Назначение гидравлики и её самостоятельное изготовление

Гидравлическая навесная система

Гидравлическая навесная система служит для соединения навесных машин и орудий с трактором, а также перевода их в рабочее и транспортное положение. Она состоит из навесного устройства и гидравлического привода (системы).

Трактор, гидравлическая навесная система и машина образуют навесной агрегат. Навесные агрегаты обладают существенными преимуществами перед прицепными:

• хорошая маневренность
• более высокая производительность
• меньший расход топлива на единицу выполненной работы
• относительно малая металлоемкость навесных машин
• на некоторых видах работ не нужен вспомогательный обслуживающий персонал

В состав гидравлической навесной системы входят:

• масляный насос
• распределитель
• гидроцилиндры
• бак для масла
• запорные и разрывные устройства и маслопроводы
• механизм навески
• в тракторах МТЗ-80 и МТЗ-82 — дополнительно гидроувеличитель сцепного веса (ГСВ) и регулятор глубины обработки почвы

На рисунке изображена схема действия гидравлической навесной системы (ГСВ и регулятор глубины обработки почвы условно к гидросистеме не подключены). Масляный насос 1 (рисунок а) из бака 2 нагнетает масло в распределитель 3. Золотник 4 распределителя с помощью рукоятки 5 можно устанавливать в четыре положения: подъем (П), нейтральное (Н), опускание (О) и плавающее (Пл). Когда золотник занимает положение П (показано на рисунке б), масло из распределителя нагнетается по маслопроводу в полость Б гидроцилиндра 6 и перемещает в нем поршень в сторону полости А. При этом шток поршня через механизм навески 8 поднимает орудие 9. В то же время из полости А масло вытесняется поршнем и отводится через распределитель в бак. Условно путь масла в распределителе показан на рисунке б.

Рисунок. Схема гидравлической навесной системы тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82 (а) и пути масла в гидросистеме (б): 1 — насос; 2 — масляный бак; 3 — распределитель; 4 — золотник распределителя; 5 — рукоятка золотника; 6 — гидроцилиндр (основной); 7 — маслопроводы; 8 — механизм навески; 9 — навесное орудие; 10 — опорное колесо орудия.

Когда рукоятка поставлена в положение Н, золотник запирает отверстия, ведущие в маслопроводы основного гидроцилиндра, поэтому поршень в нем неподвижен и орудие остается в установленном положении, а масляный насос, работая вхолостую, перекачивает масло через распределитель в бак. При установке рукоятки в положение принудительного опускания насос подает масло в полость А гидроцилиндра, орудие опускается поршнем, а масло вытесняется им из полости Б в бак. Если рукоятку установить в плавающее положение, золотник расположится так, что масло будет перетекать через распределитель из одной полости гидроцилиндра в другую. Это позволит орудию подниматься и опускаться, копируя опорным колесом поверхность почвы. Насос будет работать вхолостую, как при нейтральном положении.

Рассмотрим устройство и действие отдельных узлов гидравлической системы на примере гидросистемы трактора МТЗ-80 и его модификаций. В гидравлическую систему входят шестеренный насос НШ-32-2 (НШ — насос шестеренный, цифры — теоретическая подача жидкости в см на один оборот вала привода насоса), основной Ц-100 и два выносных Ц-75 цилиндра (Ц — цилиндр, цифры — внутренний диаметр корпуса в миллиметрах), распределитель Р75-33-Р, силовой (позиционный) регулятор, гидравлический увеличитель сцепного веса (ГСВ), гидроаккумулятор, корпус гидроагрегатов с фильтром и шланги высокого давления с запорным устройством.

Рисунок. Схема гидросистемы трактора: 1 — насос; 2 — всасывающий патрубок; 3 — нагнетательный маслопровод; 4 — бак; 5 — промежуточный маслопровод; 6 — распределитель; 7 — фильтр; 8 — предохранительный клапан фильтра; 9 — сливной маслопровод; 10 — гидроувеличитель (ГСВ); 11 — маслопровод основного цилиндра (правый); 12, 35 — боковые выводы; 13 — силовой регулятор; 14 — запорное устройство; 15 — кронштейн; 16 — рукав высокого давления; 17 — главный цилиндр; 18 — замедлительный клапан; 19 — рычаг поворотного вала; 20 — короткий рычаг; 21 — кронштейн навески; 22 — болт; 23 — пружина; 24 — пластинчатая пружина; 25 — пружинный аккумулятор; 26 — тяга силового регулирования; 27 — тяга позиционного регулирования; 28 — муфта; 29 — рычаг позиционного регулирования; 30 — гайка; 31 — рычаг силового регулирования канала управления; 32 — переключатель; 33 — маслопровод; 34 — задний вывод

