Tlumení v koncových polohách pístnice je provedeno škrcením odpadu přes tlumicí jehlu (8), velikost tlumení lze spojitě nastavit.
obr. 1
4
HYDROMOTORY
obr. 3
2.2 Rotační hydromotory
Výpočet základních parametrů
Podle principu vytváření geometrického objemu Vg (objem prostoru zaplněného kapalinou na 1 otáčku rotoru) se dělí na: 1) zubové - geometrický objem je vytvářen zubovými mezerami spoluzabírajících ozubených kol 2) lamelové - geometrický objem je vytvářen prostorem mezi lamelami, statorem a rotorem 3) pístové -geometrický objem je vytvářen pohybem pístů v rotoru a) axiální - písty jsou rovnoběžné s osou otáčení nebo nakloněné k ose otáčení o úhel menší než 45° b) radiální - písty jsou kolmé k ose otáčení nebo nakloněné k ose otáčení o úhel větší než 45°
Průtok pro požadované otáčky
Q[dm3 . min-1] = Otáčky hřídele motoru
n[min-1] =
A
B L
b)
A
B L
c)
A
B L
d)
1000 . hv 1
Q dm3. min-1 .1000 . hv 1 Vg cm3
Krouticí moment na hřídeli motoru
M[Nm] =
Vg cm3 . Dp MPa . hc 1 2
Výkon na hřídeli motoru
P[kW] =
Rotační hydromotory lze dále rozdělit na: 1) jednosměrné neregulační - geometrický objem nelze měnit, přiváděnou kapalinou (A) lze dosáhnout otáčení výstupního hřídele v jednom smyslu (obr. 4a) 2) obousměrné neregulační - geometrický objem nelze měnit, přiváděnou kapalinou (A nebo B) lze dosáhnout otáčení výstupního hřídele v jednom nebo druhém smyslu (obr. 4b) Otáčky výstupního hřídele jsou určeny velikostí přiváděného průtoku 3) jednosměrné regulační - s proměnným geometrickým objemem (obr. 4c) 4) obousměrné regulační - s proměnným geometrickým objemem (obr. 4d) Otáčky výstupního hřídele jsou určeny velikostí přiváděného průtoku a velikostí nastaveného geometrického objemu.
a)
Vg cm3 . n min-1
M Nm . n min-1
Přibližné hodnoty objemové účinnosti: pro zubové motory hv = 0,85 - 0,95 pro lamelové hv = 0,8 - 0,9 pro pístové hv = 0,9 - 0,98 Přibližné hodnoty celkové účinnosti: pro zubové motory hc = 0,6 - 0,8 pro lamelové hc = 0,65 - 0,8 pro pístové hc = 0,8 - 0,95
A
B L
obr. 4
5
9549
HYDROMOTORY
Připojení rotačních hydromotorů
Příklad rotačního hydromotoru MRAK6:
Velký vliv na dobrou funkci a životnost má přesnost vyrovnání os (souosost) hřídelů hydromotoru a hnaného zařízení. Spojení hydromotoru s hnaným zařízením musí být provedeno spojkou vylučující přenášení axiálních a radiálních sil na hřídel hydromotoru, spojka nesmí být na hřídel montována narážením. Potrubí pro odvod ztrátového průtoku musí mít předepsanou světlost a musí být vedeno tak, aby byl celý vnitřní prostor hydromotoru zaplněn olejem. Toto potrubí musí být samostatné s vyústěním pod hladinu oleje v nádrži.
Popis konstrukce a funkce (obr. 5)
Hydromotory MRAK6 jsou určeny pro rotační pohony s vysokými nároky na rozsah otáček a krouticích momentů. Jsou použitelné pro oba směry otáčení a mohou být reverzovány i při zatížení. Konstrukce motorů umožňuje i jejich použití v oblasti nízkých otáček, avšak rovnoměrnost otáčení je silně závislá na vlastnostech zátěže. Dimenzování a uložení hřídele motoru umožňují přídavné zatížení vnější radiální silou, nepřipouští však žádné zatížení axiální.
obr. 5
6
3. Hydrogenerátory Realizují přeměnu mechanické energie na tlakovou energii kapaliny. Podle principu vytváření geometrického objemu Vg se dělí na: 1) zubové - geometrický objem je vytvářen zubovými mezerami spoluzabírajících ozubených kol 2) lamelové - geometrický objem je vytvářen prostorem mezi lamelami, statorem a rotorem 3) pístové - geometrický objem je vytvářen pohybem pístů v rotoru axiální - písty jsou rovnoběžné s osou otáčení nebo nakloněné k ose otáčení o úhel menší než 45° radiální - písty jsou kolmé k ose otáčení nebo nakloněné k ose otáčení o úhel větší než 45°
Výpočet základních parametrů Průtok dodávaný hydrogenerátorem Q[dm3 . min-1] =
c)
P
b) P
P
S
S
S
d)
P
S
Krouticí moment potřebný pro pohon hydrogenerátoru M[Nm] =
Vg cm3 . Dp MPa 2
Příkon potřebný pro pohon hydrogenerátoru
P[kW] =
Q dm3. min-1 . Dp MPa 60 . hc 1
Hodnoty účinností lze uvažovat stejné jako u hydromotorů.
Připojení hydrogenerátorů - základní konstrukční zásady Dobrá funkce a vysoká životnost je podmíněna souosostí hřídele hydrogenerátoru a hřídele hnacího zařízení (motoru). Spojení hydrogenerátoru s hnacím zařízením musí být provedeno spojkou vylučující přenášení axiálních a radiálních sil na hřídel hydrogenerátoru - v žádném případě nesmí být uvedené osy pevně spojeny. Světlost sacího potrubí nesmí být menší než v katalogu uvedená jmenovitá světlost sání, potrubí nesmí mít ostré přechody, změny průřezu a ostré oblouky. Tlak v sacím potrubí měřený těsně u tělesa hydrogenerátoru nesmí klesnout v rozsahu provozních teplot pod výrobcem předepsanou hodnotu. Tento tlak závisí na ztrátách v potrubí, sací výšce, teplotě a viskozitě oleje, otáčkách a daném geometrickém objemu. Pro sací potrubí doporučujeme používat ocelové tenkostěnné trubky. Konec sacího potrubí má být seříznut pod úhlem 45°, má být vzdálen od dna nádrže min. 2,5 násobek průměru potrubí a min. 100 mm pod nejnižší předpokládanou hladinou oleje v nádrži. Potrubí pro odvod ztrátového průtoku musí mít výrobcem předepsanou světlost a musí být vedeno tak, aby byl celý vnitřní prostor hydrogenerátoru zaplněn olejem. Toto potrubí musí být samostatné s vyústěním pod hladinu oleje v nádrži (obr.7). Soustrojí elektromotor-spojka-mezipříruba -hydrogenerátor včetně sacího potrubí doporučujeme na víko nádrže uložit pružně z důvodu snížení vibrací a hlučnosti.
P
L
L S S - sání, P - výtlak, L - odvod ztrátového oleje
1000
Otáčky hřídele hydrogenerátoru pro požadovaný průtok Q dm3. min-1 .1000 n[min-1] = Vg cm3 . hv 1
Hydrogenerátory lze dále rozdělit na: 1) jednosměrné neregulační - geometrický objem nelze měnit (je konstantní), velikost průtoku je určena počtem otáček hnacího hřídele a) jednoduché (obr. 6a) b) dvojité (obr. 6b) 2) jednosměrné regulační - geometrický objem lze měnit, velikost průtoku je určena počtem otáček hnacího hřídele a velikostí nastaveného geometrického objemu a) s ruční nebo mechanickou regulací Vg (obr. 6c) b) s regulací na konstantní tlak - Vg je řízen speciálním tlakovým ventilem (obr. 6d) c) s regulací na konstantní průtok d) s regulací na konstantní výkon
a)
Vg cm3 . n min-1 . hv 1
obr. 6
7
HYDROGENERÁTORY
1 Elektromotor 2 Zubový hydrogenerátor 3 Pístový regulační hydrogenerátor 4 Příruba 5 Spojka 6 Tlumicí pryžový kruh
1
5 6
S - sání P - výtlak L - prosak X - řízení
4 2 3
obr. 7
Příklad axiálního pístového hydrogenerátoru řady PV: Popis konstrukce a funkce (obr. 8)
Axiální pístové hydrogenerátory řady PV jsou hydrogenerátory se šikmou deskou a proměnným geometrickým objemem (změna průtoku se provádí změnou sklonu šikmé desky). Jsou určeny převážně pro napájení hydraulických systémů, pracujících s konstantním tlakem. Tlak je plynule nastavitelný od 0,9 do 31 MPa. Nastavení tlaku se provádí buB ručně šroubem, umístěným přímo na regulátoru (provedení C), nebo dálkově (provedení F). Nastavení průtoku hydrogenerátoru mezi maximem a nulou umožňuje šroub s pojistnou maticí. Tlakové regulátory v provedení C a F dovolují plný průtok na výstupu hydrogenerátoru dokud tlak v systému nedosáhne hodnoty, nastavené na tlakovém regulátoru. Potom dojde ke snížení průtoku na hodnotu, kterou potřebuje systém. Tlak na výstupu zůstane prakticky na nastavené hodnotě. Ovládací píst regulačního ústrojí hydrogenerátoru je řízen
tlakovým regulátorem v provedení s třícestným šoupátkem. Rychlá odezva (50 ms po snížení průtoku a 120 ms po zvýšení průtoku) daná konstrukcí regulačního ústrojí a zejména velkou propustností řídicího ventilu redukuje tlakové špičky na minimum. Regulátor v provedení L se používá pro regulaci průtoku hydrogenerátoru s vyloučením vlivu zátěže (Load sensing). Regulátor typu T řídí průtok hydrogenerátoru v určitém rozsahu tlaků tak, aby výkon byl přibližně konstantní, čímž se zabraňuje přetěžování hnacího motoru hydrogenerátoru. Pravotočivý hydrogenerátor má regulátor umístěný na levé staně tělesa, levotočivý na pravé straně. Pozor, dimenzování a uložení hřídele hydrogenerátoru dovolují zatěžování pouze krouticím momentem. Proto je třeba připojit hydrogenerátor na hnací motor pomocí spojky, která zabrání zatížení hřídele vnějšími radiálními a axiálními silami.
Ovládací píst Šroub regulátoru tlaku Šroub nastavení maximálního průtoku
Rotor Deska rozdělovače
Šikmá deska
Upevňovací příruba
Přítlačná pružina
Přítlačná deska
obr. 8 8
4. Rozváděče Rozváděče slouží v hydrulických obvodech k hrazení nebo změně směru průtoku kapaliny, tzn. k ovládání pohybu hydromotorů. Podle základního konstrukčního řešení se dělí na: 1) šoupátkové - mají v uzavřeném stavu svodový průtok, který je způsoben vůlí mezi tělesem a šoupátkem a bývá většinou sveden do odpadního kanálu rozváděče 2) ventilové (sedlové) - nemají v uzavřeném stavu svodový průtok, tzn. nepropouští mezi kanály ani do odpadu. Nejčastěji se používají rozváděče šoupátkové s přímočarým pohybem šoupátka. Maximální průtok i provozní tlak jsou určeny konstrukčním provedením rozváděče, volba propojení kanálů je závislá na požadované funkci rozváděče v hydraulickém obvodu.
4.1 Šoupátkové rozváděče Počet čtverců udává počet poloh (stabilních stavů) rozváděče (obr. 9), polohy se značí arabskými číslicemi (1,0,2), poloha 0 je výchozí. Šipky ve čtvercích značí směr proudu v kanálech, příčné čáry na vedení značí uzavření průtoku. Přechodové stavy jsou označeny čtvercem s čárkovanými čárami. Druh rozváděče se udává zlomkem. Např. 4/3 je rozváděč čtyřcestný třípolohový (4 kanály - P, T, A, B). Činnost rozváděče při přestavení se určí myšleným přemístěním příslušného čtverce do výchozí polohy, koncové body vedení musí splynout s kanály rozváděče v novém stavu. Skutečné propojení kanálů je realizováno axiálním přesunutím šoupátka do určené polohy (přehled běžně užívaných propojení - viz obr. 11).
1
0
a
B
A
2 a
b
Výchozí poloha 0 - hydromotor stojí poloha 1 . sepnutý elektromagnet a (pohyb pístnice vlevo) poloha 2 - sepnutý elektromagnet b ( pohyb pístnice vpravo)
Označení kanálů: P - přívod tlaku A - výstup k hydromotoru B - výstup k hydromotoru T - zpětné vedení
A
B
P
T
P
x
b M T
S
obr. 9
a)
Podle způsobu ovládání axiálního pohybu šoupátka se dále rozváděče dělí:
b)
a) rozváděče s ručním ovládáním (tlačítkem, pákou) b) rozváděče s mechanickým ovládáním (pružinou, kladkou) c) rozváděče s elektromagnetickým ovládáním s jednočinným nebo s dvojčinným magnetem d) rozváděče s hydraulickým ovládáním e) rozváděče s elektrohydraulickým ovládáním f) rozváděče s proporcionálním řízením
c)
d) e)
V praxi se používají většinou kombinace uvedených způsobů ovládání.
f) 9
obr. 10
ROZVÁDĚČE
obr. 11 - přehled běžně používaných propojení rozváděčů označení
symbol
mezipolohy
označení
symbol
mezipolohy
Příklad elektromagneticky ovládaného rozváděče RPE3-06: Popis konstrukce a funkce (obr. 12)
Ovládací elektromagnety jsou napájeny stejnosměrným nebo střídavým proudem přes konektorové nástrčky (6, 7). Konektorové nástrčky (6, 7) jsou otočné po 90°. Po povolení upevňovací matice (8) lze cívky elektromagnetů (2, 3) natáčet kolem osy v rozsahu 360°. Do výše tlaku 2,5 MPa v kanálu „T“ lze rozváděče ovládat nouzovým ručním ovládáním (9).
Rozváděče se skládají z litinového tělesa (1), válcového šoupátka (5), vratných pružin (4) a ovládacích elektromagnetů (2, 3). Třípolohové rozváděče mají vždy dva ovládací elektromagnety a dvě vratné pružiny. Dvoupolohové rozváděče mají jednu vratnou pružinu a jeden ovládací elektromagnet, nebo dva ovládací elektromagnety a aretaci polohy válcového šoupátka.
obr. 12
10
ROZVÁDĚČE
Příklad ručně ovládaného rozváděče RPR3-04:
Příklad ručně ovládaného sedlového rozváděče ROR2-062:
Popis konstrukce a funkce (obr. 13)
Rozváděče s ručním ovládáním otevírají nebo zavírají průtok kapaliny nebo mění směr průtoku. Sestávají z tělesa (1), v němž je uloženo šoupátko (2) a ovládací části (3). Ovládací část se skládá buB z přestavovací páky (4) a dvou nebo jedné vratné pružiny (5), nebo z ovládací páky (4) a aretace (6). Aretace drží šoupátko v nastavené poloze. Tyto rozváděče se vyrábějí jako dvoupolohové i třípolohové.
