Значение и функционал гидрозамка цилиндра подъема стрелы КМУ

Управляемые краны-манипуляторы работают за счёт гидравлической энергии. Гидравлическое масло циркулирует по системе в направлении насоса, двигателя или цилиндра. Они преобразуют гидравлическую энергию в механическую силу, которая передаётся рабочему органу КМУ. В такой конструкции важную роль играет гидрозамок. Его задача – обеспечивать удержание рабочих органов гидравлической системы в статическом положении под нагрузкой. В этой статье расскажем, как работает гидрозамок подъема стрелы, каким он бывает и как применяется в конструкции крана-манипулятора.

Принцип работы

Гидрозамок цилиндра подъема стрелы – это обратный гидравлический клапан. В обычном состоянии он выполняет задачу обратного клапана, то есть, пропускает рабочую жидкость только в одном направлении, полностью блокируя движение в другом. Когда на гидрозамок поступает сигнал, возникает возможность двигаться жидкости в обоих направлениях (см. рисунок ниже. *Источник - https://youtu.be/0ktQnUuct80 ютуб-канал "Гидравлика и пневматика").

Благодаря такому функционалу решаются разные задачи:

• защита от падения груза на стреле в случае резкого снижения давления. Это может произойти по разным причинам, например, если герметичность трубопровода будет нарушена;
• блокировка жидкости под заданным давлением в определенных частях механизма;
• защита от перемещения выходных звеньев гидравлического двигателя. Оно может произойти из-за утечки по золотникам.

Главная проблема золотниковых гидрораспределителей – регулярная утечка рабочей жидкости. Она просачивается в местах уплотнения и в зазоры между компонентами механизма. Попадая туда, она приводит к сбоям в работе систем КМУ. Например, кран начинает медленнее работать, резко терять высоту или полностью выходит из строя. Гидрозамок позволяет предотвратить это негативное воздействие. Он предотвращает утечки и резкие движения механизмов, если что-то идёт не так.

Виды гидрозамков

Классификация гидрозамков связана с количество клапанов, установленных в одном корпусе: один или два. В первом случае конструкция состоит из:

• запорно-регулирующего компонента – шарика;
• пружины;
• механизма управления.

Принцип работы одностороннего гидравлического замка следующий:

1. Давление подается в первый отсек при отсутствующем сигнале от управления.
2. В этом положении рабочая жидкость беспрепятственно перемещается из первого отсека во второй.
3. Если подать давление на второй отсек, то жидкость не сможет переместиться.
4. Для этого нужно оказать давление на третьи отсек, являющийся управляющим. В таком положении рабочая жидкость будет свободно перемещаться в обе стороны.

К конструкции двустороннего гидрозамка добавляются дополнительные шарик и пружина. Но механика управления остается прежней. Оба отсека обратного клапана закрыты, если на них не подается давление. При оказании давления на один из них, открывается возможность перемещения жидкости в одном направлении. Чтобы она начала перемещаться обратно, нужно подать давление на оба отсека, что заставит управляющий механизм сработать, открыв все клапаны для движения жидкости.

Есть и другие способы классификации гидрозамков:

• по управляющему воздействию: гидравлическое (описано выше), электронное, пневматическое и механическое действие;
• по запорному элементу, когда вместо шариков устанавливают конусовидный запорный компонент. Но принцип работы гидроклапана от этого не меняется.

Роль гидрозамка в кране-манипуляторе

В конструкции КМУ гидравлический замок используется для решения нескольких задач. Основные из них:

• Стабилизация. При подъеме груза гидравлический насос создает давление, которое направляется в цилиндр гидравлического замка, заставляя поршень двигаться. Когда стрела начинает подниматься, масса груза и самой стрелы приводят к инерции и колебаниям. Гидрозамок сглаживает эти колебания, ограничивая скорость движения поршня и, следовательно, стрелы.
• Контроль скорости опускания. При опускании груза оператор может управлять дроссельными клапанами, регулируя скорость выхода гидравлической жидкости из цилиндра. Это позволяет контролировать скорость опускания груза, предотвращая резкие движения и обеспечивая более плавный спуск.
• Блокировка стрелы. Когда стрела должна быть зафиксирована в определенном положении, оператор направляет команду клапану блокировки. Он блокирует поток гидравлической жидкости в цилиндре, фиксируя позицию поршня и предотвращая движение стрелы.
• Контроль рабочего давления. Гидрозамок также позволяет контролировать рабочее давление гидравлической системы стрелы. Это важно для обеспечения оптимальной производительности и эффективности подъемных операций, а также для предотвращения перегрузок.

Таким образом, гидрозамок делает стрелу КМУ более управляемой, что упрощает её использование. Кроме того, он предотвращает резкие движения, снижая риск аварии или разрушений.

Установка гидрозамка

При монтаже учитывается местоположение дросселя. Если его не будет, то опускающийся золотник, создаст нужное давление для открытия гидрозамка. Из-за этого жидкость сольётся, а стрела (или другой рабочих орган) начнёт быстро опускаться вниз. Если шток будет двигаться слишком быстро, давление в области поршня станет низким. Тогда запорный элемент временно закроется, не давая штоку перемещаться. Из-за этого давление начнет расти, замок откроется, а стрела снова начнёт движение вверх.

Дроссель с обратным клапаном устанавливается между гидроцилиндром и гидрозамком. Это предотвращает преждевременный спуск жидкости или прерывистое движение стрелы. Поэтому при монтаже замка учитывают, в каком месте установлен дроссель.

Замки для гидравлических систем обеспечивают их безопасную работу. Перед продажей они проходят тестирование под давлением, которое в 1.5 раза больше рабочего на стреле КМУ. В строительной, горной и дорожной технике замки могут в разных ситуациях блокировать:

1. гидроцилиндр при выдвижении рабочего органа;
2. гидроцилиндр при втягивании рабочего органа;
3. гидроцилиндр замков двустороннего действия.

В последнем случае предотвращается перемещение рабочего органа в обоих направлениях. Используется для надежной фиксации механизмов во время строительных или дорожных работ.

Поломки гидрозамка

Наиболее распространенными поломками в механизме гидрозамка является:

• Утечка гидравлической жидкости Как и в случае с автомобильными гидрозамками, гидрозамки в кранах также могут иметь утечки гидравлической жидкости. Это может происходить из-за износа уплотнительных элементов или повреждения герметичности корпуса. Утечка масла может привести к потере давления и неспособности полностью выполнять функции.
• Износ уплотнительных элементов. После длительной эксплуатации уплотнительные элементы гидрозамка могут износиться, что также приведет к возможным утечкам и потере давления.
• Повреждение поршневого стержня. Поршневой стержень внутри гидрозамка может повредиться из-за перегрузок, ударов или неисправностей в работе крана. Повреждение стержня может привести к ухудшению хода или полному блокированию функционирования гидрозамка.
• Засорение или загрязнение гидравлической системы. Если гидравлическая система крана не поддерживается в чистоте, это может привести к засорению или загрязнению гидрозамка. Засорение может нарушить поток гидравлической жидкости и вызвать снижение производительности или поломку гидрозамка.

 

Как видим, гидрозамок цилиндра стрелы обеспечивает её стабильное движение и защищает от падения при резком снижении или повышении давления. Этот компонент не дает крану-манипулятору «уронить» груз на землю, если в его механизме что-то сломается. Поэтому все устройства, использующие гидравлические систему, комплектуются гидрозамками.