Файл: керченский государственный морской технологический университет судомеханический техникум.pdf

74
Промывка гидролиний
Долговечность и безотказность гидравлического привода зависят от чистоты масла.
Загрязненность масла механическими примесями перед применением его в гидроприводе не должна превышать 0,005% по массе, так как эти примеси содержат частиц, которые вызывают интенсивный абразивный износ подвижных деталей гидропривода и уплотнений, а также увеличиваются потери на трение, нагрев, т.е. уменьшается механический КПД.
Для обеспечения чистоты внутренних полостей гидропривода необходимы промывка гидрооборудования и трубопроводов в заводских условиях, контроль за их чистотой перед монтажом, заполнение гидропривода чистым гидравлическим маслом.
Трубопроводы промываются маслом, предназначенным для гидропривода в качестве рабочего, с помощью специальной насосно-фильтрующей установки, которая обеспечивает скорость движения масла в три раза превышающую эксплуатационную скорость, а трубах меньшего диаметра - в шесть раз.
Промывка осуществляется маслом при температуре 50-70 градусов в следующей последовательности: сначала промываются напорная и сливная линии при отключенных исполнительных линиях, затем - исполнительные линии. Продолжительность промывки напорной и сливной линий - 5-7 часов, исполнительных - 2-3 часа. Контроль промывки осуществляется путем осмотра через каждые 1-2 часа фильтров, которые промывают в уайт-спирите. Промывка труб ведется до тех пор, пока фильтры грубой и тонкой очистки не будут абсолютно чистыми.
Затем проводят анализ масла из промытой системы. Результаты должны быть следующими: содержание механических примесей не более 0,005% по массе; вода и водорастворимые эмульсии в масле отсутствуют; физико-химические характеристики масла после промывки совпадают с паспортными. При неудовлетворительных результатах анализа масло из системы и установки удаляют, фильтры и бак промывают, установку и систему заполняют новым маслом и производят повторную промывку.
Требования, предъявляемые к судовому объемному гидравлическому приводу
Судовой гидравлический привод выполняется с соблюдением некоторых требований, которые связаны с развитием машиностроения и которые характерны для транспортных средств.
Приведем основные требования:
- гидропривод должен комплектоваться из унифицированного оборудования;
- оборудование должно иметь необходимый срок службы;
- элементы гидропривода должны соответствовать условиям эксплуатации;
- гидропривод должен нормально работать в условиях судовой вибрации;
- соответствие массо-габаритных характеристик гидропривода и характеристик оборудования на морских судах;
- шумность не должна превышать санитарных норм;
- высокий КПД гидропривода.
К условиям эксплуатации гидропривода относятся следующие условия работы:
- при длительном крене до 15 градусов;
- при бортовой качке до 22,5 градусов;
- при длительном дифференте до 5 градусов;
- при килевой качке до 7,5 градусов;
- при температуре от 8 до 45°C и влажности до 95% в закрытых помещениях;

75
- при температуре от -40 до +45°C и температуре забортной воды равной 32 °C, а также воздействии прямого солнечного излучения +75°C вне помещений.
2.2 Пневматический привод
В пневматических передачах рабочей средой является сжатый газ (воздух), вырабатываемый компрессором.
Пневматический привод представляет собой совокупность взаимосвязанных пневматических устройств, обеспечивающих необходимые рабочие движения машин. При этом исполнительное устройство преобразует энергию сжатого воздуха в механическую энергию рабочего органа. Как и гидропривод, пневмопривод по виду движения может быть вращательным или поступательным.
Преимуществом пневмопривода являются плавность работы, простота конструкции и эксплуатации; удобство и легкость управления; возможность работы с большим числом включений в единицу времени; надежность в работе; простота регулирования скорости и нагрузки в широких пределах; малая чувствительность к динамическим нагрузкам и способность переносить длительные перегрузки вплоть до полного стопорения. К основным недостаткам, ограничивающим широкое применение пневмопривода, следует отнести наличие гибкого воздухопровода и большой расход воздуха вследствие значительных утечек через уплотнения; трудность точного регулирования и низкий к.п.д.
Передача энергии в пневмоприводе происходит следующим образом:
1.Приводной двигатель передаёт вращающий момент на вал компрессора, который сообщает энергию рабочему газу.
2.Рабочий газ после специальной подготовки по пневмолиниям через регулирующую аппаратуру поступает в пневмодвигатель, где пневматическая энергия преобразуется в механическую.
3.После этого рабочий газ выбрасывается в окружающую среду, в отличие от гидропривода, в котором рабочая жидкость по гидролиниям возвращается либо в гидробак, либо непосредственно к насосу.