Popis konstrukce a funkce (obr. 14)
Ručně ovládané sedlové rozváděče se používají převážně k hrazení, případně škrcení průtoku kapaliny. Rozváděč sestává z tělesa (1), kuželky (2) a ovládacího prvku (3). Otevírání a uzavírání ventilu zajišCuje kuželka, která je přitlačována pružinou do sedla a zajišCuje těsné uzavření rozváděče. Ovládání kuželky může být provedeno mechanickou narážkou, tlačnou rukojetí nebo ovládací pákou. U provedení s tlačnou rukojetí (3) má rozváděč dvě pracovní polohy. Po uvolnění rukojeti se kuželka vrací pružinou do uzavřené polohy.
obr. 13
P A
obr. 14
11
ROZVÁDĚČE
Po zapnutí elekromagnetu a dojde k přestavení šoupátka ovládacího rozváděče I do polohy 1. Tlak kapaliny, přiváděné vedením X (vnější napájení) přesune šoupátko výkonového rozváděče II také do polohy 1, rychlost pohybu tohoto šoupátka je nastavitelná škrticím ventilem (3). Po vypnutí elektromagnetu (a) vrátí pružina (5) šoupátko rozváděče I do polohy 0 a pružina (6) vrátí šoupátko rozváděče II také do polohy 0. Kapalina v prostoru (7) je čelem šoupátka vytlačována přes škrtící ventil (4) a rozváděč I do prostoru (8) eventuelně do svodu Y. Činnost při zapnutí elektromagnetu (b) je obdobná. Pro regulaci rychlosti přestavení šoupátka výkonového rozváděče slouží škticí mezideska III.
Nepřímo ovládané rozváděče U rozváděčů větších světlostí s velkým přenášeným výkonem (P) se používá tzv. nepřímé ovládání. Nepřímo ovládaný rozváděč sestává z řídicího stupně I a z výkonového stupně II. První stupeň je převážně elektromagneticky ovládaný rozváděč (tzv. pilotní rozváděč), který přivádí tlakovou kapalinu na čela šoupátka výkonového, hydraulicky ovládaného rozváděče - jedná se o tzv. elektrohydraulicky ovládané rozváděče. Popis konstrukce a funkce (obr. 15)
Při vypnutých elektromagnetech (a) i (b) jsou šoupátka ovládacího (I) i výkonového (II) rozváděče držena pružinami v poloze 0.
I
b
a T
P
A
B
T
III II
c
c T
A
P
Podrobná značka:
Zjednodušená značka:
II
A B 1
0
1
7
III
b P T
A
B 0
6
2
8
2
a X
B X Y
5
I
Y
3
4
a P
1
0
X Y
2
b T obr. 15
12
ROZVÁDĚČE
Typické příklady provedení elektrohydraulicky ovládaných rozváděčů:
A
Značka:
· Dvoupolohový rozváděč ovládaný jedním elektromagnetem (obr. 16) Při vypnutém elektromagnetu (a) je ovládací rozváděč v poloze 0. Tlakem kapaliny, která je přiváděna vedením X (tzv. vnější napájení), je šoupátko výkonového rozváděče drženo v poloze 0. Po zapnutí elektromagnetu (a) dojde k přestavení šoupátka ovládacího rozváděče do polohy 1, tlak kapaliny přesune šoupátko výkonového rozváděče do polohy 1. Po vypnutí elektromagnetu (a) vrátí pružina 3 šoupátko řídicího rozváděče do polohy 0 a tlak kapaliny vrátí šoupátko výkonového rozváděče také do polohy 0.
B
1
0
1
0
1
X Y A0 B
3
a P Zjednodušená značka:
T 3
a
X
· Dvoupolohový rozváděč ovládaný dvěma elektromagnety (obr. 17) U tohoto typu rozváděčů není základní poloha určena. Při vypnutých elektromagnetech (a) a (b) je šoupátko ovládacího rozváděče zajištěno mechanicky například v poloze 0. Tlakem kapaliny, přiváděné z hlavního vedení P (tzv. vnitřní napájení), je šoupátko výkonového rozváděče drženo v poloze 0. Po krátkém (impulzním) zapojení elektromagnetu a dojde k přestavení šoupátka ovládacího rozváděče do polohy 1 a k mechanickému zajištění polohy tohoto šoupátka. Tlak kapaliny přesune šoupátko výkonového rozváděče do polohy 1. Postup pro dosažení polohy 0 je obdobný - krátkodobé (impulzní) zapojení elektromagnetu (b) atd.
PT Y
obr. 16
A B
Značka: 1
0
1
0
a
b
P
X Y A B
Zjednodušená značka:
a
1
T b
0
PT Y
· Třípolohový rozváděč s odlehčeným středem a s vnitřním napájením (obr. 18) Při vypnutých elektromagnetech (a) i (b) jsou šoupátka ovládacího i výkonového rozváděče držena pružinami v poloze 0. Předepínací ventil 3 zajišCuje minimální tlak pro řízení u rozváděčů s odlehčeným středem (spojení vedení P a T v poloze 0) při odebírání tlaku pro řízení přímo z vedení P (při vnitřním napájení). Předepínací ventil zajišCuje min. tlak cca 0,5 MPa. Činnost rozváděče - viz. předchozí popis.
obr. 17
A B
Značka: 1
0
2
1
0
2
b
a
Zjednodušená značka: a
1
0
PT
13
T
X Y A B
P
3
b
2
Y
obr. 18
ROZVÁDĚČE
prováděno pomocí elektrohydraulicky řízené kuželky (5), která dosedá do sedla tělesa (4) a zaručuje v uzavřené poloze téměř absolutní těsnost. Ovládací elektromagnet (1) je napájen proudem přes konektorovou nástrčku (2). Konektorová nástrčka je otočná po 90°. Po povolení upevňovací matice (3) lze elektromagnet natáčet kolem osy v rozsahu 360°.
4.2 Ventilové rozváděče U těchto prvků zajišCuje hrazení průtoku funkční prvek (kulička, kuželka) přitlačovaný pružinou do sedla vytvořeného v tělese ventilu. Ze sedla je prvek zvedán pomocným pístkem, elektromagnetem apod. Sedlové ventily jsou vhodné pro vysoké a nejvyšší tlaky až do 100 MPa a zajišCují prakticky dokonalé uzavření. Ventily jsou konstrukčně řešeny buB jako speciální sedlové rozváděče s požadovanou funkcí (obr. 19), nebo se dají poměrně snadno sestavit z řízených jednosměrných ventilů (obr. 20).
Značky ventilových rozváděčů Podle ČSN 01 3624 (Značky pro kreslení hydraulických a pneumatických schémat) se nerozlišuje mezi označováním šoupátkových a ventilových rozváděčů. V praxi je však vhodné pro rychlejší orientaci v hydraulických schématech označit uzavírací prvek jako jednosměrný ventil - viz obr. 20.
Příklad elektromagneticky ovádaných rozvaděčů ROE2-06: Popis konstrukce a funkce (obr.19)
Elektromagneticky ovládané sedlové rozváděče slouží k hrazení proudu tlakové kapaliny. Otevření a uzavření je
A B
obr. 19
Schéma 4/4 rozváděče sestaveného ze čtyř řízených jednosměrných ventilů
A
B X2
1
2
A
X1
3
4
B
X1 P T
X2
X1 T
X2
P
T
X1
X2
poloha
1
0
1
0
0
2
1
1
3
0
1
4 obr. 20
14
ROZVÁDĚČE
Normalizované připojovací obrazce: Světlost 04 a) obrazec podle norem ISO 4401/CETOP-RP 121 H b) obrazec podle norem ISO 4401-AA-02-4-A a DIN 24 340-A4 (přestává se používat) c) obrazec podle normy CETOP-RP 121 H
Světlost 06 d) obrazec podle norem ISO 4401-AB-03-4-A a DIN 24 340-A6
Světlost 10 e) obrazec podle norem ISO 4401-AC-05-4-A a DIN 24 340-A10
b)
a)
d)
c)
e)
15
5. Jednosměrné ventily 5.1 Jednosměrné ventily (obr. 21)
Příklad jednosměrného ventilu VJ2:
Jednosměrné ventily slouží k uzavření průtoku v jednom směru a dovolují volný průtok ve směru opačném. Uzavření průtoku je zajištěno dosednutím kuželky nebo kuličky do sedla, tzn. uzavření bez svodového průtoku. Při použití jednosměrného ventilu bez pružiny (obr. 21b) je třeba zachovat svislou montážní polohu, ve které se kuželka vrací do výchozí polohy působením vlastní hmotnosti. Maximální průtok ventilem je závislý na zvolené jmenovité světlosti. Průtok je umožněn ve smyslu A ® B. Síla potřebná pro zvednutí kuželky ze sedla závisí na síle použité pružiny a velikosti činné plochy kuželky.
Popis konstrukce a funkce (obr. 22)
A
A
B
Sedlo ventilu (3) je vytvořeno přímo v tělese (1) a kuželka (2) je do něj přitlačována pružinou (4). Dodává se provedení do potrubí (obr. 22a), pro vestavění do bloku v provedení přímém (obr. 22b), nebo rohovém (obr. 22c).
Příklad modulového jednosměrného ventilu MVJ2: Popis konstrukce a funkce (obr. 23)
Jednosměrné ventily slouží k uzavření průtoku v jednom směru a dovolují volný průtok ve směru opačném. Modulová konstrukce dovoluje jejich výškové sdružování s ostatními prvky odpovídající světlosti. Jednosměrné ventily mohou být vestaveny v jednom nebo dvou kanálech, ostatní kanály jsou průchozí. Sedlo ventilu (3) je vytvořeno přímo v tělese ventilu (1) a kuželka (2) je do něho přitlačována pružinou (4). Otevírací tlak ventilu závisí na použité pružině, jejím předpětí a na ploše ventilu vystavené působení tlaku.
B
obr. 21a - jednosměrný ventil obr. 21b - jednosměrný ventil s vratnou pružinou bez vratné pružiny
a)
b)
c)
obr. 22
A1
A2
B1
B2 16
obr. 23
JEDNOSMĚRNÉ VENTILY Varianty provedení - dle umístění VJ v kanálech
T
P
A
C
B
D
AB
PT
Poznámka: kanál T' se užívá pouze u světlosti 10 mimo provedení T a PT, kde je uzavřen. Orientace značky prvku na štítku souhlasí s funkcí ventilu.
5.2 Hydraulické zámky (obr. 24)
a)
Hydraulické zámky jsou jednosměrné ventily, u nichž je možno působením řídicího tlaku zajistit průtok ve směru hrazení (B ® A). Zavedením tlaku do kanálu X nebo A1, A2 se ruší uzavření ventilu (obr. 24). a) b) c) d)
A
c)
Hydraulický zámek jednostranný do potrubí Hydraulický zámek jednostranný modulový Hydraulický zámek dvoustranný do potrubí Hydraulický zámek dvoustranný modulový
B1
A1
17
b) P1 A1 B1 T1
B
X
B2
A2
P2 A2 B2 T2
d) P1 A1 B1 T1
P2 A2 B2 T2
obr. 24
JEDNOSMĚRNÉ VENTILY
Příklad hydraulického zámku 2RJV1: Popis konstrukce a funkce (obr. 25)
Hydraulický zámek je prvek, který dokonale uzavírá pracovní okruh pod tlakem, zajišCuje břemeno proti klesání při poruše potrubí a stálou polohu hydraulického válce pod tlakem i po delším časovém úseku. Sestává z litinového tělesa (1), jednoho nebo dvou jednosměrných ventilů (2), (3) a řídicího pístku (4). Proudí-li kapalina z A1 (B1) do A2 (B2), sama si otevře jednosměrný ventil 2 (3) a současně posune řídicí pístek 4 vpravo (vlevo) a tím otevře cestu B2 ® B1 (A2 ® A1). Poklesne-li tlak v kanálech A1 a B1 (např. při přestavení rozváděče do střední polohy), pružiny zatlačí ventily 2 a 3 do sedel a obvod směrem k válci je uzavřen pod tlakem. Aby bylo zajištěno správné dosednutí kuželek a tím dokonalé uzavření prostorů A2 a B2, používá se rozváděč s propojením Y, který ve střední poloze propojuje prostor obou stran pístku 4 s nádrží (obr. 26b).
obr. 25
b) Příklady zapojení hydraulického zámku
a) Umístění jednosměrných ventilů v tělese zámku
Ventil v kanálu A
Ventil v kanálu B
jednostranného
dvoustranného
Ventily v kanálech A i B obr. 26a
18
obr. 26b
6. Tlakové ventily Tlakové ventily jsou určeny pro řízení velikosti tlaku a tím i velikosti síly nebo krouticího momentu hydromotorů. V hydraulických obvodech plní funkci přepouštěcí, pojistnou, připojovací eventuelně odpojovací a podobně. Podle konstrukčního řešení se dělí na: 1) jednostupňové, přímořízené - pro menší průtoky 3 -1 (do 60 dm .min ) 2) dvoustupňové, nepřímořízené - pro větší průtoky 3 -1 (nad 60 dm .min ) U ventilů obou typů je tlak na vstupu téměř nezávislý na průtoku. Maximální průtok ventilem je závislý na zvolené jmenovité světlosti, maximální tlak je určen velikostí předepnutí řídicí pružiny.
6.1 Jednostupňové tlakové ventily Příklad přímořízeného přepouštěcího ventilu VPP1: Popis konstrukce a funkce (obr. 27)
Ventil sestává z pouzdra (1), kuželky s tlumicím pístkem (2) a pružiny (3). Nastavení tlaku se provádí ručně šroubem (4). Pružina tlačí kuželku do sedla (5) a drží ventil uzavřen. Vzroste-li tlak v kanálu P nad hodnotu nastavenou předpětím pružiny, kuželka se nadzvedne a přepouští kapalinu z kanálu P do kanálu T. Pro dosažení optimálního chování v celém rozsahu tlaků je tlakový rozsah rozdělen na 6 stupňů. Doporučuje se volit vždy nejbližší vyšší tlakový rozsah. Konstrukce ventilu dovoluje jeho vestavbu do bloku, do potrubí anebo na desku. Provedení do potrubí a deska mohou být dodány s metrickými nebo trubkovými závity.
P
P
T
T Způsob ovládání: klíčem, rukojetí, rukojetí se zámkem obr. 27
Další provedení:
Příklad - provedení P Ventil je zapojen mezi kanály P a T
Provedení A
Provedení B
P1 A1
B1 T1
P1 A1 B1
T1
B2 T2
P2 A2 B2
T2
Provedení P P1
A1 B1 T1
P2 A2
P2
A2 B2 T2
Provedení C
Provedení D
P1 A1
B1 T1
P1 A1
B1
P2 A2
B2 T2
P2 A2
B2
T1
T2
obr. 28 - Modulové modifikace a příklad modulového provedení přímořízeného přepouštěcího ventilu DVB2
19
TLAKOVÉ VENTILY
Nastavení tlaku se provádí seřizovacím šroubem (4). Ve výchozím stavu je ventil uzavřen. Tlak působí na čelní plochu šoupátka (1) a současně skrz trysku (2) na jeho pružinou zatíženou zadní stranu a dále tryskou (3) na kuličku řídicího ventilu (6). Pokud stoupající tlak v systému dosáhne hodnoty nastavené pružinou (5), řídicím ventilem začne protékat kapalina. Pružinou zatížená strana šoupátka se odlehčí, funkční hrana šoupátka otevře radiální otvory pouzdra (7) a tlaková kapalina začne proudit z kanálu P do T. Řídicí průtok je sveden drážkou (8) do prostoru pružiny (5).
6.2 Dvoustupňové tlakové ventily Pro řízení tlaků v obvodech s většími průtoky se používají dvoustupňové, nepřímo řízené přepouštěcí ventily.
Příklad nepřímořízeného přepouštěcího ventilu VPN1-06: Popis konstrukce a funkce (obr. 29)
Tlakové ventily VPN1 jsou nepřímořízené přepouštěcí ventily sloužící k omezení tlaku v systému.
