Как научиться читать гидравлические схемы

Гидравлическая схема представляет собой элемент технической документации, на котором с помощью условных обозначений показана информация об элементах гидравлической системы, и взаимосвязи между ними. Согласно нормам ЕСКД гидравлические схемы обозначаются в шифре основной надписи литерой «Г» (пневматические схемы — литерой «П»).

Как видно из определения, на гидравлической схеме условно показаны элементы, которые связаны между собой трубопроводами — обозначенными линиям. Поэтому, для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать, как обозначается тот или иной элемент на схеме. Условные обозначения элементов указаны в ГОСТ 2.781-96. Изучите этот документ, и вы сможете узнать как обозначаются основные элементы гидравлики.

Обозначения гидравлических элементов на схемах

Рассмотрим основные элементы гидросхем.

Трубопроводы

Трубопроводы на гидравлических схемах показаны сплошными линиями, соединяющими элементы. Линии управления обычно показывают пунктирной линией. Направления движения жидкости, при необходимости, могут быть обозначены стрелками. Часто на гидросхемах обозначают линии — буква Р обозначает линию давления, Т — слива, Х — управления, l — дренажа.

Соединение линий показывают точкой, а если линии пересекаются на схеме, но не соединены, место пересечения обозначают дугой.

Бак в гидравлике — важный элемент, являющийся хранилищем гидравлической жидкости. Бак, соединенный с атмосферой показывается на гидравлической схеме следующим образом.

Закрытый бак, или емкость, например гидроаккумулятор, показывается в виде замкнутого контура.

Фильтр

В обозначении фильтра ромб символизирует корпус, а штриховая линия фильтровальный материал или фильтроэлемент.

Насос

На гидравлических схемах применяется несколько видов обозначений насосов, в зависимости от их типов.

Центробежные насосы, обычно изображают в виде окружности, в центр которой подведена линия всасывания, а к периметру окружности линия нагнетания:

Объемные (шестеренные, поршневые, пластинчатые и т.д) насосы обозначают окружностью, с треугольником-стрелкой, обозначающим направление потока жидкости.

Если на насосе показаны две стрелки, значит этот агрегат обратимый и может качать жидкость в обоих направлениях.

Если обозначение перечеркнуто стрелкой, значит насос регулируемый, например, может изменяться объем рабочей камеры.

Гидромотор

Обозначение гидромотора похоже на обозначение насоса, только треугольник-стрелка развернуты. В данном случае стрелка показывает направление подвода жидкости в гиромотор.

Для обозначения гидромотра действую те же правила, что и для обозначения насоса: обратимость показывается двумя треугольными стрелками, возможность регулирования диагональной стрелой.

На рисунке ниже показан регулируемый обратимый насос-мотор.

Гидравлический цилиндр

Гидроцилиндр — один из самых распространенных гидравлических двигателей, который можно прочитать практически на любой гидросхеме.

Особенности конструкции гидравлического цилиндра обычно отражают на гидросхеме, рассмотрим несколько примеров.

Цилиндр двухстороннего действия имеет подводы в поршневую и штоковую полость.

Плунжерный гидроцилиндр изображают на гидравлических схемах следующим образом.

Принципиальная схема телескопического гидроцилиндра показана на рисунке.

Распределитель

Распределитель на гидросхеме показывается набором, квадратных окон, каждое из которых соответствует определенному положению золотника (позиции). Если распределитель двухпозиционный, значит на схеме он будет состоять из двух квадратных окон, трех позиционный — из трех. Внутри каждого окна показано как соединяются линии в данном положении.

На рисунке показан четырех линейный (к распределителю подведено четыре линии А, В, Р, Т), трех позиционный (три окна) распределитель. На схеме показано нейтральное положение золотника распределителя, в данном случае он находится в центральном положении (линии подведены к центральному окну). Также, на схеме видно, как соединены гидравлические линии между собой, в рассматриваемом примере в нейтральном положении линии Р и Т соединены между собой, А и В — заглушены.

Как известно, распределитель, переключаясь может соединять различные линии, это и показано на гидравлической схеме.

Рассмотрим левое окно, на котором показано, что переключившись распределитель соединит линии Р и В, А и Т. Этот вывод можно сделать, виртуально передвинув распределитель вправо.

Оставшееся положение показано в правом окне, соединены линии Р и А, В и Т.

На следующем ролике показан принцип работы гидрораспределителя.

Понимая принцип работы распределителя, вы легко сможете читать гидравлические схемы, включающие в себя этот элемент.

Устройства управления

Для того, чтобы управлять элементом, например распределителем, нужно каким-либо образом оказать на него воздействие.

Ниже показаны условные обозначения: ручного, механического, гидравлического, пневматического, электромагнитного управления и пружинного возврата.

Эти элементы могут компоноваться различным образом.

На следующем рисунке показан четырех линейный, двухпозиционный распределитель, с электромагнитным управлением и пружинным возвратом.

Клапан

Клапаны в гидравлике, обычно показываются квадратом, в котором условно показано поведение элементов при воздействии.