76
Рисунок 2.3 – Типовая схема пневмопривода:
1-воздухозаборник;
2-фильтр;
3-компрессор;
4-теплообменник (холодильник);
5-влагоотделитель; 6-воздухосборник (ресивер);
7-предохранительный клапан;
8-дроссель;
9-маслораспылитель;
10-редукционный клапан;
11- дроссель;
12-распределитель;
13-пневмомотор;
М-манометр.
Воздух в пневмосистему поступает через воздухозаборник.
Фильтр осуществляет очистку воздуха в целях предупреждения повреждения элементов привода и уменьшения их износа.
Компрессор осуществляет сжатие воздуха.
Поскольку, согласно закону Шарля, сжатый в компрессоре воздух имеет высокую температуру, то перед подачей воздуха потребителям (как правило, пневмодвигателям) воздух охлаждают в теплообменнике (в холодильнике).
Чтобы предотвратить обледенение пневмодвигателей вследствие расширения в них воздуха, а также для уменьшения коррозии деталей, в пневмосистеме устанавливают влагоотделитель.
Ресивер служит для создания запаса сжатого воздуха, а также для сглаживания пульсаций давления в пневмосистеме. Эти пульсации обусловлены принципом работы объёмных компрессоров (например, поршневых), подающих воздух в систему порциями.
В маслораспылителе в сжатый воздух добавляется смазка, благодаря чему уменьшается трение между подвижными деталями пневмопривода и предотвращает их заклинивание.
В пневмоприводе обязательно устанавливается редукционный клапан, обеспечивающий подачу к пневмодвигателям сжатого воздуха при постоянном давлении.
Распределитель управляет движением выходных звеньев пневмодвигателя.
В пневмодвигателе (пневмомоторе или пневмоцилиндре) энергия сжатого воздуха преобразуется в механическую энергию.
Пневмодвигатели бывают четырех типов – поршневые (пневмо-цилиндры, рис. 2.4, а), диафрагменные (пневмокамеры, рис. 2.4, б), сильфонные (рис. 2.4, в), а так же

77 пластинчатые (шиберные, рис. 2.5 )
Рисунок 2.4 – Типы пневмодвигателей с поступательным движением вала
Рисунок 2.5 – Типы пневмодвигателей с вращательным движением вала
В поворотных приводах выходной шток совершает вращение, обычно на угол 90° .
Имеются также конструкции, создающие несколько оборотов выходного звена (для управления клапанами).
Пневмокамеры представляют собой конструкцию из двух литых или штампованных чашек, между которыми зажата упругая диафрагма из стали или прорезиненной ткани.
Рабочая полость сильфонного двигателя представляет собой гофрированную замкнутую камеру 1 из тонколистовой коррозионно-стойкой стали, латуни или фосфористой бронзы, упругорасширяющуюся в направлении рабочего хода штока 2 под действием сжатого воздуха. Обратный ход осуществляется при подаче воздуха внутрь камеры 3. Рабочий ход штока пневмокамеры и сильфона в связи с этим ограничен величиной возможной упругой деформации, в то время как у пневмоцилиндра он может быть любым. Пневмоцилиндр для герметизации рабочих полостей требует уплотнений на поршне и штоке, которые довольно быстро изнашиваются (обычно срок их службы не превышает 10 тыс. циклов), диафрагмы более долговечны – до 600 тыс. циклов. Сильфон уплотнений не требует.
Уплотнения являются ответственными конструктивными элементами пневмодвигателей. Они необходимы в кольцевых зазорах между поршнем и цилиндром, штоком и крышкой и в неподвижных соединениях, где возможна утечка воздуха. В современных пневмодвигателях применяют две разновидности уплотнений (рис. 2.59, а): 1