P T
Provedení "A"
obr. 29
Provedení "B"
Provedení "P"
Provedení "C"
Provedení "D"
strana ventilu
strana desky Příklad modulového provedení VPN1-06
20
7. Redukční ventily márního obvodu kanálem A1 a protéká řídicí hranou, kde dochází k redukci tlaku. Redukovaný tlak odpovídá nastavení řídicí pružiny. Tento tlak působí současně na plochu šoupátka protilehlou pružině (může být měřen ve vývodu se závitem G 1/4") uzavřeném zátkou. Tím vzniká statická rovnováha na šoupátku. Změní-li se redukovaný tlak ve výstupním kanálu, proběhne regulační pochod a tlak se vrátí na nastavenou hodnotu. Kapalina pak proudí z výstupního kanálu A2 ke spotřebiči. Stoupne-li tlak na výstupu ventilu vlivem přetížení spotřebiče, posouvá se šoupátko dále proti pružině, až se otevře druhá řídicí hrana a propustí přebytečný průtok do kanálu T. Ztrátový průtok z prostoru pružiny je odveden rovněž do kanálu T. Ve směru A2-A1 protéká kapalina jednosměrným ventilem, který je připojen paralelně k řídicí hraně šoupátka.
Redukční ventily jsou určeny pro odebírání nižšího tlaku z hlavní tlakové větve. Podle konstrukčního řešení se dělí na: 1) jednostupňové, přímořízené - pro menší průtoky 3 -1 (do 60 dm .min ) 2) dvoustupňové, nepřímořízené - pro větší průtoky 3 -1 (nad 60 dm .min ) Tlak na výstupu ventilů (redukovaný tlak) je prakticky nezávislý na průtoku a téměř nezávislý na vstupním tlaku. Maximální průtok ventilem je závislý na zvolené jmenovité světlosti, maximální redukovaný tlak je určen velikostí předepnutí řidicí pružiny.
7.1 Jednostupňové redukční ventily Příklad přímořízeného redukčního ventilu VRP2-04
Provedení “B” U provedení B probíhá redukování tlaku z kanálu P2 do kanálu P1. Tlak je však redukován jen když proud v kanálu B protéká směrem ke spotřebiči (ne naopak). Pojištění sekundárního obvodu je rovněž zajištěno jen v uvedeném případě.
Popis konstrukce a funkce (obr. 30)
Tlakové ventily VRP2 jsou přímořízené redukční ventily pro výškové modulové sdružování v třícestném provedení, to znamená s pojištěním sekundárního obvodu. Redukční ventil sestává z tělesa (1), šoupátka (2), pružiny (3), seřizovacího mechanizmu (4), zátky G1/4" (5) vývodu pro měření tlaku a případně jednosměrného ventilu.
Provedení “P” U provedení P probíhá redukování tlaku z kanálu P2 do kanálu P1. Pojištění sekundárního obvodu je stejné jako u provedení „A“.
Provedení “A” U tohoto provedení vstupuje kapalina do tělesa z pri-
Příklad modulového provedení VRP 2-04-A . / ..
VRP 2-04-B . / ..
A1
B1
A2
B2 VRP 2-04-P . / ..
obr. 30
21
REDUKČNÍ VENTILY
Redukovaný tlak je trvale kontrolován a porovnáván s nastaveným tlakem. Vznikne-li regulační odchylka, dojde k příslušnému regulačnímu pochodu a redukovaný tlak je znovu nastaven na žádanou hodnotu. Po redukci tlaku proudí kapalina vrtáním v šoupátku a je vedena k výstupnímu kanálu tělesa. Vzroste-li tlak na výstupu ventilu v důsledku přetížení spotřebiče, posouvá se šoupátko dále oproti pružině, redukční hrana se uzavře a otevře se druhá řídicí hrana. Kapalina odtéká “třetí cestou” do kanálu T. Řídicí průtok je z prostoru pružiny odveden rovněž do kanálu T.
7.2 Dvoustupňové redukční ventily Pro redukování tlaků při větších průtocích se používají dvoustupňové nepřímořízené redukční ventily.
Příklad nepřímořízeného redukčního ventilu VRN1-06 Popis konstrukce a funkce (obr. 31)
Ventily VRN1 jsou nepřímořízené redukční ventily vestavné v třícestném provedení, to znamená s pojištěním sekundárního obvodu. Pro vestavbu do výškového modulového sdružování jsou k dispozici tři provedení těles, s redukováním tlaku v kanálech A, B nebo P. Do těles “A” a “B” je vestavěn ještě zpětný ventil, který umožňuje volný průtok opačným směrem. Redukční ventil sestává z pouzdra (1) s připevňovacím závitem M22x1,5, šoupátka (2), pružiny (3) a seřizovacího mechanismu (4). U modulového provedení k tomu přistupuje ještě příslušné těleso (5), případně jednosměrný ventil (6).
Provedení modulová “A” a “B” U těchto provedení vstupuje kapalina do tělesa kanálem A1 (B1). Vstupní tlak je redukován a veden k výstupnímu kanálu A2 (B2) a dále ke spotřebiči. V opačném směru protéká kapalina jednosměrným ventilem, který je zapojen paralelně k řídicí hraně šoupátka. Provedení modulové “P” U provedení “P” probíhá redukování tlaku z kanálu P2 do kanálu P1. U tohoto provedení je možno připojit kontrolní manometr k vývodu G 1/4".
Provedení vestavné Kapalina z primárního okruhu proudí k první řídicí hraně, kde dochází k redukci tlaku. Velikost redukovaného tlaku odpovídá předepnutí pružiny kuličkového řídicího ventilu.
B1
B2
Příklad modulového provedení
A1
A1
T
VRN 1-06- . B/1 B1 T1
A2
VRN 1-06- . A /1 P1
P1 A1
B1
VRN 1-06- . P/1 P1
T1
A1 B1 T1
M
P2
A2
B2 T2
P2 A2
B2
T2
P2
A2 B2 T2
obr. 31
22
8. Škrticí ventily uspořádání umožňuje tři různá zapojení. Těleso ventilu (1) má předlité kanály a škrticí ventily jsou vestavěny v kanálech A nebo B nebo A i B. Omezují průtoky v jednom směru a dovolují volné průtoky ve směru opačném. Škrticí šoupátko (2) je přesouváno přestavným šroubem (3) a určité poloze šoupátka odpovídá určitý průtočný průřez. Tlaková kapalina přivedená kanálem A1 protéká škrticí drážkou a škrticím mezikružím a vystupuje kanálem A2. Kapalina vstupující kanálem B2 přesune sedlo (4) oproti pružině (5) a vzniklý průtočný průřez umožňuje volný průtok do kanálu B1 (funkce jednosměrného ventilu). Modulové uspořádání ventilu umožňuje jeho výškové sdružování s dalšími prvky odpovídající světlosti. Těsnění ventilu ve stykové ploše zajišCuje mezideska (6) s vloženými O-kroužky. Určité poloze ventilu odpovídá zapojení pro škrtcení na vstupu nebo výstupu spotřebiče. Změna zapojení ze škrcení na vstupu na škrcení na odpadu se provede otočením ventilu o 180° kolem vodorovné osy. Orientace škrticích ventilů a jednosměrných ventilů odpovídá orientaci schematické značky na štítku ventilu. Ovládání přestavného šroubu klíčem, rukojetí, případně rukojetí se zámkem.
Škrticí ventily jsou určeny pro řízení rychlosti pohybu hydromotorů. Podle konstrukčního řešení se dělí na: 1) škrticí ventily bez stabilizace tlakového spádu velikost průtoku je závislá na velikosti otevření (velikosti škrticího průřezu) a na tlakovém spádu (rozdílu tlaků před a za ventilem) - obr. 32a. Používají se v obvodech s poměrně stálým zatížením hydromotorů. 2) škrticí ventily se stabilizací tlakového spádu - velikost průtoku závisí na velikosti otevření a je téměř nezávislá na změnách tlaku před nebo za ventilem. Používají se v obvodech s velkými rozdíly v zatížení hydromotorů. Vyrábějí se v provedení dvoucestném (obr.32b) a třícestném (obr. 32c). Uvedené druhy škrticích ventilů se většinou používají v kombinaci s jednosměrným ventilem.
8.1 Škrticí ventily Příklad modulového škrticího ventilu 2VS3: Popis konstrukce a funkce (obr. 33)
Dvojité škrticí ventily slouží ke škrcení průtoku ve dvou oddělených větvích (A, B) hydraulického obvodu. Modulové
a)
A
b)
B
c)
A
A
B
B T
A1
B1
A2
B2
23
obr. 32
obr. 33
ŠKRTICÍ VENTILY
Příklady zapojení škrticích ventilů
Umístění škrticích a jednosměrných ventilů
P1
A1
B1
T1
P1
A1
B1
T1
P1
A1
B1
T1
P2
A2
B2
T2
P2
A2
B2
T2
P2
A2
B2
T2
Ventily v kanálu A
Ventily v kanálu B
T2
B2
A2
P2
T1
B1
A1
P1
Ventily v kanálech AiB Jednostranné škrcení na vstupu do hydromotoru
Oboustranné škrcení na výstupu z hydromotoru
obr. 34
8.2 Škrticí ventily se stabilizací Příklad dvoucestného škrticího ventilu VSS2-206: Popis konstrukce a funkce
Škrticí ventily se stabilizací tlakového spádu se používají pro řízení průtoku v hydraulických systémech vyžadujících velmi malou závislost průtoku na tlaku a teplotě. Sestávají z tělesa (1), pouzdra (2), škrticího šoupátka (3), pružiny (4), stabilizátoru (5), jednosměrného ventilu (6) a otočné rukojeti (7) s příslušným přestavným mechanismem.
Škrticí ventil VSS2-206-xxQ/Jx0-1 (obr. 35) Škrcení průtoku ve směru A ® B probíhá na škrticím průřezu (8). Škrticí průřez je nastaven otočnou rukojetí. Pro zajištění nezávislosti průtoku v kanálu B je za škrticí průřez (8) zařazen stabilizátor (5). Pružina (4) tlačí škrticí šoupátko (3) a stabilizátor (5) na vnější dorazy a udržuje při nulovém průtoku stabilizátor otevřen. Při průtoku ventilem působí tlak v kanálu A přes trysku (9) na spodní plochu stabilizátoru. Vzniklá síla pohybuje stabilizátorem vzhůru, přivírá jej a snižuje tlakovou diferenci na škrticím průřezu (8) tak dlouho, až se opět obnoví rovnováha. Stabilizátor porovnává trvale tlakovou diferenci na škrticím průřezu (8) s hodnotou danou parametry a předepnutím pružiny a stálým doregulováním udržuje průtok konstantní.
Zjednodušená značka
Podrobná značka
24
obr. 35
ŠKRTICÍ VENTILY
Škrticí ventil VSS2-206-xxQ/JxA-1 (obr. 36) (s přidržením stabilizátoru) Funkce tohoto ventilu odpovídá principiálně funkci ventilu popsaného výše. Existuje zde však možnost přidržení stabilizátoru vnějším tlakem přivedeným z kanálu P přes trysku (10) na spodní stranu stabilizátoru (5). Funkce přidržení je dobře patrná z uvedeného schématu. Neprotéká-li ventilem kapalina (rozváděč (11) ve střední poloze), působí tlak v kanálu P na spodní stranu stabilizátoru a udržuje ho v horní uzavřené poloze. Při přestavení rozváděče do levé polohy dojde k připojení kanálu A na zdroj tlaku, avšak uzavřený stabilizátor zabrání náhlému vzrůstu průtoku v kanálu B a tím i k poskoku připojeného hydromotoru. Rozběh hydromotoru je plynulý. Vlastní funkce stabilizace průtoku je stejná jako v předchozím případě. Ventil s přidržením stabilizátoru může být zapojen pouze na vstup hydromotoru. Volný průtok ve směru B ® A je umožněn u ventilů obou provedení paralelně připojeným jednosměrným ventilem (6).
P
T
11
Zjednodušená značka
obr. 36
Podrobná značka
Příklad škrticích ventilů pro modulové sdružování Pro výškové modulové sdružování hydraulických prvků jsou nabízeny škrticí ventily se stabilizací tlakového spádu dvoucestné typ VSS1-206 (obr. 37). Dodávaná modifikace:
Příklad zapojení:
Příklad zapojení:
b) bez jednosměrného ventilu P1 A1 B1 T1
a) bez jednosměrného ventilu
P2
Dodávaná modifikace:
P2
A2
A2
B2
T2
T2
P2
T2
P2
PT c) s jednosměrným ventilem řízení na vstupu
P1
A1
B1
T1
P2
A2
B2
T2
d) s jednosměrným ventilem řízení na výstupu
T2
P2
P1
A1
B1
T1
P2
A2
B2
T2
obr. 37 25
ŠKRTICÍ VENTILY
Průtok kanálem P2 se dělí na dvě části. Jedna část protéká škrticím průřezem (6) a postupuje dále ke kanálu P1. Druhá část je odváděna škrticím průřezem (7) stabilizátoru do kanálu T2. Škrticí průřez (6) je nastaven otočnou rukojetí. Zajištění rukojeti v nastavené poloze umožňuje šroub (8). Stabilizátor porovnává trvale tlakovou diferenci na škrticím průřezu (6) s hodnotou danou parametry pružiny a jejím předepnutím. Odpovídajícím odpouštěním přebytečného proudu do odpadu je udržována tlaková diference na škrticím průřezu na konstantní hodnotě. Tomu odpovídá i konstantní průtok.
Příklad třícestného škrticího ventilu se stabilizací VSS1-306 Pro výškové modulové sdružování hydraulických prvků jsou dodávány i třícestné škrticí ventily se stabilizací tlakového spádu typ VSS1-306 (obr. 38) Popis konstrukce a funkce (obr. 38)
Škrticí ventily se stabilizací tlakového spádu se používají pro řízení průtoku v hydraulických systémech vyžadujících velmi malou závislost průtoku na tlaku a teplotě. Třícestné škrticí ventily mohou být zapojeny pouze na vstupu hydromotoru. Sestávají z tělesa (1), škrticího šoupátka (2), stabilizátoru (3), pružiny (4) a otočné rukojeti (5) s příslušným přestavným mechanismem.
P1
P2
Příklady zapojení:
Podrobná značka:
P1
A1
B1
T1
P2
A2
B2
T2
T2
P2
P2 A2
B2
T2
obr. 38
26
9. Proporcionální ventily být použity jako řídicí stupně proporcionálních rozvaděčů větších světlostí (v tomto případě jako prvky řídicí tlak). Dobré dynamické vlastnosti proporcionálních rozváděčů PRL1 umožňují také jejich použití v uzavřených regulačních obvodech.
Proporcionální ventily a servoventily patří mezi elektrohydraulické řídicí prvky, zajišCující řízení hydraulických parametrů (průtoku, tlaku) elektrickými signály (proudem, napětím).
9.1 Proporcionální ventily
Příklad proporcionálního rozvaděče s lineárním motorem PRL2-06:
Proporcionální ventily se obvykle používají v otevřených řídicích systémech jako elektrohydraulické ovládání. Nahrazují kombinaci rozváděče a škrticího ventilu pro řízení smyslu a rychlosti pohybu hydromotoru. Spojení obou funkcí v jednom prvku a možnost plynulého řízení škrcení zjednodušují zapojení a zlepšují funkci hydraulických obvodů. Nároky na čistotu při provozu jsou nižší, než v obvodech se servoventily.
