Опишите устройство гидравлических толкателей кратко
Обновлено: 07.07.2024
В грузоподъемных устройствах гидротолкатель играет роль привода для кранового колодочного тормоза. Его главное назначение – трансформация энергии электрического тока в прямолинейное механическое перемещение.
Чтобы подробнее разобраться в принципе работы гидротолкателя, разберем его устройство, а также назначение каждой детали и узла.
Конструкция гидротолкателя
- Электродвигатель
- Поршень со штоком
- Подшипниковый щит
- Рабочее центробежное колесо
- Корпус с цилиндром
- Выводной механизм (состоит из панели клемм, коробки с выводами и крышки)
- Уплотнительное и резиновые кольца
- Сливной болт и болт заземления
- Манжеты
- Сальниковое кольцо
На его вал напрессован сердечник с алюминиевой короткозамкнутой обмоткой, а его выводной устройство включает в себя клеммную панель, крышку и коробку выводов.
Подробнее стоит остановиться и на клеммной панели. Она имеет уплотнение в виде резинового кольца, а от попадания влаги и грязи внутрь ее защищает другое уплотнительное кольцо. Шток толкателя также уплотняется одной из манжет и сальниковым кольцом. Вторая манжета уплотняет вал электродвигателя.
Как работает гидротолкатель
Когда включается электродвигатель, то рабочее колесо приходит в движение и начинает вращаться. Своим вращением оно существенно повышает давление масла, находящегося в камере. Масло, в свою очередь, оказывает давление на поршень и перемещает его вместе со штоком до самой высокой отметки. В таком положении поршень находится все то время, что электродвигатель работает.
После выключения электродвигателя весь процесс идет в обратном порядке: колесо перестает двигаться, поршень со штоком под влиянием своего веса и силы тяжести перемещаются обратно в нижнее положение, а механизм возвращается на исходное место.
В настоящее время в газораспределительных механизмах двигателей легковых автомобилей для привода впускных и выпускных клапанов находят широкое применение гидравлические толкатели.
Гидравлические толкатели автоматически обеспечивают постоянный (беззазорный) контакт кулачков распределительного вала с клапанами, компенсируют износ сопрягаемых деталей (распределительного вала и клапанной группы) и исключают необходимость регулирования теплового зазора клапанов в эксплуатации.
Гидравлический толкатель (рисунок 1) состоит из корпуса, компенсатора и шарикового клапана. В корпусе 2 толкателя приварена направляющая втулка 1, в которой стопорным кольцом 3 закреплен компенсатор. Компенсатор состоит из корпуса 4 и поршня 5, между которыми установлена разжимная пружина 7, а в поршне размещен шариковый клапан 6. Внутренняя полость компенсатора заполнена маслом, которое поступает в компенсатор при открытом клапане 6 из корпуса гидротолкателя. В корпус гидротолкателя масло подается из масляной магистрали головки цилиндров через наружную канавку и отверстие, выполненное в корпусе.
Рисунок 1 – Гидравлический толкатель
1 – втулка; 2, 4 – корпуса; 3 – кольцо; 5 – поршень; 6 – клапан; 7 – пружина
Гидротолкатель каждого клапана установлен между торцом стержня клапана и кулачком распределительного вала в отверстии, расточенном в головке цилиндров.
Работа гидротолкателя
При набегании кулачка распределительного вала на толкатель усилие от кулачка передается на торец его корпуса 2, который перемещает поршень 5 компенсатора, преодолевая сопротивление пружины 7. При этом шариковый клапан 6 закрывается и запирает находящееся внутри компенсатора масло, через которое и передается усилие от распределительного вала к впускному или выпускному клапану, и клапан открывается. При перемещении поршня 5 часть масла из компенсатора через зазор между поршнем и корпусом 4 вытекает в корпус 2 толкателя, и поршень немного вдвигается в корпус 4 компенсатора.
При сбегании кулачка распределительного вала с толкателя пружина 7 прижимает поршень 5 к корпусу 2 толкателя, обеспечивая его беззазорный контакт с кулачком распределительного вала. При этом шариковый клапан 6 открывается, впускает масло в компенсатор, а впускной или выпускной клапан закрывается.
Клапаны газораспределительного механизма приводятся в действие непосредственно кулачками распределительных валов через цилиндрические гидротолкатели (гидрокомпенсаторы зазора), которые расположены в направляющих отверстиях головки цилиндров по оси отверстий под клапана.
Благодаря гидротолкателям (гидравлическим толкателям) уменьшаются стуки, механизм работает более плавно и четко, устраняются неисправности двигателя, которые могли быть при нарушении зазоров (прогары клапанов, потеря мощности и т.п.). В связи с отсутствием зазора, не изменяются фазы газораспределения при износе деталей клапанного механизма. Кроме того, при техническом обслуживании автомобиля не требуется регулировать зазор в клапанном механизме.
Гидротолкатель состоит из корпуса толкателя 1, цилиндра 2, плунжера 5 и обратного шарикового клапана 3, который поджат к отверстию в поршне пружиной. Поршень и плунжер разжимаются возвратной пружиной 4, находящейся между ними.