78
- манжеты V -образного сечения из маслостойкой резины по ГОСТ 6969-54 для уплотнения поршней и штоков, 2 – кольца круглого сечения из маслостойной резины по
ГОСТ 9833-73 для уплотнения поршней, штоков и неподвижных соединений.
Кроме того, применяют оригинальные многоместные приспособления с трубчатыми диафрагмами. Концы трубок закрыты пробками и в одну из пробок ввинчен штуцер для подачи сжатого воздуха. При впускании сжатого воздуха диафрагма 3 (рис. 2.6, а) расширяется, сжимает пружины 2 и перемещает плунжеры 1, зажимая детали. При выпускании воздуха плунжеры возвращаются в исходное положение под действием пружин.
Рисунок 2.6 – Схемы пневмодвигателей одностороннего действия и способы крепления на корпусе
По источнику энергии обратного хода различают приводы: одностороннего действия, в которых рабочий ход производится сжатым воздухом, а холостой – усилием пружины, и двустороннего действия.
Приводы одностороннего действия применяют в следующих случаях: когда не требуется большой ход штока; когда на обратном ходе не требуется большой силы для отвода зажимных элементов в исходное положение.
На рисунке 2.6, б, в даны схемы пневматических цилиндра и камеры. В них сжатый воздух действует на поршень или на диафрагму, которые передают давление штоку, а через шток зажимному механизму. В исходное положение поршень и диафрагма возвращается под действием пружины.
Достоинства
- в отличие от гидропривода – отсутствие необходимости возвращать рабочее тело
(воздух) назад к компрессору;
- меньший вес рабочего тела по сравнению с гидроприводом;
- меньший вес исполнительных устройств по сравнению с электрическими;
- возможность упростить систему за счет использования в качестве источника энергии баллона со сжатым газом;
- простота и экономичность, обусловленные дешевизной рабочего газа;
- быстрота срабатывания и большие частоты вращения пневмомоторов (до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту);
- пожаробезопасность и нейтральность рабочей среды, обеспечивающая возможность применения пневмопривода на нефтеналивных судах;

79
- в сравнении с гидроприводом – способность передавать пневматическую энергию на большие расстояния (до нескольких километров);
- в отличие от гидропривода, пневмопривод менее чувствителен к изменению температуры окружающей среды вследствие меньшей зависимости КПД от утечек рабочей среды (рабочего газа), поэтому изменение зазоров между деталями пневмооборудования и вязкости рабочей среды не оказывают серьёзного влияния на рабочие параметры пневмопривода.
Недостатки
- нагревание и охлаждение рабочего газа в процессе сжатия в компрессорах и расширения в пневмомоторах; этот недостаток обусловлен законами термодинамики, и приводит к следующим проблемам:
- возможность обмерзания пневмосистем;
- конденсация водяных паров из рабочего газа, и в связи с этим необходимость его осушения;
- ещё более низкий КПД, чем у гидропривода;
- низкие точность срабатывания и плавность хода;
- возможность взрывного разрыва трубопроводов или производственного травматизма, из-за чего в промышленном пневмоприводе применяются небольшие давления рабочего газа (обычно давление в пневмосистемах не превышает 1 МПа, хотя известны пневмосистемы с рабочим давлением до 7 МПа – например, на атомных электростанциях), и, как следствие, усилия на рабочих органах значительно ме́ньшие (в сравнении с гидроприводом).
- для регулирования величины поворота штока привода необходимо использование дорогостоящих устройств – позиционеров.
Вопросы для самоконтроля:
1. Для чего на судах используют гидравлические приводы?
2. Изобразите схему гидравлической системы.
3. В чём заключается техническое обслуживание гидравлической системы в период эксплуатации?
4. По каким признакам классифицируются гидроприводы?
5. Назовите преимущества гидроприводов.
6. Назовите недостатки гидроприводов.
7. Назовите назначение устройств управления.
8. Что такое «гидравлические аккумуляторы»?
9. Назовите требования, предъявляемые к судовому объемному гидравлическому приводу.
10. Назовите основные отказы в работе судовых гидроприводов.
11. Назовите методы повышения надежности судового гидропривода
12. Что такое «пневматический привод»?
13. Изобразите схему пневмопривода.
14. Классификация пневмодвигателей.
15. Назовите достоинства пневмопривода.
16. Назовите недостатки пневиопривода.