Popis konstrukce a funkce (obr. 40)
Proporcionální rozváděč PRL2 je určen k spojitému dálkovému řízení hydromotorů. Jednostupňové robustní provedení a vnitřní elektrická zpětná vazba zajišCují spolehlivou funkci, snižují nároky na čistotu oleje a dávají ventilu velmi dobré statické i dynamické vlastnosti. Ventil má tři hlavní části. Hydraulickou část tvoří litinové těleso (1) s vloženým šoupátkem (2), které má funkční hrany dokončeny podle požadované funkce. Ovládací část je lineární motor. Kotva (3) lineárního motoru je středěna pružinami (4) a pracovní mezery jsou protisměrně předmagnetizovány trvalými magnety (5) ze vzácných zemin. Při průchodu elektrického proudu cívky (6) se posouvá kotva a s ní spojené šoupátko ze střední polohy. Výchylka je přímo úměrná řídicímu proudu a její smysl závisí na směru průtoku proudu. Při přerušení kabelu nebo výpadku napájení vrací pružiny kotvu a s ní spojené šoupátko do střední polohy. Třetí hlavní částí proporcionálního rozváděče PRL2 je indukční snímač polohy (7). Informace o poloze šoupátka je zpracována integrovanou elektronikou (8) s možností nastavení nuly a zesílení a předána do regulátoru v elektronice EL2. Ventil je připojen konektorem AMPHENOL (9) s krytím IP 65. Propojení s elektronikou EL2-24 AB je šestižilovým kabelem, který je nutno objednat podle požadované délky.
Příklad proporcionálního rozvaděče s lineárním motorem PRL1: Popis konstrukce a funkce (obr. 39)
Proporcionální rozváděč PRL1 je určen k spojitému dálkovému řízení hydromotorů a válců, převážně v mobilních aplikacích. Přímořízené robustní provedení zajišCuje spolehlivou funkci a snižuje nároky na čistotu oleje. Ventil sestává ze dvou částí. Hydraulickou část tvoří litinové těleso (1), do něhož je nalícováno šoupátko (2) uspořádané pro zajištění požadované funkce. Ovládací část tvoří lineární motor. Kotva (3) lineárního motoru je středěna pružinami (4) a pracovní mezery jsou protisměrně předmagnetizovány trvalými magnety (5) ze vzácných zemin. Při vybuzení cívky (6) elektrickým proudem se posouvají kotva a s ní spojené šoupátko ze střední polohy. Výchylka kotvy je přitom úměrná řídicímu proudu a smysl výchylky závisí na směru průtoku proudu. Předností lineárního motoru je, že při výpadku napájení nebo přerušení kabelu se přesouvá kotva motoru (a s ní spojené šoupátko) do střední polohy. Pro řízení lineárního motoru byla vyvinuta elektronická řídicí jednotka EL1. Přestože jsou proporcionální ventily PRL1 určeny především k řízení velikosti a směru průtoku, mohou
obr. 39
27
PROPORCIONÁLNÍ VENTILY
obr. 40
k řídicímu signálu. Úkolem magnetů je přestavit šoupátko do požadované polohy. Elektronické řídicí karty mají následující možnosti nastavení: maximální a minimální proud, čas náběhu a poklesu rampové funkce, frekvenci a amplitudu dynamického mazání. Správná funkce elektroniky je indikována rozsvícenými diodami LED. Pro uživatele je k dispozici stabilizované napětí +10V, z kterého je možné přes potenciometr s minimálním odporem 1kW odebírat řídicí signál. Možnosti napěCového nebo proudového řízení lze zvolit pomocí jumperů J1 až J3 podle tabulky (tabulka je součástí katalogu). U proporcionálních rozváděčů s jedním magnetem je jumper J5 v pozici M (master). U proporcionálních rozváděčů se dvěma magnety je jumper J5 na kartě Master v pozici M a na kartě Slave v pozici S. Řídicí signál je přiveden na kartu Master. Propojení nulového potenciálu, napájení a řízení mezi oběma kartami je pomocí třížilového kabelu.
Příklad proporcionálního rozvaděče PRM2-06: Popis konstrukce a funkce (obr. 41)
Proporcionální rozváděč se skládá z litinového tělesa, speciálního válcového šoupátka, dvou středicích pružin s opěrnými podložkami a jednoho nebo dvou proporcionálních elektromagnetů. Volitelná skříňka elektroniky je upevněna na libovolném elektromagnetu. Podle počtu elektromagnetů obsahuje jednu nebo dvě elektronické řídicí karty. U provedení se dvěma magnety je protilehlý magnet propojen se skříňkou elektroniky pomocí DIN-Konektoru, dvoužilového kabelu a pancéřové průchodky. Připojení skříňky elektroniky ke zdroji napájení a k řídicímu signálu je provedeno buB přes pancéřovou průchodku se čtyřžilovým kabelem, nebo přes čtyřkolíkový konektor ELKA 4012. Cívky elektromagnetů mohou být včetně skříňky elektroniky pootočeny kolem podélné osy o ± 90°. Elektronika dodává elektromagnetům proud proporcionálně
obr. 41
28
10. Nádrže Nádrž je zásobníkem hydraulické kapaliny pro zdroj tlakové kapaliny (obr. 42). Umožňuje mimo to: · vyrovnání nerovnoměrností v odběru kapaliny · usazování nečistot a uvolňování vzduchu z kapaliny · teplotní stabilizaci kapaliny · instalaci zdroje tlakové kapaliny, bloků nebo panelů s řídicími hydraulickými prvky, akumulátorů, filtrů, chladičů, ohřívačů, prvků pro kontrolu nebo řízení teploty a výšky hladiny hydraulické kapaliny.
Povrchová ochrana na vnitřní i vnější plochy nádrží a vík nádrží se používá oleji odolná barva, např. prášková barva Komaxit RAL 7030. Vybavení Nádrž musí být vybavena pro navrhovaný charakter provozu vhodnými prvky pro kontrolu výšky hladiny a pro kontrolu teploty.
Velikost užitečného objemu nádrže
Kontrola výšky hladiny se provádí pomocí: · tyčinkové měrky s ryskami (bývá součástí plnicí zátky) obr. 43a · dvou kruhových olejoznaků na boku nádrže - viz obr. 43b · spojitého olejoznaku na boku nádrže - obr.43c, popř. kombinovaného s teploměrem - viz obr. 43d, 44a · plovákového spínače, umožňujícího elektrické blokování funkcí agregátu v případě nedodržení výšky hladiny v určeném rozsahu - obr. 43e, 44b
3
v dm je doporučeno volit: · u stacionárních otevřených obvodů s neregulačními 3 -1 hydrogenerátory ve výši 3 až 6ti násobku průtoku (dm .min ) navrhovaného hydrogenerátoru · u stacionárních otevřených obvodů s regulačními 3 -1 hydrogenerátory ve výši 2 až 4 násobku průtoku (dm .min ) navrhovaného hydrogenerátoru · u mobilních obvodů s neregulačními hydrogenerátory a u uzavřených obvodů s regulačními hydrogenerátory ve 3 -1 výši 1,5 až 2 násobku průtoku (dm .min ) navrhovaného hydrogenerátoru. Zde je podmínkou použití kvalitního hydraulického oleje a zajištění jeho chlazení (např. náporovým chladičem). Situování sacího vedení hydrogenerátoru a zpětného vedení z obvodu musí zajišCovat dobrou cirkulaci oleje v nádrži. Nádrž musí mít dostatečnou statickou i dynamickou tuhost. větší nádrže mají být vybaveny čisticími a vypouštěcími otvory a úchyty, umožňujícími manipulaci zvedacími prostředky. Konstrukce nádrže a jeho víka musí být provedena tak, aby bylo zamezeno vniknutí jakýchkoliv nečistot do nádrže. U větších nádrží je doporučeno vytvořit po obvodu žlábek, umožňující zachycování uniklého oleje a jeho soustřeBování mimo vlastní nádrž. Nádrž má být opatřena zemnicím šroubem.
a)
Nádrž - zásobník kapaliny, která je pod atmosférickým tlakem a) s potrubím, které má vývod nad hladinou kapaliny b) s potrubím, které má vývod pod hladinou kapaliny c) s potrubím pro vypouštění kapaliny
b)
c)
obr. 42
a)
b)
c)
d)
e)
obr. 43
29
NÁDRŽE
a)
b)
Příklad spojitého olejoznaku kombinovaného s teploměrem od firmy ARGO: Výška hladiny musí být udržována mezi dvěma ryskami. Dvě teploměrné stupnice - jedna ve °C, druhá ve °F. Rozsah 0 - 100 °C. Upevňování dvěma vrtanými šrouby.
c)
Příklad hladinoměru VDI Obzor Praha, typ 03: Možnost signalizace až tří výšek sledované hladiny. V základním provedení je signalizována výška hladiny 150 mm od dosedací plochy tělesa hladinoměru.
Příklad termostatu typ TH 143: Tyto termostaty jsou určeny pro spínání solenoidu nebo elektromotoru ventilátoru. Regulační kolečko mají jištěno pojistným šroubkem, který musí být za provozu dotažen, aby nedocházelo k samovolnému přestavení nastavené teploty.
d)
e) 1
Příklad tlakového spínače TS1
Příklad tlakového spínače: Tlaková kapalina je přivedena na pístek, který působí proti síle pružiny. Dosáhne-li tlak v hydraulickém obvodu hodnoty dané předepnutím pružiny, tlakový spínač spíná nebo rozepíná elektrický obvod. Předepnutí pružiny lze měnit regulačním šroubem. Šroub pro seřizování předpětí pružiny (1) (přístupný po sejmutí konektoru) otočení vpravo = vyšší tlak otočení vlevo = nižší tlak
Manometry je třeba chránit před tlakovými rázy (např. u spínaných systémů). Toho lze dosáhnout např. vhodným tlumením, zařízením na odpojení manometru nebo demontáží manometru po nastavení tlaku. Stejného výsledku dosáhneme i použitím manometru s glycerinovou náplní.
Kontrola tlaku provozní kapaliny se provádí pomocí: 1) manometrů - obr. 45a 2) kontakních manometrů, umožňujících signalizaci popř. hlídání tlaku - obr. 45b 3) diferenciálních manometrů - obr. 45c 4) tlakových relé, umožňujících řízení nebo signalizaci mezních stavů tlaku v obvodu a) bez svodového průtoku - obr. 45d b) se svodovým průtokem - obr. 44d, 45e
a)
b)
obr. 44
c)
d)
e)
obr. 45
30
NÁDRŽE
Kontrola teploty provozní kapaliny se provádí pomocí: 1) teploměrů - viz. obr. 46a, 46b 2) kontaktních teploměrů, umožňujících signalizaci popř. hlídání teploty - obr. 46c, 46d 3) termostatů, umožňujících hlídání teploty provozní kapaliny - obr. 44c, 46e
Chlazení vodou (obr. 47a) Účinný způsob chlazení kapaliny je průtokovým vodním chladičem s nespojitou regulací průtoku vody pomocí ventilu ovládaného solenoidem a termostatem. U vodního chladiče je nutné občas kontrolovat stupeň zanesení, případně korozi částí, které jsou ve styku s vodou. Vodní chladiče se instalují převážně na bok nádrže. Chladicí výkon převážně do 15 kW 3 -1 při průtoku vody cca 30 dm .min .
Další vybavení nádrží - zařízení pro úpravu teploty provozní kapaliny Pro dodržení teploty a tím i viskozity provozní kapaliny ve stanoveném rozsahu je nutno zajistit její ohřev nebo chlazení.
Chlazení vzduchem (obr. 47b) Pro nedostatek chladicí vody jsou častěji využívány vzduchové chladiče, které jsou však méně účinné a obvykle zvyšují hladinu hluku. V prašných prostředích je jejich použití méně vhodné, neboC zanesením rychle klesá chladicí výkon a současně dochází k trvalému víření nečistot. Před uvedením do chodu je nutné vnitřní olejový prostor odvzdušnit. Chladicí voštiny je nutno udržovat pravidelným čištěním bez usazenin a suché. Vzduchové chladiče se umisCují většinou na nosné konzoly nad vlastní nádrží. Chladicí výkon převážně do 5kW, příkony elektromotoru ventilátoru 250 - 750VA.
Ohřev K ohřevu kapaliny dochází za provozu přeměnou části energie v teplo (např. škrcením průřezu). Ohřev elektrickými topnými tělesy se provádí pouze při tzv. "studeném startu". Topná tělesa (příkon 750 VA) se instalují na boku nádrže. Z bezpečnostních důvodů je vhodné jejich umístění v dostatečně dimenzovaných ochranných trubkách v blízkosti sání. Z důvodu místního přehřátí kapaliny má být kontrolní čidlo - termostat - umístěn v blízkosti topného tělesa.
a)
b)
c)
d)
e)
obr. 46
obr. 47a
obr. 47b
31
11. Akumulátory Základní funkcí hydraulického akumulátoru je hromadit tlakovou energii. Na rozdíl od elektrického akumulátoru má dlouhou životnost, je spolehlivý a neškodí mu náhlý odběr energie. Z energetického hlediska zajišCuje akumulátor ekonomičtější práci celého hydraulického obvodu. V této kapitole se budeme zabývat plynovými hydraulickými akumulátory.
Způsobilost pracovníků k provádění plnění Svým charakterem představuje plnění akumulátoru přepouštění stlačeného plynu z jedné nádoby do druhé a ve smylu ČSN 07 8304 čl. 121 není třeba k této činnosti zvláštní oprávnění. Plnění mohou provádět pracovníci všeobecně způsobilí k obsluze strojů a zařízení, prokazatelně poučení v rozsahu tohoto předpisu. Musí znát předpisy obsluhy akumulátorů a plnicího zařízení používaného k přepouštění dusíku. Zpravidla jsou pro tuto činnost určeni stálí pracovníci.
Provoz a plnění plynových hydraulických akumulátorů
Plnění akumulátoru dusíkem Plnění, případně doplňování akumulátoru dusíkem může být prováděno před montáží na hydraulické zařízení, nebo po montáži. Při plnění akumulátoru, zapojeného v hydraulickém obvodu, musí být kapalina z akumulátoru vypuštěna a obvod musí být bez tlaku. Místnosti, v nichž plnění probíhá, musí mít výšku nejméně 3 m a musí umožňovat účinné odvětrání do venkovního prostoru. V místnosti mohou být skladovány nejvýše dvě zásobní láhve dusíku. Pokud je maximální dovolený pracovní tlak akumulátoru nižší než tlak dusíku v dusíkové láhvi, je nutné do vedení mezi láhví a plnicím ventilem akumulátoru zařadit zařízení (redukční ventil), které zaručí, že plnicí tlak dusíku v akumulátoru nepřekročí hodnotu maximálního provozního tlaku akumulátoru.
Dále uvedené předpisy a pokyny, zpracované podle norem a předpisů, platí zejména pro provoz a plnění plynových hydraulických akumulátorů (dále jen akumulátorů), užívaných ke kompletaci hydraulických zařízení, vyráběných firmou HYTOS a.s.. Plnicím plynem je dusík (N2). Jestliže součin jmenovitého 3 objemu (dm ) a jmenovitého tlaku (MPa) překročí hodnotu 10, je akumulátor považován za tlakovou nádobu stabilní podle ČSN 69 0010. Pro provoz a plnění potom platí předpisy podle norem ČSN 69 0012, ČSN 07 8304. Nejdůležitější předpisy a pokyny jsou vyňaty do následujících odstavců. Platí zejména pro membránové a vakové akumulátory do 3 objemu 25 dm .