Насос 1 через всасывающий патрубок 2 забирает масло из бака и под давлением более 10 МПа подает по маслопроводу к распределителю 6 и силовому регулятору 13. Распределитель регулирует направление потока масла. Он направляет масло либо в бак по сливному маслопроводу, пропуская его через фильтр, либо по промежуточному маслопроводу в ГСВ. Далее по маслопроводу масло поступает в силовой регулятор и по рукаву высокого давления в гидроцилиндр или через боковые выводы непосредственно к гидроприводу сельскохозяйственных машин.

Неподвижно закрепленные на тракторе устройства гидросистемы соединяют стальными бесшовными трубопроводами, рассчитанными на давление до 32 МПа, а к гидроцилиндрам жидкость подводится по гибким шлангам. Маслопроводы соединяют с помощью специальных муфт, снабженных самозапирающимися устройствами шарового типа.

Регулятор глубины обработки почвы работает следующим образом.

Верхняя центральная тяга навесного устройства соединена с корпусом заднего моста трактора не жестко, как обычно, а болтом через пластинчатую пружину. При заглублении машины, например плуга, сверх нормы увеличивается давление на пружину, в результате чего ее длина уменьшается, а поводок через тягу и рычаг силового регулирования перемещает золотник силового регулятора вверх, в результате чего масло направляется в гидроцилиндр и плуг выглубляется.

Как только глубина обработки почвы достигнет заданной величины, уменьшится воздействие на пружину, она удлинится, возвратит золотник регулятора в исходное положение и подача масла в цилиндр прекратится. Включение (и выключение) регулятора в систему осуществляется рычагом переключателя.

Если навешенные на трактор машина или орудие удерживаются во время работы в заданном положении (позиции) относительно остова трактора независимо от тягового сопротивления, например при посеве на поле с ровным рельефом, то золотник регулятора соединяется через тягу с поворотным рычагом, посредством которого шток гидроцилиндра соединен с навесным устройством. При перемещении рычага сигнал через тягу передается на золотник силового регулятора, который для подъема или опускания рабочей машины направляет масло в гидроцилиндр.

Догружатель ведущих колес бывает двух типов:

• механический, когда сцепной вес увеличивают за счет веса агрегатируемой машины, перенося переднюю точку присоединения центральной тяги (чем ниже точки присоединения тяги, тем больше сцепной вес)
• гидравлический (ГСВ)

Гидравлический догружатель или увеличитель сцепного веса расположен на стенке корпуса гидроагрегатов справа от распределителя. Работает он следующим образом. При недостаточном сцепном весе тракторного агрегата (ведущие колеса начинают пробуксовывать) с помощью ГСВ в гидроцилиндр под небольшим давлением (0,8…0,35 МПа) подается масло. При этом навесное устройство стремится поднять навешенную машину в транспортное положение, но давления, создающего подъемную силу 300…500 Н, для этого недостаточно. Тем не менее усилие передается через навесное устройство на корпус трактора, прижимая его задние колеса к почве и уменьшая их буксование.

Назначение гидравлики и её самостоятельное изготовление

Современные тракторы используют для выполнения самого широкого спектра задач. Тягачи и другую спецтехнику применяют для обработки грунтов, рыхления почвы, посевных работ, выкапывания/закапывания траншей и ям, укладки дорог, покоса травы, сбора урожаев, транспортировки грузов, для повседневных нужд животноводческих ферм и промышленных предприятий.

Подобная универсальность и функциональность возможны, благодаря использованию различных навесных орудий и приспособлений. Справляться с которыми, обеспечивая нужную мощность и стабильную работу, трактору позволяет наличие хорошо продуманной гидравлической системы.

Как и другие системы, гидравлика на трактор устанавливается ещё на заводе-изготовителе. Однако базовая комплектация не всегда обеспечивает качественное выполнение всего фронта работ. В этом случае, имеющуюся гидравлическую систему можно усовершенствовать или заменить самодельной.