Предохранительный клапан

На рисунке показано условное обозначение предохранительного клапана. На схеме видно, что как только давление в линии управления (показана пунктиром) превысит настройку регулируемой пружины — стрелка сместиться в бок, и клапан откроется.

Редукционный клапан

Также в гидравлических и пневматических системах достаточно распространены редукционные клапаны, управляющим давлением в таких клапанах является давление в отводимой линии (на выходе редукционного клапана).

Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.

Обратный клапан

Назначение обратного клапана — пропускать жидкость в одном направлении, и перекрывать ее движение в другом. Это отражено и на схеме. В данном случае при течении сверху вниз шарик (круг) отойдет от седла, обозначенного двумя линиями. А при подаче жидкости снизу — вверх шарик к седлу прижмется, и не допустит течения жидкости в этом направлении.

Часто на схемах обратного клапана изображают пружину под шариком, обеспечивающую предварительное поджатие.

Дроссель

Дроссель — регулируемое гидравлическое сопротивление.

Гидравлическое сопротивление или нерегулируемый дроссель на схемах изображают двумя изогнутыми линями. Возможность регулирования, как обычно, показывается добавлением стрелки, поэтому регулируемый дроссель будет обозначаться следующим образом:

Устройства измерения

В гидравлике наиболее часто используются следующие измерительные приборы: манометр, расходомер, указатель уровня, обозначение этих приборов показано ниже.

Реле давления

Данное устройство осуществляет переключение контакта при достижении определенного уровня давления. Этот уровень определяется настройкой пружины. Все это отражено на схеме реле давления, которая хоть и чуть сложнее, чем представленные ранее, но прочитать ее не так уж сложно.

Гидравлическая линия подводится к закрашенному треугольнику. Переключающий контакт и настраиваемая пружина, также присутствуют на схеме.

Объединения элементов

Довольно часто в гидравлике один блок или аппарат содержит несколько простых элементов, например клапан и дроссель, для удобства понимания на гидросхеме элементы входящие в один аппарат очерчивают штрих-пунктирой линией.

Порядок чтения гидралической схемы

Для чтения большинства гидравлических схем необходимо знать символы, обозначающие основные элементы и следовать алгоритму:

• Рассмотреть гидросхему, ознакомиться прочитать технические требования, характеристики, примечания (если они имеются);
• Ознакомиться с перечнем элементов, который должен сопровождать схему, сопоставить обозначения на гидравлической схеме с данными в перечне;
• Найти на схеме источники и накопители энергии жидкости (насосы, аккумуляторы, напорные башни питающие магистрали);
• Приблизительно оценить величину давления на различных участках системы, определить линии высокого давления, линии слива и дренажа;
• Найти на схеме клапаны регулирующие давление и расход — дроссели, редукционные и предохранительные клапаны, регуляторы расхода, краны;
• Подробно изучить работу гидравлических распределителей, представленных на схеме, понять какие участки схемы задействуются при переключении распределителей, разобраться с механизмами управления гидрораспределитлями;
• Найти на схеме исполнительные механизмы — гидроцилиндры;
• Провести анализ работы различных участков гидравлической системы;
• На основе анализа отдельных участки сделать вывод о работе всей гидравлической системы. При необходимости ознакомиться с технической документацией на ответственные пневмоаппараты.

Для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать условные обозначения элементов, разбираться в принципах работы и назначении гидравлической аппаратуры, уметь поэтапно вникать в особенности отдельных участков, и правильно объединять их в единую гидросистему.

Для правильного оформления гидросхемы нужно оформить перечень элементов согласно стандарту. Узнать как оформить перечень элементов на схеме.

Ниже показана схема гидравлического привода, позволяющего перемещать шток гидроцилиндра, с возможностью зарядки гидроаккумулятора.

Скачать схемы гидравлических элементов

Участники нашей группы в контакте могут скачать схемы гидравлических элементов. Среди ни обзначения различных тпиов:

• гидроцилиндров
• распределителей
• клапанов
• регуляторов расхода
• трубопроводов и линий связи

Гидравлический привод комбинированной дорожной машины

Гидравлический привод комбинированной дорожной машины.

В статье приняты следующие сокращения:

Под гидравлическим приводом КДМ понимается совокупность гидравлических устройств, обеспечивающих передачу энергии исполнительным механизмам КДМ посредством рабочей жидкости. Гидропривод КДМ обеспечивает преобразование механической энергии ДВС в гидравлическую энергию и последующую её регулирование и транспортировку исполнительным гидравлическим механизмам КДМ.

Гидравлический привод КДМ включает в себя:

• насос – предназначенный для преобразования механической энергии, снимаемой с вала ДВС КДМ, в энергию потока рабочей жидкости. В гидроприводах КДМ хорошо зарекомендовали себя аксиально-поршневые насосы MDS-80 ISO. На рис. 2 представлен один из типоразмеров этого насоса.