Plnicí zařízení Popis plnicího zařízení včetně jeho provozních parametrů uvádí výrobce v technické dokumentaci. Zařízení slouží k plnění, doplňování a přezkušování dusíkové náplně akumulátorů. Funkce hlavních částí plnicího zařízení (obr. 49) Vřetenem ventilu (1) se pomocí ručního kolečka (2) otevírá jednosměrný ventilek akumulátoru. Tlakoměr (3) měří tlak plynu v akumulátoru. Vysokotlaká hadice (5) slouží ke spojení plnicího ventilu s tlakovou láhví dusíku. Jednosměrný ventilek v hrdle (4) zabraňuje unikání dusíku hrdlem, případně hadicí, není-li připojena na tlakovou láhev. Odpouštěcí ventil (6) ovládaný rýhovaným kolečkem umožňuje snížení tlaku dusíku v akumulátoru a odpouštění zbytku dusíku po ukončení plnění.
Plnicí tlak dusíku určuje řešitel hydraulického obvodu. Předepsaná hodnota musí být uvedena v průvodní dokumentaci hydraulického zařízení (ve schématu a technických parametrech). Nesmí překročit maximální hodnotu uvedenou výrobcem akumulátoru v pasportu. Pasport akumulátoru Podle ČSN 69 0010 musí být akumulátor vybaven dokumentací výrobce s obsahem podle uvedené normy. Dle ČSN 69 0012 je provozovatel zařízení ve spolupráci s revizním technikem povinen zajistit zejména: a) místní evidenci akumulátoru b) hlásit změny na akumulátoru reviznímu technikovi c) plánovat a provádět revize akumulátoru atd. viz ČSN 69 0012 čl.III
Kontrola plnicího zařízení Kontrolu plnicího zařízení provádí pracovník vždy před plněním. Kontroluje neporušenost zařízení, zejména stav vysokotlaké hadice a těsnění. Během používání kontroluje těsnost. V případě zjištění závad přeruší práci, provede nezbytná opatření a vyžádá opravu nebo výměnu.
Plnicí plyn - dusík N2 Dusík je netečný, bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, nehořlavý a hoření nepodporující, o měrné hmotnosti jen nepatrně menší než vzduch. Průmyslově je dodáván stlačený v typizovaných tlakových láhvích, obvykle 3 s obsahem 6m , pod tlakem 12 - 15 MPa. Tlakové láhve jsou označeny modrozeleným pruhem. Podle ČSN 65 4335 se vyrábí dusík několika jakostí. Pro plnění akumulátoru doporučuje většina výrobců akumulátorů druh N40. V žádném případě nesmí být pro plnění použit kyslík!
32
AKUMULÁTORY
Vakový akumulátor je válcová, nejčastěji půlkulovitě zakončená nebo také kulová tlaková nádoba, v níž je na plynové straně použit pružný vak, měnící svůj objem podle tlakových poměrů v akumulátoru. Na kapalinové straně je zařízení uzavírající odběr kapaliny a současně bránící vtažení vaku do výstupu kapaliny a tím jeho poškození.
Příklad vakového akumulátoru firmy OLAER (obr. 48) 1 - kryt plnicího ventilu 2 - plnicí plynový ventil 3 - pojistná matice pro připevnění vaku k tělesu akumulátoru 4 - těleso akumulátoru 5 - pružný vak hruškovitého tvaru 6 - kapalinový ventil 7 - pryžová vložka kuželovitého tvaru 8 - pojistná matice 9 - odvzdušňovací šroub
obr. 48
Plnicí zařízení pro akumulátory
obr. 49
33
AKUMULÁTORY
Hlavní zásady plnění
Vypouštění dusíku z akumulátoru
· K přepouštění dusíku smí být použito výhradně plnicí zařízení určené k tomuto účelu. Doporučujeme přednostně používat plnicí zařízení vyráběné výrobci akumulátorů. · Není přípustné plnit akumulátory, jejichž technický stav není dokonalý nebo jsou bez technické dokumentace. · Přepouštění dusíku se provádí z typizovaných tlakových láhví, označených zelenomodrým pruhem. · Láhve i akumulátory musí být při plnění bezpečně zajištěny proti převržení. · Napojení plnicího zařízení na láhev i akumulátor musí zaručovat těsnost proti unikání dusíku. · Přepouštění dusíku musí být prováděno tak, aby nedošlo k podstatným změnám povrchové teploty. · Po naplnění akumulátoru a odpojení plnicího zařízení je nutné překontrolovat těsnost uzavíracího ventilku akumulátoru a zabezpečit jej ochranným krytem.
Podle ČSN 69 0012 nesmí být akumulátory převáženy pod tlakem, pokud to není povoleno v pasportu dodávaném s akumulátorem. Vypouštění dusíku provádíme plnicím zařízením způsobem popsaným v předchozím textu. Většina výrobců vakových akumulátorů doporučuje s ohledem na životnost vaků ponechat v akumulátoru minimální tlak dusíku v rozsahu 0,2 až 1 MPa. Pokyny pro případ požáru, úniku plynu, poruchy plnicího zařízení, případně akumulátoru a) Při požáru - tlakové láhve s dusíkem a naplněné akumulátory přemístit do prostorů, kde nebudou vystaveny tepelnému působení. V případě, že transport není možný, otevřít ventily a dusík nechat unikat. b) Při úniku dusíku - okamžitě uzavřít ventil tlakové láhve. Je-li závada na ventilu, zajistit účinné větrání místnosti a místnost urychleně opustit. Dusík je za normálního tlaku a ve směsi s 21% kyslíku neškodný plyn. Ve směsi se vzduchem však fyzikálně vytěsňuje kyslík a při snížení obsahu kyslíku pod 16% ve vzduchu se začínají projevovat první příznaky dušení, charakterizované na začátku prohloubeným a zrychleným dýcháním, snížením pozornosti, neschopností jasného myšlení a nepřesností při vykonávání prací. Později dochází k snížení vnímání bolesti, zakalení vědomí až bezvědomí. Při práci v uzavřených prostorách je nutno používat izolační dýchací přístroje se stlačeným vzduchem, regenerační s chemicky vázaným kyslíkem nebo hadicové se stálým přívodem čerstvého vzduchu. První pomoc po urychleném vynesení postiženého z ohroženého prostoru spočívá ve vdechování kyslíku nebo karbogenu (pneumoxidu). V případě, že postižený nedýchá dostatečně sám, je nezbytné okamžitě začít s umělým dýcháním z úst do úst. Přitom je třeba zajistit další lékařskou pomoc.
Postup plnění (viz. obr. 49) Před plněním provedeme vizuální kontrolu plnicího zařízení a plněného akumulátoru. Přišroubujeme vysokotlakou hadici na hrdlo (4) plnicího zařízení. Vytočíme ručním kolečkem (2) otevírací vřeteno (1) do horní polohy (otáčením proti směru hodinových ručiček). Po sejmutí ochranného krytu plynového hrdla akumulátoru našroubujeme plnicí zařízení na plynové hrdlo. Vysokotlakou hadici druhým koncem našroubujeme na ventil tlakové láhve s dusíkem a převlečnou matici (7) pevně dotáhneme. Plynulým otáčením ručního kolečka vřetena (1) ve směru hodinových ručiček otevřeme jednosměrný ventilek akumulátoru. Pomalým otevřením ventilu tlakové láhve s dusíkem provedeme naplnění akumulátoru na předepsanou hodnotu tlaku a ventil uzavřeme. Při překročení předepsaného plnicího tlaku snížíme odpouštěcím ventilem (6) tlak. Po ukončení plnění vyšroubujeme vřeteno (1) ručním kolečkem (2) a jednosměrný ventilek akumulátoru se uzavře. Odpouštěcím ventilkem (6) vypustíme zbylý dusík z tělesa plnicího ventilu a zařízení demontujeme z akumulátoru. Přezkoušíme mýdlovým roztokem těsnost ventilku akumulátoru a našroubujeme ochranný kryt. Upozornění: a) při rychlém otevření ventilu láhve se vlivem změny teploty tlak dusíku v akumulátoru sníží. K vyrovnání dojde přibližně po dvou minutách. b) prudké otevření nebo zavření jednosměrného ventilku akumulátoru může způsobit poškození sedla ventilku.
c) Při poruše plnicího zařízení nebo akumulátoru -uzavřít ventil tlakové láhve a plnění přerušit - zjistit závadu a provést její odstranění.
34
12. Filtrace a filtry 12.1 Filtrace
bx = 20 bx = 75 bx = 100
Čistota provozní kapaliny je základním předpokladem správné funkce každého hydraulického mechanizmu. Znečištění oleje v hydraulickém systému má za následek opotřebení, které snižuje životnost všech součástí, zejména funkčních součástí s malou vůlí. U některých prvků může dojít vlivem nečistot ke zhoršení nebo úplnému znemožnění funkce (v 80% případů je hlavní příčinou poruch hydraulických systémů znečištěný olej).
* Podle ČSN 11 9453 je jako jmenovitá filtrační schopnost udávána účinnost hx = 0,95, tj. bx = 20. ** Podle ČSN 11 9453 je jako absolutní filtrační schopnost udávána účinnost od hx = 0,987, tj. bx = 75. Jímatelnost je množství nečistot, které filtr zachytí až do dosažení mezní hodnoty tlakového spádu na filtrační vložce. Je třeba vzít v úvahu, že: · při zvýšení provozního tlaku v systému klesá jímatelnost, tzn. zkracuje se doba mezi výměnami filtračních vložek · při zvýšení tlaku v systému a nezměněném druhu použití a stupni čistoty kapaliny je nutná jemnější filtrace.
Zdroje nečistot lze podle jejich vzniku rozdělit do čtyř základních skupin. · nečistoty primární - vnikají do obvodu s plněnou kapalinou a s jednotlivými prvky a částmi vedení. Jsou to zejména třísky z obrábění, směsi z lapování, brusné částečky, otřepy kovů a pryžových dílů, prach, písek z odlitků, okuje ze svárů a z tepelného zpracování, barva a další nemísitelné kapaliny. · nečistoty z okolí - vnikají do soustavy přes těsnění některých prvků, plnicím a odvzdušňovacím otvorem nádrže. · nečistoty vznikající funkcí soustavy - produkty opotřebení, koroze, eroze, části povlaků a laků. · nečistoty vzniklé z kapaliny - vznikají chemickými změnami kapaliny působením teploty a tlaku, nečistoty z výrobního procesu a přepravy.
Příklad předepsání požadované filtrace: Maximální stupeň znečištění kapaliny 18/15 podle ČSN 65 6206. Doporučený filtr s filtračním koeficientem b10 ³ 75. (Kód čistoty 18/15 značí, že v 1 ml vzorku kapaliny je 1300 až 2500 částic rovných nebo větších než 5mm a 160 až 320 částic rovných nebo větších než 15mm. Doporučený filtr zachytí nečistoty o velikosti 10mm s účinností 0,987 a lepší.)
K posouzení úrovně čistoty kapaliny a stanovení potřeby jejího čištění slouží různé normy. U nás platí norma ČSN 65 6206, která vychází z normy ISO 4406. Často se však využívá americká norma NAS 1638 pocházející z letectví. Kód čistoty podle zmíněné ČSN se skládá ze dvou čísel oddělených lomítkem. První číslo je přiřazeno k počtu částic větších než 5 mm v 1 ml kapaliny, druhé je přiřazeno k počtu částic větších než 15 mm (viz tab. 2 a 3). Funkce filtrů je založena na zachycování nečistot průchodem kapaliny přes porézní materiál. V důsledku různé velikosti pórů není rozměr filtrem zachycených částic přesně ohraničen a tak různé částice jsou zachycovány pouze z určité části. Pro posouzení úrovně filtrace se používají dva pojmy: filtrační účinnost hx a filtrační koeficient bx. Platí pro ně vztahy
hx =
N1 - N2 1 = 1N1 bx
bx =
N1 1 = N2 1 - hx
hx = 0,95 * hx = 0,987 ** hx = 0,99
kde N1 je počet částic větších než daný rozměr x v 1 ml objemu kapaliny před filtrem N2 je počet částic větších než daný rozměr x v 1 ml objemu kapaliny za filtrem.
35
FILTRACE A FILTRY Tab. 2 - přiřazení počtu částic ke kódovým číslům (nejsou uvedena kódová čísla 0,9 až 4). Počet částic v 1 ml
Počet částic v 1 ml
Kódové číslo
Kódové číslo
více než
do max.
24
80
160
14
80 000
23
40
80
13
20 000
40 000
22
20
40
12
10 000
20 000
21
10
20
11
5 000
10 000
20
5
10
10
2 500
5 000
19
2,5
5
9
1 300
2 500
18
1,3
2,5
8
640
1 300
17
0,64
1,3
7
320
640
16
0,32
0,64
6
160
320
15
0,16
0,32
5
více než
do max.
80 000
160 000
40 000
Tab. 3 - nejčastěji používané kombinace kódu čistoty mezi kódovými čísly 8 až 20. 20/17
19/16
18/15
17/14
16/13
15/12
14/11
13/10
12/9
20/16
19/15
18/14
17/13
16/12
15/11
14/10
13/9
12/8
20/15
19/14
18/13
17/12
16/11
15/10
14/9
13/8
-
20/14
19/13
18/12
17/11
16/10
15/9
14/8
-
-
Tab. 4 - doporučené kódy čistoty hydraulických kapalin pro vybrané skupiny hydraulických prvků, pohonů Kód čistoty pro tlak Skupina hydrostatických prvků
Doporučená absolutní filtrace
do 16 MPa
do 25 MPa
nad 25 MPa
do 16 MPa
do 25 MPa
nad 25 MPa
Zubové hydrogenerátory a hydromotory
19/16
18/15
-
20
10
-
Přímočaré a kyvné hydromotory
19/16
18/15
16/13
20
10
10
Rozváděče
19/16
18/15
16/13
20
10
10
Tlakové řídicí ventily přímo i nepřímořízené
19/16
18/15
16/13
20
10
10
Jednosměrné ventily, hydraulické zámky, uzavírací ventily
19/16
18/15
16/13
20
10
10
Plnicí a předplňovací ventily
19/16
18/15
16/13
20
10
10
Akumulátory
19/16
18/15
16/13
20
10
10
Vestavné prvky (cartridge)
19/16
18/15
16/13
20
10
5
18/15
17/14
-
10
10
-
Škrticí ventily pro Q > 1 dm .min pro Q £ 1 dm3.min-1
18/15 17/14
17/14 16/13
16/13 14/11
10
10
10 5
Axiální a radiální hydrogenerátory a hydromotory
17/14
16/13
14/11
10
10
10
Křivkové hydromotry
17/14
16/13
15/12
10
10
10
Pojistné ventily
17/14
16/13
15/12
10
10
10
Proporcionální ventily
17/14
16/13
15/12
10
10
10
Hydrostatické pohony
16/13
15/12
14/11
10
5
3
Servoventily, servopohony
15/12
14/11
13/10
10
5
3
Lamelové hydrogenerátory a hydromotory 3
-1
36
FILTRACE A FILTRY
12.2 Zařízení pro filtraci provozní kapaliny Volbu typu filtru (sací, tlakový, vysokotlaký, odpadní popř. jejich kombinaci - viz obr. 50) je třeba zvážit při konstrukci a vzít přitom v úvahu zejména: 1) citlivost na nečistoty v systému 2) prioritu, funkci systému nebo jeho životnost 3) konstrukci, případně parametry použitých hydrogenerátorů, hydromotorů a ventilů a z toho vyplývající výrobcem předepsaný stupeň filtrace 4) druh a způsob vzniku nečistot v systému případně vstupu nečistot zvenku
Tlakový filtr
Odpadní filtr umístěný v odpadní větvi přepouštěcího ventilu umístěný v hlavní odpadní větvi Filtr v samostatném obvodu
Sací filtr
obr. 50
Sací filtry (obr. 51) Připojení manometru nebo signalizace zanesení
Nejčastěji se používají relativně hrubé sací filtry, např. sítové filtry s velikostí oka 40 - 125 mm, které se používají jen pro ochranu hydrogenerátoru. Nezbytná ochrana hydraulických prvků před nečistotami musí být zajištěna dále v obvodu jemnějším filtrem. Do sacích filtrů lze použít, zejména u mobilní hydrauliky, i vložky s absolutní čisticí schopností 20 mm. Při navrhování sacích filtrů je třeba se řídit následujícími kritérii: · optimální volba filtračního elementu a nádoby · minimalizace tlakových ztrát - dostatečné dimenzování, co nejmenší délka a vhodné tvarování sacího potrubí · možnost sledování tlakového spádu na filtrační vložce · umístění nádrže výše než sací hrdlo hydrogenerátoru · zkrácení doby studeného startu na minimum - zajistit, aby provozní teplota byla dosažena co nejdříve · použití hydraulické kapaliny s nízkou viskozitou a vyšším viskozitním indexem · použití hydrogenerátoru s menší citlivostí na kavitaci (např. zubového) · dobrá přístupnost a jednoduchá výměna filtrační vložky při údržbě
Sítová nebo papírová filtrační vložka
Magnetická filtrační vložka Uzavírací ventil filtrační vložky Uzavírací ventil tělesa filtru obr. 51
37
FILTRACE A FILTRY
Tlakové a vysokotlaké filtry (obr. 52)
diferenciální tlakový spínač
Mají především úlohu chránit hydraulické prvky v části obvodu za filtrem. Hodí se obzvláště pro prvky s velkou citlivostí na nečistoty (servoventily a proporcionální ventily), pro drahá zařízení (velké hydromotory apod.) nebo pro zařízení s velkým důrazem na spolehlivost (řízení, řazení nebo brzdové systémy). UmisCují se co nejblíže k chráněným prvkům. Vysokotlaké filtry bývají přednostně osazeny tlakovými spínači, které signalizují zanesení vložek. Musí být dimenzovány na nejvyšší tlak a průtok v systému a tlaková odolnost vložek musí vyhovovat častým změnám tlaku a tlakovým špičkám. Obzvláště u kritických případů nemají vysokotlaké filtry obtokový ventil (bypass) a musí být vybaveny vysokopevnostními vložkami.