Устройство и принцип работы гидравлики на тракторе

Гидравлическая система современного трактора – это комплекс механизмов, которые трансформируют энергию тракторного двигателя и передают её исполнительным звеньям. Такая передача позволяет оператору управлять навесными и прицепными орудиями, выполнять автосцепку, корректировать работу оборудования (менять глубину колеи, подъем остова и прочее).

Главной рабочей жидкостью, которая и обеспечивает преобразование энергии в системе, является масло для гидравлики трактора.

Стандартная гидросистема для трактора включает несколько обязательных элементов:

• Гидравлический насос с механизмом включения и приводом. Узел отвечает за создание в системе нужного давления масляного потока, нужное для управления навеской.
• Масляный бак.
• Фильтр для защиты от загрязнений и преждевременного износа гидравлики.
• Трубопроводы, обеспечивающие перемещение жидкости внутри гидросистемы.
• Гидрораспределитель направляет масло к конечному потребителю (гидромотору прицепной машины, силовому цилиндру). Кроме того, при необходимости механизм переключает всю систему в режим холостого хода, а при перегрузках ограничивает давление масляной жидкости в системе.
• Гидроцилиндр, в который поступает масло из распределителя. Этот элемент отвечает за подъем/опускание навесного оборудования.
• Подсоединенный к колесам гидродвигатель.
• Охладители, отводы, шланги, запорные муфты и клапаны.

Комплекс механизмов довольно сложен. Поэтому прежде, чем приступить к самостоятельной разработке тракторной гидравлической системы, следует внимательно изучить и проработать схему.

Как сделать гидравлику самостоятельно?

Часто самодельная гидравлика для трактора не уступает по мощности и надежности сошедшим с конвейера системам.

Однако её разработка и сборка требуют большого труда, терпения и временных затрат. Важно также в мельчайших подробностях знать, как работает гидравлика на тракторе. Но подобное трудоёмкое усовершенствование собственного трактора имеет и ряд преимуществ:

• существенное увеличение прочности конструкции;
• возможность со старта настроить технику и все рабочие процессы под свои потребности;
• более рациональное распределение крепежей;
• возможность увеличить число используемого навесного оборудования, прицепных орудий для обработки почвы.

В зависимости от потребностей и финансовых возможностей собрать гидравлику можно как «с нуля», так и из имеющихся отдельных узлов. Такое решение позволит сэкономить и время, и деньги.

Гидравлика трактора: назначение и преимущество самостоятельного изготовления

Современные трактора обладают широким спектром выполняемых функций. Чем больше на машине навесных устройств, тем более универсальным считается трактор. Однако для обеспечения стабильной работы и нужной мощности зачастую необходимо совершенствовать гидравлическую систему агрегата, установленную производителем. Если же сельхозтехника самодельная, и собиралась собственноручно, гидравлика – один из основных элементов разработки.

С чего начать?

Самостоятельная разработка гидравлической схемы представляет собой весьма трудоемкий процесс. Он включает несколько этапов, требует большого количества времени и усилий. Кроме того, нужно хорошо знать, как работает гидравлика на тракторе. Впрочем, имеются и положительные стороны самостоятельной работы над конструкцией этой системы:

• возможность с самого начала настроить все основные рабочие процессы (управление, торможение и другое) под себя;
• увеличение количества навесного оборудования и рациональное распределение креплений;
• увеличение прочности конструкции.

Прежде чем приступить к поиску, закупке и сборке необходимых запчастей, следует разобраться, как сделать гидравлику и тщательно проработать схему. В зависимости от опыта и возможностей, можно собрать механизм «с нуля» (включая гидрораспределитель) или же закупить отдельные узлы, сэкономив при этом деньги. Стандартная гидравлика на трактор состоит из следующих элементов:

• гидрораспределитель;
• гидронасос;
• гидромотор;
• двигатель;
• гидробак;
• шланги и поршни.

Кроме того, можно защитить систему от быстрого износа и загрязнения путем установки дополнительных фильтров, измерителей давлений и т.п.