гидродвигатели — обеспечивающие в исполнительных механизмах КДМ вращательное движение выходного звена (ГМ) или поступательное движение выходного звена (ГЦ) посредством преобразования гидравлической энергии потока жидкости (как потенциальной, так и кинетической) в механическую энергию на рабочем органе гидродвигателей. Гидродвигатели OR 250, рис. 3, нашли широкое применение в КДМ

• распределительную и контрольно-регулирующую гидроаппаратуру — которая управляет направлением потока рабочей жидкости, обеспечивает регулирование и контроль параметров потока (давление, расход и температуру). А также обеспечивает функции пуска, останова, изменения направления потока передачи энергии с контролем и регулированием его мощности и выполняет функции аварийной остановки и выход на предохранительные и энергосберегающие режимы (дроссели, регуляторы давления и расхода, обратные клапаны, гидрозамки, распределители, клапаны).

Рис. 4 Распределитель PDV74

• гидробак – жизненно важный элемент гидропривода, предназначенный для создания резерва рабочей жидкости, нормализации её параметров (температуры, влагосодержания, степени чистоты) во время непрерывной работы, а так же обеспечения питания гидропривода рабочей жидкостью при максимально комфортных условиях входа жидкости во всасывающий патрубок ГН.

• устройства кондиционирования рабочей жидкости – выполняют функции очистки от загрязняющих частиц окружающей среды, продуктов износа элементов гидропривода, очищения рабочей жидкости от влаги и растворённых в ней газов (фильтры, сапуны, влаго-отделители), поддержания рабочей температуры рабочей жидкости (теплообменники).

• трубопроводы, рукава высокого давления и гидравлические муфты и соединения – предназначены для организации движения потока рабочей жидкости между всеми элементами гидропривода.
• вспомогательные устройства — используются для обеспечения контроля параметров потока рабочей жидкости (манометры, реле давления, указатели уровня, датчики температуры и т.п.) и организации сигналов управления, передаваемых в СУ.
• гидравлические аккумуляторы – применяются в системах гидропривода для сглаживания пульсаций давления или расхода, реализации пиковых значений расхода, не применяя пере размеренных по расходу насосов, а также как аварийные? кратковременно действующие, источники питания при внезапной остановки насоса.

Гидравлическая схема разрабатывается, а основные рабочие параметры гидропривода КДМ рассчитываются на основании функционального назначения машины и ее эксплуатационных показателей, которые сформулированы в ТЗ на КДМ. Поэтому разработка гидропривода должна начинаться прежде всего с анализа ТЗ.

В ТЗ на КДМ задаются требования к методам управления и контроля, к блокировкам, нагрузочные характеристики и режимы движения каждого рабочего органа, задаётся циклограмма работы машины, описываются необходимые средства диагностики технического состояния, а также другие требования. На основании ТЗ на КДМ анализируются различные варианты принципиальной гидросхемы. При этом дополнительно к обеспечению функциональных, силовых и скоростных требований решаются вопросы по компоновочному размещению гидроустройств на машине, обеспечению безопасной эксплуатации, требований по показателям надёжности работы КДМ, её обслуживанию и ремонтопригодности.

На основании ТЗ на КДМ определяется количество исполнительных гидромоторов и гидроцилиндров, а также их размеры и технические параметры. С учетом обеспечения требуемых скоростных и силовых характеристик гидродвигателей, а также требований по совмещению их работы, проводится выбор типа насоса и его параметров. При этом особое внимание уделяется сокращению энергетических потерь и обеспечению наиболее высокого КПД гидропривода. Для выполнения этого требования эффективно применяются регулируемые насосы, которые в процессе работы КДМ автоматически поддерживают величину подаваемого потока рабочей жидкости, регулируют необходимое давление в гидроприводе в соответствии с заданной величиной расхода, потребляемого гидродвигателями, и текущей нагрузкой на них.

Применение регулируемых насосов со встроенным LS-регулятором совместно с гидроблоками, оснащёнными гидролиниями LS-системы управления, обеспечивает наиболее оптимальное распределение потоков рабочей жидкости при одновременной совместной работе нескольких гидродвигателей. При этом в напорной гидролинии насоса поддерживается давление, соответствующее давлению в линии питания наиболее нагруженного гидродвигателя. Для гидроприводов КДМ, в которых практически всегда требуется совмещать одновременную работу от двух до шести гидродвигателей, обеспечение корректного деления потока на несколько частей имеет очень важное значение.

В настоящее время наиболее часто применяются гидросхемы КДМ с одним нерегулируемым насосом. Также необходимо учитывать, что гидросхема с одним насосом имеет ограничения по количеству одновременно работающих гидродвигателей и в этом случае не обеспечивает высокий КПД гидропривода, что приводит к повышенному нагреву рабочей жидкости.

Применение варианта гидросхемы с двумя нерегулируемыми насосами позволяет совмещать работу гидромоторов, обеспечивающих выполнение двух основных функций, например, разбрасывание песчано-соляной смеси и вращение межбазовой щетки. Однако эта гидросхема на некоторых режимах работы машины также имеет низкий КПД гидропривода, а, следовательно, и повышенный нагрев рабочей жидкости.