Obtokový ventil
Exaporová, nebo papírová filtrační vložka
obr. 52
Odpadní filtry (obr. 53)
Zavzdušňovací filtr
Čistí olej, který se vrací z hydraulického obvodu zpět do nádrže, nebo jeho příslušnou část, pokud je v zařízení více zpětných vedení. Filtr musí mít velmi malý odpor, aby tlak před filtrem neporušil správnou funkci hydraulického obvodu. Filtr je v činnosti jen při chodu stroje. Při volbě velikosti filtru je nutné vzít v úvahu maximální možný průtok, který odpovídá poměru ploch pístu a pístnice přímočarého hydromotoru a který je větší než průtok samotného hydrogenerátoru. (Podobný případ může nastat při vyprazdňování velkých objemů kapaliny z hydraulických akumulátorů.) K zamezení možnosti zpěnění obsahu nádrže se musí dbát na to, aby výstup odpadního filtru byl vždy pod hladinou oleje v nádrži. Vzdálenost výstupu filtru ode dna nádrže má být větší než 2-3 násobek průměru výstupu z filtru (trubka ve dně filtru). Tím se zamezí víření nečistot ze dna nádrže.
Obtokový ventil
Otočný uzávěr
Magnetická filtrační vložka
Vstup / výstup vzduchu Exaporová, papírová nebo sítová filtrační vložka
Filtry v samostatném obvodu Malý pomocný hydrogenerátor dodává kapalinu přes nízkotlaký filtr zpět do nádrže. Pomocný hydrogenerátor má vlastní pohon, nebo může být napojen na hlavní hydrogenerátor. Toto zařízení může být nedílnou součástí stroje, přičemž je čištění bez zřetele na funkci stroje nepřetržité, nebo může sloužit jako přenosné zařízení, kterým se periodicky čistí celý obsah nádrže. Přitom není třeba pro čištění a údržbu přerušit provoz stroje. 3 -1 Průtok pomocného hydrogenerátoru (v dm .min ) by měl být podle okolností (stupeň znečištění, filtrační stupeň) zvolen v rozsahu od 2 do 10% objemu nádrže.
obr. 53
38
FILTRACE A FILTRY
Příslušenství filtrů Ke včasné výměně znečištěné filtrační vložky dojde zpravidla jen tehdy, je-li signalizována potřeba její výměny. Spolehlivá ochrana funkce filtrů v praxi je tedy podmíněna použitím signalizace zanesení vložky. K tomu slouží zejména: manometry - používají se u sacích a odpadních filtrů. Umožňují vizuální kontrolu - ručička se pohybuje ze zeleného pole stupnice do červeného (při přechodu do červeného pole je signalizována nutnost výměny vložky) optické ukazatele tlakové diference - používají se u tlakových a vysokotlakých filtrů. Umožňují vizuální kontrolu - pístkový ukazatel se pohybuje ze zeleného pole do červeného (ukazatel v červeném poli upozorňuje na nutnost výměny vložky) tlakové spínače a relé - používají se u tlakových, vysokotlakých i odpadních filtrů. Při zanesení vložky přepnou přepínací kontakt a tím umožní optickou nebo akustickou signalizaci, popř. vypnutí zdroje apod. podtlakové spínače - používají se u sacích filtrů. Funkce je obdobná jako u tlakových spínačů.
šroubovací uzávěr s těsněním
12.3 Zařízení pro filtraci vzduchu Vnitřní prostor nádrže musí být propojen s vnější atmosférou. Ve vlastní nádrži nesmí docházet k podtlaku eventuelně přetlaku, způsobeném kolísáním výšky hladiny provozní kapaliny vlivem činnosti spotřebičů, zejména přímočarých hydromotorů. Vzduch nasávaný do nádrže při poklesu hladiny je nutno filtrovat, aby nedocházelo k nasávání nečistot a vlhkosti z okolí do nádrže a tím i ke znečišCování kapaliny. Vzduchový filtr je většinou součástí zátky plnicího otvoru (obr. 54) nebo součástí víka odpadního filtru, používaného jako plnicí otvor s filtrací.
netkaná filtrační tkanina pro čištění vzduchu
hrubý sítový filtr zachycující nečistoty při nalévání oleje do nádrže
Plnicí zátka s vestavěným vzduchovým filtrem - obr. 54a
Zvláštní provedení zavzdušňovací zátky vybavené dvěma jednosměrnými ventily redukuje počet výměn vzduchu s vnější atmosférou. Předností tohoto provedení je: - snížená rizika vniknutí nečistot do nádrže (při silně prašné atmosféře) - účinná ochrana proti vniknutí stříkající vody do nádrže - snížení rizika unikání oleje z nádrže - usnadnění tzv. studených startů z důvodu mírného přetlaku v nádrži Filtrace vzduchu přisávaného do nádrže
Výfuk vzduchu z nádrže
Zavzdušňovací zátka - provedení pro redukci počtu výměn - obr. 54b 39
FILTRACE A FILTRY
zátku nádrže (je vhodné je vybavit rychlospojkou) a hadice výtlaku filtrační stanice se zasune do plnicího otvoru nádrže pod hladinu oleje.
12.4 Pokyny pro montáž a údržbu Údržba obvodu z hlediska filtrace · olejové i vzduchové filtrační vložky vyměňovat pravidelně podle pokynů výrobců hydraulických prvků nebo filtrů, nebo s ohledem na ukazatele znečištění, kterým bývají filtry vybaveny · udržovat okolí pístnice přímočarých hydromotorů v čistotě, odstraňovat třísky apod. · dodržovat čistotu při montáži a opravách, rozpojené potrubí ihned zazátkovat, nové prvky při náhradě vadných montovat okamžitě, zakrýt otevřené spoje na blocích a pod. · dbát na to, aby se vlákna z čisticích hadrů nedostala do oleje; doporučujeme používat čisticí krepový papír · hladinu oleje udržovat na předepsané výši (podle olejoznaku), aby se zabránilo kondenzování par a tvoření rzi uvnitř nádrže · nedolévat do nádrže olej usazený na víku agregátu po opravách a výměně prvků nebo z netěsných spojů · sudy se zásobním olejem skladovat ve vodorovné poloze, před přečerpáváním očistit okolí zátky.
Bližší informace o filtraci jsou uvedeny v naší podnikové publikaci "Čistota hydraulických kapalin a prostředky pro její zajišCování".
Výměna filtračních vložek Obecně je při výměně nutné: · odstranit z okolí filtru nečistoty · demontáž provést podle pokynů výrobce filtru · podle druhu nečistot určit nutnou údržbu a opravy · vyčistit nádobu filtru a před zpětnou montáží naplnit čistým olejem.
Obvody s proporcionálními ventily a se servoventily U hydraulických systémů se servoventily nebo při mimořádných požadavcích na spolehlivost je nutné věnovat zvýšenou pozornost opatřením ke snížení a kontrole znečištění oleje. Proto je třeba zajistit proplachování bez servoventilů a trvalé čištění celého průtoku servoventilem. Kromě toho se doporučuje provádět pravidelně nepřímé čištění. a) Proplachování bez servoventilů Provádí se před prvním spuštěním, po každé výměně oleje nebo filtračních vložek před servoventilem. Servoventily se nahradí proplachovacími deskami, které dodává výrobce a spustí se obvod na 10 až 50 hodin (podle stupně znečištění). Doba proplachování nemá být kratší než doba, za kterou náplň oleje proteče 50x filtrem před servoventilem. b) Trvalá filtrace obvodu Každý hydraulický obvod s požadavkem na mimořádně spolehlivý provoz musí být vybaven kvalitním plnoprůtokovým filtrem (s doporučeným filtračním koeficientem b10 ³ 75, pro servoventily b5 ³ 75) s indikací zanesení. V obvodech se servoventily se filtr zapojuje co nejblíže před servoventil. c) Pravidelné nepřímé čištění Provádí se v pravidelných intervalech za chodu stroje pomocí přenosné filtrační stanice, po dobu jedné až dvou směn. Přenosná filtrační stanice se připojí na vypouštěcí
40
13. Propojovací vedení Vedení spojuje jednotlivé prvky tekutinových obvodů. Nemění-li se jejich vzájemná poloha, používá se potrubí nebo bloky. Potrubí je z ocelových nebo kovových trubek. Trubky spojujeme navzájem s hydraulickými prvky šroubeními, přírubami a tvarovkami, kterými lze určit směr a polohu vedení. Pro spojení částí obvodu, které svou vzájemnou polohu mění, se používá pohyblivých spojů (kloubových, teleskopických) nebo ohebných hadic.
a) křížení vzájemně nepropojených vedení (potrubí, kanály uvnitř prvku) b) spojení několika vedení (potrubí, kanály uvnitř prvku)
a)
b)
Vedení - prvek sloužící k vedení proudu kapaliny Potrubí - vedení, které nedovoluje vzájemný pohyb jím spojených prvků a) hlavní, vedlejší, zpětné b) řídicí - vedení sloužící k přenosu informace c) svodové - výstupní vedení, jímž proudí kapalina, unikající vlivem propustnosti prvku
Výstupní vedení pro připojení měřicích přístrojů nebo pro odběr tlakové kapaliny a) výstupní vedení je uzavřeno b) výstupní vedení je otevřeno
a) b) a)
c)
b)
a) teleskopický spoj - část vedení, umožňující vzájemný posuv nebo otáčení dvou částí potrubí b) kloubový spoj jednoho potrubí c) kloubový spoj několika potrubí kloubový spoj - část vedení, umožňující vzájemné natáčení dvou částí potrubí v rovině nebo v prostoru d) hadice - vedení, umožňující vzájemné pohyby jím spojených prvků
Rychlosti proudění v propojovacím vedení
Světlost vedení (trubek, hadic, vrtání v blocích) je třeba volit podle průtoku tak, aby nebyly překročeny maximální doporučené rychlosti proudění.
a)
Druh vedení
b)
sací tlakové pro p = max. 2,5 MPa p = 2,5 až 5MPa p = 5 až 10MPa p = 10 až 20MPa p = 20 až 32MPa odpadní od motoru do nádrže propojení v blocích
c) d) Rychlospojka - část vedení, umožňující rychlé spojení a rozpojení dvou částí vedení bez pomůcek nebo nářadí, v rozpojeném stavu je zabráněno výtoku kapaliny a) spojená b) rozpojená
13.1 Potrubí
Doporučená maximální rychlost proudění [m.s-1] 1 až 2 3 4 5 7 5 až 10 0,5 až 2 15 až 20
Pro pevné vedení tlakové kapaliny se používají ocelové bezešvé, normalizačně žíhané trubky dle ČSN 42 6711.3 z materiálu 11 353.1, 11 453.1 eventuelně 12 011.2, bez okují, nepoškozené. Pro připojování trubek k prvkům a pro jejich vzájemné propojování se používají strojírenská šroubení nepájená, u větších světlostí a pro vysoké tlaky strojírenská šroubení pájená.
a) b)
41
PROPOJOVACÍ VEDENÍ
Po pájení prstenců, po ohýbání trubek za tepla nebo po navařování je nutno trubky důkladně mechanicky a chemicky vyčistit (mořit v roztoku kyseliny solné nebo fosforečné, neutralizovat sodou, propláchnout vodou, osušit, profouknout tlakovým vzduchem).
Ohýbání trubek
Ohýbání trubek menších světlostí (do Dn 20) se provádí za studena na ruční ohýbačce. Ohýbání trubek větších světlostí se provádí na strojních ohýbačkách nebo za tepla tak, aby nedošlo k jejich zploštění.
Postup montáže strojírenského nepájeného šroubení na trubky
Funkce
Stav před montáží
Stav po montáži prsten je svými břity zaříznutý do trubky
doraz v hrdle
Postup montáže
1.
2.
Trubku odhrotit.
Zkontrolovat kolmost uříznutí trubky.
4.
3.
Opěrné sražení natřít mazacím tukem nebo vazelínou.
Závit hrdla natřít mazacím tukem nebo vazelínou.
5.
6.
Na trubku nasunout zářezný prsten.
Závity převlečné matice natřít mazacím tukem nebo vazelínou. 42
obr. 56
PROPOJOVACÍ VEDENÍ
7.
8.
Zkontrolovat správnost nasunutí zářezného prstenu.
9.
Převlečnou matici dotáhnout lehce rukou.
10.
Označit polohu převlečné matice ryskou na matici a trubce (usnadňuje sledování pootočení)
Trubku přitlačit na doraz uvnitř hrdla.
11.
12.
Kontrola: Převlečnou matici uvolnit a zkontrolovat, zda je prsten dostatečně zaříznutý. Pokud ne, je třeba přitáhnout. (Nevadí, pokud se prsten na trubce pootočí, nesmí s ním však jít posouvat ve směru osy trubky).
Převlečnou matici běžnou silou přitáhnout (asi o 11/2 otáčky) - trubka se přitom nesmí otočit. Zaříznutí se projeví zvýšením přitahovací síly.
14.
13.
Opakovaná montáž: Po každém uvolnění převlečné matice opět dotáhnout bez zvyšování síly.