Масло для работы гидротолкателей подводится из системы смазки по каналу Н, а затем по каналам, выполненным на нижней плоскости корпуса подшипников. По этим же каналам подводится масло и для смазки шеек распределительных валов. Кулачки валов смазываются маслом, находящимся в ваннах головки цилиндров под кулачками. В канале Н расположен обратный шариковый клапан 15, не допускающий слива масла из верхних каналов после остановки двигателя.
Рис. Гидротолкатель:
1 – корпус; 2 – цилиндр; 3 – шариковый клапан; 4 – пружина; 5 – плунжер; 6 – распределительный вал; 7 – жиклер; 8 – разрез головки блока; 9 – кулачок; 10 – гидротолкатель; 11 – клапанная пружина; 12 – направляющая втулка; 13 – клапан; 14 – головка блока; 15 – обратный шариковый клапан; а – накопительная камера; b – поршневая камера; c – рабочая камера; H – канал подачи смазки
Работа гидротолкателя
Когда клапан закрыт, масло из канала Н поступает в толкатель через канавку и отверстие в боковой поверхности. Масло проходит через паз, расположенный в верхней части толкателя и поступает в цилиндр толкателя. Пружина и масло, находящиеся между цилиндром 2 и плунжером 5, разжимает их и прижимает верхнюю плоскость корпуса толкателя 1 к кулачку, а нижнюю плоскость плунжера к торцу клапана, выбирая зазор в клапанном механизме. Жесткость этой пружины и давление масла намного меньше жесткости пружины клапана и поэтому клапан остается закрытым, когда толкатель касается затылочной части кулачка.
Рис. Принцип работы гидротолкателя
Кроме чашечных гидротолкателей в двигателях могут применяться гидротолкатели 3, на которые воздействуют коромысла 4. Коромысла качаются на вставных осях 6. Гидротолкатель находится в каждом рычаге непосредственно над стержнем клапана. Масло подводится к гидротолкателю от вставной оси через продольное сверление 5 в рычаге клапана. Равномерное распределение давления в зоне контакта рычага с клапаном обеспечивается подпятником 2. Для уменьшения потерь на привод клапанов в указанном коромысле трение скольжения заменено трением качения, за счет применения ролика.
Рис. Гидротолкатель с коромыслом:
1 – стержень клапана; 2 – подпятник; 3 – гидротолкатель; 4 – коромысло; 5 – продольное сверление; 6 – ось
Принцип действия гидротолкателя с коромыслом аналогичен чашечному гидротолкателю.
Сегодня гидравлические толкатели, как и специальные тормозные накладки, активно используются в промышленности в качестве привода колодочного тормоза разнообразного подъемно-транспортного оборудования, прочих приспособлений, которые служат непосредственно для успешной механизации многочисленных производственных процессов.
Толкатель подобного типа успешно преобразует в механическую используемую электрическую энергию, создавая прямолинейное движение исполнительного органа. Состоит он из корпуса с цилиндром, асинхронного электродвигателя, корпуса насоса, центробежного колеса, поршня со штоком.
При этом, внутренняя полость толкателя заранее разделен на две герметичные камеры, при помощи которых уменьшается вероятность попадания продуктов износа и влаги, что могут образовываться при трении отдельных подвижных частей, собственно, на изоляцию двигателя.
На валу электродвигателя также закреплена крыльчатка насоса, обеспечивающего одностороннее всасывание. Используются в конструкции крыльчатки специальные радиальные лопатки, которые призваны обеспечивать нормальную полноценную работу толкателя, вне зависимости от вероятного направления вращения.
Во время включения электродвигателя, данная крыльчатка, при вращении, создает избыточное давление сразу под поршнем, сто позднее поднимает его вместе со штоком до наиболее верхнего положения. В свою очередь, при выключении двигателя, данная крыльчатка останавливается, а поршень со штоком опускается вниз, под воздействием собственного веса и внешней нагрузки.
Прежде чем браться за ремонт гидротолкателей, советуем правильно оценить свои силы и знания в областигидравлики. Мы настоятельно рекомендуем сначала пройти курсы повышения квалификации по специальности гидравлика, в крайнем случае можно пройти дистанционные курсы гидравликов, тем более, что заказать этот курс можно не выходя из дома. Это вам обойдётся намного дешевле, чем если ваш толкатель станет не ремонтопригодным после вашего ремонта, точно также как и ремонт гидронасосоа.
Процесс заливки рабочей жидкости в функциональную камеру толкателя производится за счет отверстия в его корпусе, которое затем закрывается пробкой с предусмотренным уплотнительным кольцом. Аналогичным образом, через то же отверстие, производится и слив из камеры толкателя рабочей жидкости.
Подобные толкатели взрывозащищенного исполнения используют в шахтах, отличающихся опасностью пыли и газа, а также устанавливают на различных тормозных системах конвейеров, лебедок, других механизмов, где необходимы колодочные тормоза.
Читайте также: