Использование шестеренных делителей потока в экскаваторном навесном оборудовании.

Рост мегаполисов и потребности ремонта требуют создания все большего количества многофункционального оборудования. Это оборудование, зачастую, имеет очень низкий коэффициент использования, что побуждает конструкторов искать максимально дешевые решения поставленных задач.

Одним из путей решения является создание комплектов навесного оборудования для универсальных одноковшовых экскаваторов. Это - фрезерные, бурильные, планировочные и др. машины, где собственно экскаватор используется для позиционирования, оборудования, его энергообеспечения, создания условий работы оператора.

В то же время, базовый экскаватор имеет весьма ограниченные возможности: грубое позиционирование, одна силовая гидравлическая магистраль (реверсивная), которую можно задействовать в качестве источника энергии. Из этого следует функциональная примитивность навесного оборудования. При расширении его функциональности возникает проблема независимого энергообеспечения нескольких потребителей.

Вот и приходится разработчикам обращать свой взор на шестеренные делители потока.

Делители потока.

Принцип работы дроссельных делителей потока (ДДП) основан на автоматическом дросселировании потоков рабочей жидкости, обеспечивающем заданное соотношение выходных потоков.

Таким образом, ДДП являются гидродинамическими машинами, которые обеспечивают КПД, определяемый отношением реализуемой мощности к подводимой и может быть очень низким при несинхронном изменении давления на выходных магистралях. При этом давление на входе делителя потока не меньше максимального давления в линиях потребления, а поток на входе равен сумме потоков рабочей жидкости в выходных линиях.

ДДП - достаточно компактные и надежные машины, применение которых целесообразно только в тех случаях, когда работа потребителей должна быть синхронна кинематически и динамически.

Например: привод ведущих мостов полноприводного вездехода от одного насоса с обеспечением автоматической блокировки при динамической разгрузке одного из мостов (буксовании). Режим пробуксовки является кратковременным и поэтому ДДП здесь не только приемлем, но и максимально целесообразен.

Подведу итоги.

Задача ДДП, которую они бесспорно решают: обеспечение приблизительной синхронности кинематики исполнительных механизмов при наличии динамической синхронности. Если динамическая синхронность отсутствует, КПД гидросистемы недопустимо падает.

Шестеренные делители потока (ШДП) - это объемные гидромашины, имеющие максимально высокий КПД, определяемый стандартными гидравлическими и механическими потерями в объемных гидроприводах.

(иллюстрация взята на сайте фирмы HydraPac)

Без учета этих достаточно небольших потерь баланс мощности на ШДП выглядит следующим образом:

где Q - входной поток рабочей жидкости,

p - давление рабочей жидкости на входе,

Q₁ - поток рабочей жидкости на первом потребителе,

p₁ - давление в линии первого потребителя,

Q₂ - поток рабочей жидкости на первом потребителе,

p₂ - давление в линии первого потребителя,

В случае отсутствия давления в линии второго потребителя:

Таким образом, ШДП обеспечивают эффективную независимую кинематическую и динамическую синхронизацию с относительно высоким КПД.

При отсутствии давления в линии одного из потребителей шестеренный делитель потока превращается в систему "гидромотор-насос", причем соотношение давлений на потребителе и во входной линии определяется соотношением рабочих объемов шестеренных секций делителя потока.

В линии сливной магистрали основного рабочего оборудования экскаватора можно установить гидромотор с большим рабочим объемом, вал которого вращает насос с малым рабочим объемом.

Таким образом, мы получаем источник энергии для работы вспомогательного гидравлического оборудования. При этом в сливной магистрали основного рабочего оборудования создается относительно небольшой подпор, обеспечивающий работу вспомогательного оборудования.

А в качестве "мотор-насоса" целесообразно применять серийно выпускаемые шестеренные делители потока.

Ю.А.Маянц