Minimální výška přímé části trubky se rovná dvěma výškám převlečné matice.
Upozornění: Jestliže se kontrolou podle bodu 12 zjistí, že zaříznutí není dostatečné ani po zvýšení utahovací síly, je třeba montáž přerušit a zjistit: 1) zda zářezný prsten má opravdu ostrou zářeznou hranu 2) zda použitá trubka je vyžíhaná.
43
obr. 56
PROPOJOVACÍ VEDENÍ
Montáž trubek
provozu. Proto také např. k utahování (i povolování) šroubení používáme zásadně dvou klíčů, jednoho na hrdlo, jednoho na matici. Po konečné montáži potrubí do obvodů strojů je nutné jeho delší úseky upevnit k tuhým částem konstrukce strojů z důvodu omezení vibrací způsobených pulzací tlaku, tzn. snížení rizika uvolnění šroubení, destrukce a snížení hlučnosti zařízení.
Těsně před montáží do obvodu trubky propláchnout benzínem nebo jiným čisticím prostředkem, vyfoukat stlačeným vzduchem, odstranit všechny mechanické nečistoty. Veškerá šroubení musí být řádně dotažena. Způsoby těsnění hrdel šroubení - viz. obr. 57. Při montáži však dbáme na to, aby ve smontovaném potrubí nebyla zbytečná napětí v krutu, v ohybu apod., která by zvyšovala namáhání, vznikající za
a)
b)
a), b) Těsnění plochým těsnicím kroužkem Pro tento způsob těsnění se používají nejčastěji měděné kroužky. Při montáži je třeba hrdlo náležitě dotáhnout, aby došlo k deformaci materiálu kroužku. Při demontáži a opakované montáži se doporučuje použít nový těsnicí kroužek.
e)
e) Těsnění vloženým kroužkem Kroužek z perbunanu nebo vitonu se vkládá do vybrání v čele těsnicího osazení na hrdle. Hrdlo stačí při montáži lehce dotáhnout.
c)
d)
c) Těsnění zářeznou hranou
d) Těsnění kuželovým závitem
Hrdlo je třeba náležitě dotáhnout, aby se hrana správně zařízla.
Hrdlo s kuželovým závitem se montuje výhradně do komory s kuželovým závitem. Pro lepší utěsnění se doporučuje navinout na závit hrdla teflonovou pásku.
f)
g)
f) Těsnění kroužkem kruhového průřezu (O-kroužkem) Tento způsob těsnění lze použít jen do komory odpovídajícího tvaru (s příslušným sražením).
g) Těsnění kroužkem kruhového průřezu (O-kroužkem) Tento způsob těsnění lze použít do komor jako u způsobu a) až f).
Poznámka: Při obrábění komor (s výjimkou komor s kuželovým závitem) je třeba dodržet předepsanou kolmost a opracování těsnicí plochy. Při použití plochých těsnění je vhodné vytvořit zahloubení pro těsnicí kroužek s ohledem na jeho lepší středění. obr. 57
44
PROPOJOVACÍ VEDENÍ
nutno upevnit k pevným eventuelně pohyblivým částem konstrukce strojů z důvodu omezení vibrací způsobených pulzací tlaku a snížení rizika destrukce. Hadice musí být chráněny před mechanickým poškozením a před působením vysokých teplot, hadice i koncovky musí být snadno kontrolovatelné a přístupné pro případ demontáže. Při montáži je nutno počítat s tím, že se hadice změnami tlaku smršCují a prodlužují - upevnění musí být volné.
13.2 Hadice Pro pohyblivá vedení tlakové kapaliny se používají vysokotlaké pryžové hadice s drátěným opletem nebo ovinem a pryžovým pláštěm s různými typy koncovek. Při navrhování pohyblivých vedení musí být respektovány výrobcem uváděné podmínky (druh kapaliny, statický eventuelně dynamický pracovní tlak, minimální poloměr ohybu, způsob montáže), delší úseky pohyblivých vedení je
Příklady doporučených způsobů montáže vysokotlakých hadic
obr. 58
45
PROPOJOVACÍ VEDENÍ
Příklad typů koncovek vysokotlakých hadic
obr. 59
46
PROPOJOVACÍ VEDENÍ
13.3 Bloky Pro zmenšení prostorových nároků při stavbě hydraulických obvodů, pro zvýšení přehlednosti, provozní spolehlivosti a snížení možností úniku oleje se ve stále větší míře používají k rozvodu tlakových kapalin typizované nebo jednoúčelové bloky. Vnější plochy těchto bloků umožňují montáž hydraulických prvků v podélném i výškovém směru (používají se modulová provedení prvků). Bloky mají centrální přívodní a odpadní otvory a otvory pro trubkové nebo hadicové propojení jednotlivých spotřebičů.
Schémata nejpoužívanějších základních bloků (obr. 60) Bloky se upevňují na víko nádrže.
obr. 60
Příklad zapojení
Tento blok umožňuje velké množství zapojení obvodů. Výše uvedený příklad je jen představitelem mnoha variant.
47
PROPOJOVACÍ VEDENÍ
Schémata připojovacích desek typu PD 04, PD 06 (obr. 61) Desky se upevňují na základní blok a spojují se do podélného bloku až do počtu 8 ks dvěma svorníky.
PD06A
(paralelní řazení prvků)
PD06B
(sériové řazení prvků)
PD06C
(obvod s redukovaným tlakem)
PD04
(paralelní řazení prvků) obr. 61
Příklad řešení - řadová připojovací deska, osazena čtyřmi rozváděči a naznačenými dalšími modulovými prvky
48
PROPOJOVACÍ VEDENÍ
Možnosti výškového modulového sdružování prvků
RPE (RPR)
2VS3
DVB2
VPN
VRP
VRN
MVJ
MTS1
2RJV
PD06
T
A
P B
49
PROPOJOVACÍ VEDENÍ
13.4 Svorníky a matice pro výškové modulové sdružování Jsou dodávány pro prvky světlosti 04, 06 a 10 mm. Používají se v kombinaci s rozváděči RPE 3-04, RPE 3-06 a RPE 3-10. příklad:
Dn 04 Svorník s válcovými závity
Max. pracovní tlak
Mu = 5Nm
pmax (MPa)
M5 x 210
25
760-0085
VSO1-04/M
M5 x 210
25
760-0085
VJO1-04/M
VSO1-04/M
M5 x 210
25
760-0085
VJR1-04
VJO1-04/M
VSO1-04/M
M5 x 202
25
760-0095
DVB-04
VJR1-04
VJO1-04/M
VSO1-04/M
M5 x 210
25
760-0085
DVB-04
VJR1-04
VJO1-04/M
VSO1-04/M
M5 x 202
25
760-0095
MVJ2-06
M5 x 255
20
760-0088
2VS3-06
M5 x 262
20
760-0096
MVJ2-06
2VS3-06
M5 x 255
20
760-0088
2RJV-06
MVJ2-06
2VS3-06
M5 x 255
20
760-0088
DVB-06
2RJV-06
MVJ2-06
2VS3-06
M5 x 250
20
760-0097
DVB-06
2RJV-06
MVJ2-06
2VS3-06
M5 x 255
20
760-0088
MVJ2-10
Přepouštěcí Hydraulický Jednosměrný Škrticí ventil ventil zámek ventil
Tlakový spínač
Redukční ventil
výška 35mm
výška 30mm
výška 35mm
výška 30mm
výška 30mm
M - TR
VRP2-04
DVB-04
VJR1-04
VJO1-04/M
M - TR
VRP2-04
DVB-04
VJR1-04
M - TR
VRP2-04
DVB-04
M - TR
VRP2-04
M - TR VRP2-04
příklad:
Dn 06
MTS1-06
VRN1-06
DVB-06
2RJV-06
MTS1-06
VRN1-06
DVB-06
2RJV-06
MTS1-06
VRN1-06
DVB-06
MTS1-06
VRN1-06
MTS1-06 VRN1-06
příklad:
výška 30mm
Objednací číslo
Dn 10
MTS1-10
VRN1-10
VPN1-10
VJR2-10
MTS1-10
VRN1-10
VPN1-10
VJR2-10
MTS1-10
VRN1-10
VPN1-10
MTS1-10
VRN1-10
MTS1-10 VRN1-10
Svorník
M6 x 283
20
760-0139
VSO2-10
M6 x 292
20
760-0140
MVJ2-10
VSO2-10
M6 x 283
20
760-0139
VJR2-10
MVJ2-10
VSO2-10
M6 x 283
20
760-0139
VPN1-10
VJR2-10
MVJ2-10
VSO2-10
M6 x 283
20
760-0139
VPN1-10
VJR2-10
MVJ2-10
VSO2-10
M6 x 292
20
760-0140
Matice
50
14. Zásady montáže a údržby schopností. První hrubší s kovovou vložkou, druhý jemný s vložkou papírovou. Použijeme-li filtry se signalizací znečištění, zkvalitníme a usnadníme vlastní práci.
Při montáži podskupin a prvků hydraulického obvodu a potrubí je nutné dodržovat dále uvedené zásady. · Především dbát při montáži o maximální čistotu a pořádek! Hydraulický obvod je sestaven z velmi přesných prvků a jakékoli znečištění a jeho následky se odstraňují jen velmi nesnadno, pracně a nákladně
Činnost před uvedením hydraulického zařízení do provozu Kontrolovat zda: · je nádrž naplněna předepsaným čistým olejem až po horní mez · jsou řádně vyčištěna všechna potrubí, spoje řádně dotaženy a vlastní potrubí smontováno bez vnitřního pnutí · jsou všechna šroubení a prvky řádně namontovány a předepsaným krouticím momentem dotaženy · odpovídá smontované propojení hydraulickému schématu · jsou spojky mezi motory a hydrogenerátory, případně mezi hydromotory a dalším zařízením namontovány s dodržením souososti a axiální vůle · je elektromotor správně zapojen (D nebo Y), dodržen smysl otáčení a zda plní svou funkci snímače hladiny, tlaku a teploty · mají použité filtry (vložky) předepsanou hodnotu filtrace a jsou namontovány ve správném průtočném směru a předplněny olejem shodným s olejem v nádrži · je vnitřní prostor pístových hydrogenerátorů zaplněn olejem · je nastavení tlakových ventilů na minimálních hodnotách
· Při nevhodném skladování nebo nedodržování obnovy konzervace hydraulických prvků dojde k zablokování pohyblivých vnitřních částí prvků. Prvek je nutné vymýt vhodným odmašCovacím prostředkem (technický benzín apod.) a obnovit olejový film. · Před montáží hydraulických prvků se podrobně seznámit s veškerou dokumentací jejich výrobce, kde jsou uvedeny údaje o způsobu montáže, dotahovacích momentech šroubů atd. · Montáž všech komponentů hydraulického obvodu musí být provedena bez použití hrubé síly. Při zvedání hydraulických agregátů a bloků je nutné věnovat zvýšenou pozornost ochraně před mechanickým poškozením po napnutí vázacích prostředků. · Ochranné kryty hydraulických prvků (přepravní desky na dosedacích plochách, zátky v závitových komorách) snímáme až těsně před montáží.
Uvedení zařízení do provozu
Elektroinstalace Elektrická instalace, přívody elektromagnetů a řídicích prvků (elektromagnetů) musí vyhovovat platným předpisům a normám, zejména ČSN 33 2200 a ČSN 34 5611. Před připojením na elektrickou síC je třeba provést kontrolu štítkových nebo katalogových hodnot provozního napětí a frekvence s ohledem na hodnoty sítě. Ochrana před nebezpečným dotykovým napětím musí vyhovovat ČSN 34 1010, podle které musí být mimo jiné celé zařízení řádně uzemněno. K uzemnění (propojení zařízení se zemnicí soustavou nebo nulovacím vodičem) slouží zemnicí šroub na jedné noze nádrže agregátu. Matice navařená na nádrži je opatřena značkou uzemnění. Při obsluze a opravách elektrického zařízení musí být dodržovány předpisy uvedené v ČSN 34 3100.
· v krátkých intervalech uvést do chodu hydrogenerátor · kontrolovat hlučnost a těsnost potrubí · odvzdušnit hydraulický obvod · dle možností přezkoušet funkce obvodu s minimálním zatížením · postupně zvýšit tlak na provozní předepsanou hodnotu, zároveň nastavit další regulační prvky jako redukční ventily apod. · během provozu sledovat kontrolní a měřicí přístroje, hlučnost, výšku a teplotu oleje v nádrži · dále dbát pokynů uvedených v jednotlivých návodech k obsluze. Je zejména nutné přesně postupovat při uvádění do provozu u lamelových hydrogenerátorů, pístových hydrogenerátorů s regulací apod. Při odstavení zařízení z provozu
Plnění nádrže olejem
· dotáhnout všechny spoje · zkontrolovat plnicí tlak akumulátoru
Nejprve provedeme podrobnou prohlídku vnitřního prostoru nádrže. Kontrolujeme stav olejivzdorného nátěru. Zjistíme-li odlupování nátěru nebo známky špatné kvality, je lépe nátěr vhodným rozpouštědlem odstranit, vymýt, vysušit a tlakem vzduchu vyčistit. Předejdeme tak poruchám, kdy nám nekvalitní nátěr znečistí celý hydraulický systém. Vlastní plnění provádíme zásadně olejem, který doporučuje výrobce zařízení. Nikdy neplníme přímo ze sudů, ale pomocí filtračního agregátu, a to přes filtry s jemností lepší než 25 mm. Osvědčené je použití dvou filtrů s různou filtrační
Opětovný start · kontrolovat hladinu oleje · zkoušet všechny funkce současně, naměřené hodnoty porovnat s plánovanými · kontrolovat signalizaci tlakového spádu na filtrech
51
ZÁSADY MONTÁŽE A ÚDRŽBY
f) překročení životnosti hydrogenerátoru g) překročení povolených radiálních a axiálních sil na výstupním hřídeli
Stručný výčet poruch, se kterými se může provozovatel hydraulického zařízení setkat. Předpokládá se otevřený obvod, sestavený z běžně dostupných stavebnicových prvků.