80
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература:
1 Тё А.М. Эксплуатация судовых вспомогательных механизмов, систем и устройств.
Учебно пособие / А.М. Тё, 2014.
Дополнительная литература:
2 Воронов В.Ф. Судовые гидравлические машины: учебник для вузов / В.Ф.
Воронов, А.П. Арцыков. – Л.: Судостроение, 1976. – 302 с.
3 Ермилов В.Г. Теплообменные аппараты и конденсационные установки / В. Г.
Ермилов. – Л.: Судостроение, 1969. – 263 с.
4 Башуров Б.П. Судовые насосы и вентиляторы: тексты лекций / Б.П. Башуров. –М.:
В/О «Мортехинформреклама», 1983. – 32 с.
5 Завиша В.В., Судовые вспомогательные механизмы и системы / В.В. Завиша, Б. Г.
Декин. – М.: Транспорт, 1974. – 358 с.
6 Карнилов Э.В. Вспомогательные механизмы и судовые системы: справочник / Э.В.
Карнилов, П.В. Бойко, Э.И. Голофастов. – Одесса: Експресс-Реклама, 2009. – 290 с.
7 Коваленко В.Ф. Судовые водоопреснительные установки / В.Ф. Коваленко, Г.Я.
Лукин. –Л.: Судостроение, 1970. – 304 с.
8 Лукин Г.Я. Опреснительные установки промыслового флота / Г.Я. Лукин, Н.Н.
Колесник. – М.: Пищевая промышленность, 1970. – 366 с.
9 Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы / А.А. Ломакин. –М.: Машиностроение,
1966. – 364 с.
10 Певзнер Б.М. Насосы судовых установок и систем / Б.М. Певзнер. –Л.: Судостроение,
1971. – 384 с.
11 Тё А.М. Судовые вспомогательные механизмы, системы и устройства: учеб. Пособие /
А.М. Тё. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2013. – 208 с.
12 Тихомиров Г.И. Судовое фильтрующее оборудование для предотвращения загрязнения моря: учеб. пособие / Г.И. Тихомиров. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2012. – 133 с.
13 Харин В. М. [и др.]. Судовые вспомогательные механизмы и системы: учебник. – М.:
Транспорт, 1992. – 312 с.
14 Чиняев И.А. Судовые вспомогательные механизмы: учебник для вузовводного транспорта / И.А. Чиняев. – М : Транспорт, 1989. – 295 с.
15 Правила классификации и постройки морских судов. В 3 т. – СПб.: Российский морской регистр судоходства, 1999.
16 Правила технической эксплуатации судовых технических средств и конструкций. РД
31.21.30 - 97. – СПб.: ЗАО «ЦНИИМФ», 1997. – 342 с.
17 Правила технической эксплуатации судовых вспомогательных механизмов.
Утверждены приказом Роскомрыболовства РФ от 5 мая 1999 г. № 107. Текст документа по состоянию на июль 2011 года.

81

82
Юрий Геннадьевич Мочалов
МДК
01.01.
ОСНОВЫ
ЭКСПЛУАТАЦИИ,
ТЕХНИЧЕСКОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ
И
РЕМОНТА
СУДОВОГО
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Раздел 1.4 Cудовые вспомогательные механизмы, устройства и системы
(Часть 1)
К
УРС ЛЕКЦИЙ
ДЛЯ
(
СТУДЕНТОВ
)
КУРСАНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
26.02.05
«Э
КСПЛУАТАЦИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
»
ПРОФИЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
ОЧНОЙ И ЗАОЧНОЙ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ
Судомеханический техникум ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет»
298309 г. Керчь, Орджоникидзе, 123

83

84
Юрий Геннадьевич Мочалов
МДК
01.01.
ОСНОВЫ
ЭКСПЛУАТАЦИИ,
ТЕХНИЧЕСКОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ
И
РЕМОНТА
СУДОВОГО
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Раздел 1.4 Cудовые вспомогательные механизмы, устройства и системы
(Часть 1)
К
УРС ЛЕКЦИЙ
ДЛЯ
(
СТУДЕНТОВ
)
КУРСАНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
26.02.05
«Э
КСПЛУАТАЦИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
»
ПРОФИЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
ОЧНОЙ И ЗАОЧНОЙ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ
Судомеханический техникум ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет»
298309 г. Керчь, Орджоникидзе, 123