VII. Přehřívání oleje v nádrži a) opotřebením poklesla účinnost, ztrátový průtok hydrogenerátoru se podstatně zvýšil, část dodávané energie se mění v teplo b) některý prvek propouští část tlakového oleje do odpadu c) objemově malá nádrž, teplosměnná plocha nestačí d) nedostatečně dimenzované chladiče e) nedostatečná údržba chladičů (vzduchových - čistota lamel) f) u regulačních hydrogenerátorů chybně nastavené obslužné ovládání g) vnější zdroj tepla h) prvková základna v obvodu nevhodně sestavena
I. Hydrogenerátor nedodává tlakový olej a) obrácený smysl otáčení hydrogenerátoru b) nedostatek oleje v nádrži c) uzavřeno sací vedení d) netěsní sací potrubí e) u regulačního hydrogenerátoru nastaven nulový geometrický objem f) viskozita oleje neodpovídá předepsané hodnotě g) porucha hydrogenerátoru II. Olej obsahuje vzduchové bubliny (tlakový zdroj hlučný chod spotřebiče neklidný) a) nový obvod není dostatečně odvzdušněn b) netěsní sací potrubí - filtry c) sací potrubí není plně ponořené v oleji d) vratný olej není zaveden pod hladinu a strhává s sebou vzduch e) těsnění na hřídeli hydrogenerátoru poškozeno f) poddimenzované sací potrubí - velký podtlak v sání (kavitace)
VIII. Hydraulický obvod nesplňuje předem plánované parametry a) průtok hydrogenerátoru není v souladu s původním výpočtem b) časový souběh dvou nebo více funkcí najednou c) poddimenzování nebo předimenzování spotřebiče d) zvýšená tlaková ztráta v potrubí e) některý prvek propouští část tlakového oleje do odpadu f) postupné zanášení tlakových filtrů (např. u servotechniky)
III. Zvýšený mechanický hluk a) náhon nevystředěn b) spojka náhonu poškozena c) poškozená nebo zničená ložiska d) poškozené pryžové uložení soustrojí pohonu e) přisávání vzduchu IV. Hydrogenerátor dodává olej, tlak se nezvyšuje a) hydraulický obvod odlehčen - bez zátěže b) závada na pojistném ventilu c) tlaková větev propojena s odpadem, pravděpodobně v rozváděči d) uzavírací ventil (např. v akumulátoru) otevřen e) u regulačního hydrogenerátoru porucha v regulaci f) opotřebení funkčních ploch hydrogenerátoru g) netěsnost spotřebiče - část oleje proniká mimo pracovní prostor V. Zvýšení ztrátového průtoku na hydrogenerátoru (platí též pro rotační hydromotor) a) stupeň opotřebení funkčních ploch hydrogenerátoru je vysoký vlivem nečistot obsažených v oleji b) nízká viskozita - přehřátý olej c) mechanická porucha hydrogenerátoru VI. Hydrogenerátor se zadřel a) nedodržení základních parametrů - přetížení b) poškození kavitací c) poškození pevnými částicemi v oleji d) nedodržení předepsané viskozity oleje e) nevhodný druh oleje
52
ZÁSADY MONTÁŽE A ÚDRŽBY
· elektrické zařízení musí odpovídat předpisům ESČ · nádoby s benzínem na umývání musí být používány pouze ve vyhrazených prostorách a musí být stále zakryty víkem nebo uzávěrem · hydromotory, které by se v případě vypnutí pohonného hydrogenerátoru (poklesu tlaku) mohly začít samovolně pohybovat, musí být proti této možnosti zajištěny mechanicky nebo hydraulicky · všechny hydraulické soustavy a obvody musí být chráněny proti přetížení tlakovým ventilem, stejně tak i hydromotory, které by mohly být po hydraulickém zablokování přetěžovány · u akumulátorů musí být dodržena minimální doba vyprazdňování popř. nesmí být překročen maximální průtok z akumulátoru (tyto údaje uvádějí výrobci akumulátorů) · akumulátory musí být vybaveny ručně ovládaným ventilem, který v případě potřeby umožní jejich bezrázové vyprázdnění do nádrže · pro akumulátory platí ČSN 69 0010 - tlakové nádoby stabilní · tlakové potrubí by měl svařovat svářeč se státní zkouškou · k údržbě a seřizování agregátu musí být určen zodpovědný pracovník
Bezpečnost práce Hydraulické obvody jsou i při velkých tlacích spolehlivé a bezpečné, pokud jsou všechny prvky vhodně dimenzovány. Vlivem vady či únavy materiálu může však i u nich dojít k poruše, která by mohla ohrozit bezpečnost pracovníků či poškodit okolí olejem. Můžeme jmenovat příklady závad, které se projeví navenek: - odkapávající olej - destrukce tlakem zatížených částí obvodu Olej odkapávající z nedotaženého spoje či jiného místa, který se shromáždí na zemi, může způsobit uklouznutí a pád pracovníka nebo poškození podlahy a při proniknutí do okolí může zamořit velké množství vody. Při destrukci tlakem zatížených částí obvodu nedojde k výbuchu. Při malé trhlině se olej rozpráší do širokého okolí ve formě mlhy, při větší trhlině se většinou vyprázdní celá nádrž. Destrukce tlakových hadic se projeví prosakováním (pocením) oleje, ale často i vytržením hadice z koncovky. V tom případě se může hadice prudce vymrštit a velmi těžce mechanicky zranit. Obě poruchy mají za následek důkladné "promazání" celého okolí a i nepatrná jiskra může způsobit požár velkého rozsahu.
Výše uvedené zásady bezpečnosti práce nejsou úplné. U každého hydraulického obvodu jsou jiné podmínky a jiné možnosti ohrožení jeho okolí. Tyto zásady by však měly přispět ke snížení úrazovosti a ke zlepšení pracovních podmínek uživatelů.
Akumulátory větších obsahů podléhají trvalé kontrole jako tlakové nádoby a musejí být chráněny před mechanickým poškozením a velkými zdroji tepla. Z uvedeného vyplývá, že při konstrukci, umisCování a provozu hydraulických obvodů je nutno dbát na následující zásady: · nepoužívat hydraulické prvky konstruované na nižší tlaky, než je provozní tlak obvodu · velké vysokotlaké agregáty umístit pokud možno do samotné strojovny s dobrým větráním (chlazením) a s elektrickými prvky krytými před přímým působením oleje při provozu i destrukci · v provozech se zdroji vysoké teploty (hutě, plynárny) používat místo oleje těžko zápalnou kapalinu (použití je nutno konzultovat s výrobci prvků) · strojovnu udržovat v čistotě a vyteklý olej ihned zasypat dřevěnými pilinami nebo absorbátem VAPEX, pak zamést a podlahu dosucha vytřít vhodným rozpouštědlem · při demontáži podstavovat vhodné nádoby, aby olej netekl na podlahu · agregáty a veškeré hydraulické prvky, včetně hadic a potrubí, musí být chráněny před vnějším mechanickým poškozením a zdroji tepla · je-li obvod pod tlakem, není vhodné se přibližovat, zvláště obličejem, do těsné blízkosti potrubí a hadic · vnikne-li olej do očí, je nutno oči urychleně vypláchnout Opthalem či podobným vhodným prostředkem. Vnikne-li do očí nehořlavá kapalina (kromě vodní emulze), je nutno vyhledat očního lékaře · v prostoru skladu a v blízkosti agregátů a hydromotorů nekouřit ani nepoužívat otevřený oheň · při jakýchkoli úpravách či opravách vypnout pohon hydrogenerátoru nebo alespoň příslušný obvod odlehčit a odpojit 53
PŘÍLOHA 1
Hydraulické kapaliny Správná funkce, životnost, provozní spolehlivost a hospodárnost hydraulického zařízení je v podstatné míře ovlivněna použitím vhodné hydraulické kapaliny. Nejčastěji používané jsou minerální oleje, nazývané též hydraulické oleje.
Specifikace hydraulických kapalin podle normy ISO 6743/4 Pro použití v hydraulických obvodech vyhovují zejména oleje výkonových tříd HM a HV. HM - jsou kvalitní oleje obsahující přísady proti oxidaci, korozi, pěnění, pro snížení opotřebení a modifikátor viskozity zlepšující i nízkoteplotní vlastnosti. Jsou určeny pro hydrostatické mechanizmy s vysokým mechanickým i tepelným namáháním a pro stroje pracující celoročně v nechráněném prostředí. HV - jsou vysoce rafinované oleje s přísadami proti oxidaci, korozi, pěnění, na snížení opotřebení, pro zlepšení nízkoteplotních vlastností a s modifikátorem viskozity. Vysoce kvalitní oleje význačné oxidační stálosti a protioděrových schopností, nízké pěnivosti a dobré odolnosti proti tvorbě trvalé emulze a zejména vynikající viskozitně teplotní závislosti. Mají obdobné určení jako oleje předchozí skupiny třídy HM, ale při zvýšeném požadavku na velmi nízkou závislost viskozity oleje na teplotě, zejména pro vysokotlaké mechanizmy mobilních strojů, které pracují v širokém rozsahu teplot okolí.
Hydraulické kapaliny plní v hydraulickém zařízení rozličné úkoly. Mezi nejdůležitější patří: · přenos hydraulické energie od hydrogenerátoru k hydromotoru · mazání pohyblivých částí hydraulických prvků · ochrana proti korozi · odvod nečistot, otěru, vody, vzduchu atd. · odvod ztrátového tepla vytvořeného objemovými ztrátami a třením. Kvalita hydraulické kapaliny je charakterizována těmito parametry: Kinematická viskozita - je definovaná jako odpor proti protékání kapaliny vedením a vůlemi. Vyšší viskozita 2 -1 znamená hustší kapalinu. Jednotkou viskozity je m .s 2 -1 (v praxi se používá mm .s ). Viskozita závisí na teplotě. Velikost vlivu teploty, tzn. změnu viskozity s teplotou určuje viskozitní index. Čím větší je viskozitní index, tím menší je závislost viskozity na teplotě (u běžných minerálních olejů od 85 do 90, u lepších 100 a vyšší). Viskozita je také ovlivněna tlakem, s jehož zvyšováním roste. Stlačitelnost - ovlivňuje tuhost systému a tím i přesnost pohybu u vysokotlakých zařízení. Hodnota stlačení je poměrně malá. Stlačitelnost kapaliny roste s obsahem vzduchu nebo jiných plynů. Pěnivost - je nežádoucí vlastnost s ohledem na funkci kapaliny ale také s ohledem na její stárnutí. Chemickými přísadami se pěnivost snižuje. Velmi silně může být pěnivost ovlivněna uspořádáním hydraulické soustavy (konstrukce nádrže, přisávání vzduchu).
Biologicky rozložitelné hydraulické kapaliny Ekologické hledisko je třeba brát v úvahu zejména u hydraulických mechanizmů v zařízeních přicházejících přímo do kontaktu s vodou v přírodě, u zařízení a strojů v zemědělství a v lesnictví, pohonu stavebních strojů a u mobilní techniky vůbec.
Ekologické kapaliny Na bázi rostlinných olejů - HTG (zejména řepkový olej) Na bázi syntetických médií
syntetické esterové oleje - HE polyglykoly - HPG
Mazací schopnosti ekologických kapalin jsou zpravidla stejné jako u minerálních olejů. Pokud jde o odolnost proti stárnutí a snášenlivost kapalin s konstrukčními materiály, nejsou zatím k dispozici obecně platné poznatky a použití kapaliny je nutno vyzkoušet. Přesto praktické zkušenosti jednoznačně hovoří o tom, že pečlivě seřízené systémy, provozované s ekologickými kapalinami, běží bez problémů.
Požadavky na vlastnosti kapalin Hlavní požadavky lze formulovat takto: · malá závislost viskozity na změně teploty · odpovídající viskozita zaručující dobrou účinnost soustavy · dobrá mazací schopnost a vysoká mechanická únosnost olejového filmu · chemická stálost a neutralita vůči použitým materiálům · provozní stálost (odolnost kapaliny vůči stárnutí) · malá pěnivost · dostupnost a přijatelná cena Tab. 5 - Základní vlastnosti minerálních olejů a.s. Čepro
Kinematická viskozita v mm2.s-1 při teplotě 0 °C
20 °C
40 °C
60 °C
80 °C
Bod tuhnutí ve °C
MOGUL HM 32
220
100
32
15
8,5
-40
MOGUL HM 46
400
170
46
18
11
-30
MOGUL HM 68
700
170
68
26
14
-28
MOGUL HV 32
180
67
32
17
11
-40
MOGUL HV 46
350
110
46
25
14
-36
Druh oleje
54
PŘÍLOHA 1
Hydraulické ropné oleje výkonové třídy HM a HV dle evropské specifikace CETOP RP 91H ve viskozitních třídách ISO VG 32, 46 a 68
HM
Výkonová třída Specifikace CETOP RP 91 H
HM 32
HV
HM 46
HM 68
HV 32
HV 46
AGIP
OSO 32
ARAL
VITAM GM 32
VITAM GF 46
VITAM GF 68
VITAM HF 32
VITAM HF 46
AVIA
AVILUB RSL 32
AVILUB RSL 46
AVILUB RSL 68
AVILUB HVI 32
AVILUB HVI 46
ČEPRO
MOGUL HM 32
MOGUL HM 46
MOGUL HM 68
MOGUL HV 32
MOGUL HV 46
BP
ENERGOL HLP 32
ENERGOL HLP 46
ENERGOL HLP 68
ENERGOL SHF 32
ENERGOL SHF 46
BULHARSKO
MX-M/32
MX-M/46
MX-M/68
MX-B/32
MX-B/46
CASTROL
HYSPIN AXS 32
HYSPIN AWS 46
HYSPIN AWS 68
HYSPIN AWH 32
HYSPIN AWH 46
DEA
ASTRON HLP 32
ASTRON HLP 46
ASTRON HLP 68
ELF
ELFOLNA 32
ELFOLNA 46
ELFOLNA 68
HYDRELF DS 32
HYDRELF DS 46
ESSO
NUTO H 32
NUTO H 46
NUTO H 68
UNIVIS HP 32
UNIVIS HP 46
FAM
FAMHIDO HD 5030
HD 5040
HD 5050
-
-
FINA
HYDRAN 32
HYDRAN 46
HYDRAN 68
HYDRAN HV 32
HYDRAN HV 46
INA
HIDRAOL 32 HD
HIDRAOL 46 HD
HIDRAOL 68 HD
HIDRAOL HDS 32
HIDRAOL HDS 46
KLÜBER
LAMORA HLP 32
LAMORA HLP 46
LAMORA HLP 68
MAĎARSKO
HIDROKOMOL P 32
HIDROKOMOL P 46
HIDROKOMOL P 68
HIDROKOMOL HV 32
HIDROKOMOL HV 46
MOBIL
MOBIL DTE 24
MOBIL DTE 25
MOBIL DTE 26
MOBIL DTE 13
MOBIL DTE 15
ÖMV
HLP 32
HLP 46
HLP 68
HLP - M 32
HLP - M 46
POLSKO
HYDROL 20
HYDROL 30
HYDROL 40
-
BOXOL 26
RUMUNSKO
H 32 EP
H 46 EP
H 68 EP
T5A
-
RUSKO
IGP 18
IGP 30
IGP 38
-
-
SUN
SUNVIS 832 WR
SUNVIS 846 WR
SUNVIS 868 WR
SUNVIS 832 WR-HV
SUNVIS 846 WR-HV
SHELL
TELLUS OIL 32
TELLUS OIL 46
TELLUS OIL 68
TELLUS OIL T 32
TELLUS OIL T 46
TEXACO
RANDO HD A 32
RANDO HD B 46
RANDO HD C 68
RANDO HD AZ 32
-
ULTRAMAX AW 68
ULTRAMAX AW 32-HVI
ULTRAMAX AW 46-HVI
VALVOLINE
OSO 46
ULTRAMAX AW 32
OSO 68
ULTRAMAX AW 46
-
ARNICA 46
Biologicky rozložitelné hydraulické kapaliny skupiny HTG a HE podle návrhu specifikace DIN
HTG (rostlinné)
Skupina Viskozitní třída ČEPRO BP
46
PRIMOL-EKO-36 H
PRIMOL-EKO HTF 40
BIOHYD 32
BIOHYD 46
BIOHYD M 32
QUAKER CHEMICAL SOLLNER
46 PRIMOL-EKO HE 46
-
BIOHYD SE 46 BIOHYD S
PLANTOHYD 40 N
FUCHS
SHELL
32
BIOHYD 40 N
EVVA ÖMV
HE (syntetické estery)
32
BIOHYD M 46
BIOHYD MS 32
QUINTOLUBRIC GREENSAVE N 30 NATURELLE HF 32
NATURELLE HF 46
CONNEXOL HD 32 - 68
55
BIOHYD MS 46 QUINTOLUBRIC GREENSAVE
-
-
-
-
Zpracoval kolektiv techniků akciové společnosti HYTOS Vrchlabí 9. přepracované vydání