Требования к ключевым элементам

При разработке гидравлики для трактора следует обратить внимание на несколько принципиальных моментов:

• Перед покупкой гидронасоса нужно просчитать суммарную мощность всех механизмов трактора. Исходя из полученных данных, можно искать подходящий агрегат. Если же его усилия недостаточны, рационально предусмотреть установку вспомогательного.
• Вне зависимости от количества насосов, располагаться они должны непосредственно под баком. Таким образом, минимизируется сопротивление при движении масла и облегчается запуск двигателя.
• Масло для гидравлики трактора выбирается в зависимости от сезона, материала деталей системы (в составе некоторых смазочных средств имеются антиизносные присадки с цинковой основой, разрушающие некоторые виды покрытий).

В качестве двигателя может выступать любой механизм вне зависимости от источника потребляемой энергии (электричество, бензин или дизельное топливо). Главная характеристика при выборе – количество оборотов, которое должно быть достаточным для функционирования гидронасоса. Если в список задач, выполняемых трактором, входит лишь покос травы, уборка или прочие малозатратные операции, можно ограничиться мотоблоком. При более широком перечне рациональнее установить двигатель с несколькими цилиндрами и системой охлаждения.

Гидравлика на трактор

Один из самых важных конструктивных узлов современного трактора – это гидравлическая система. Именно от ее наличия напрямую зависят возможности сельхозмашины. Тем не менее далеко не каждый агрегат комплектуется этим важным механизмом. В таком случае спецтехнику можно доработать, собрав и установив на него гидравлику своими руками.

Как работает гидравлика?

Гидравлическая система – это сложный комплекс встроенных механизмов, предназначенных для получения и трансформации энергии ДВС с ее дальнейшей передачей на рабочие органы спецтехники. Гидросистема дает оператору трактора возможность управлять прицепными и навесными сельхозорудиями, а также регулировать их работу: изменять подъем каркаса, корректировать подходящую глубину колеи.

Принцип работы гидравлики на тракторе основывается на непрерывной циркуляции жидкости – именно она отвечает за преобразование создаваемой мотором энергии в силу, необходимую для стабильной работы установленного оборудования. Как в старых, так и в современных тракторах роль этой жидкости играет гидравлическое масло.

Конструктивно гидравлика на тракторе состоит из таких узлов:

• масляный резервуар;
• фильтр, защищающий систему от попадания в нее посторонних компонентов. Таким образом, фильтрующий элемент предотвращает ускоренный износ всей системы;
• система труб, по которым под давлением непрерывно циркулирует масло;
• помпа, оборудованная приводом и встроенным механизмом включения. В сборе этот узел призван создавать в гидравлике трактора давление, которое необходимо для движения масла и работы навесного оборудования;
• распределитель – функция этого узла заключается в направлении рабочей жидкости к встроенному конечному механизму, роль которого играет силовой цилиндр или гидравлический двигатель используемого прицепного орудия. Распределитель постоянно контролирует работу всей гидравлики и при необходимости переключает ее в режим работы на холостом ходу. В случае появления повышенной нагрузки на систему, распределитель снижает давление внутри нее, тем самым не давая системе перегреваться;
• цилиндр – это конечный узел, который принимает масло от распределителя. Именно цилиндр отвечает за опускание и подъем используемого навесного орудия;
• двигатель – подсоединяется к колесам.

Кроме того, в устройство гидравлики входят клапана, запорные муфты, отводы и охладители.

Масло для гидравлики трактора

Для стабильного функционирования гидравлическая система трактора нуждается в качественной рабочей жидкости. Масла для заправки гидравлики могут быть трех типов: мало-, средневязкими и вязкими. К первой группе относятся жидкости марок МГЕ-4А и МГЕ-10А. Масло МГЕ-4А выделяется легкой фракцией, прошедшей многоуровневую очистку. В составе этого масла содержатся присадки, ускоряющие его загустение, а также ингибиторы, защищающие детали гидросистемы от окисления и образования ржавчины. Кроме того, масло МГЕ-4А обладает хорошей стойкостью к низким температурам.

Масло МГЕ-10А содержит почти те же присадки, что и жидкость марки МГА-4А. Кроме того, в ее составе содержатся низкозастывающие, противоизносные и деароматизирующие компоненты. Масло марки МГА-10А пригодно для эксплуатации в температурном диапазоне от -60 до +70 ⁰C.

В категорию средневязких жидкостей для гидравлики тракторов входит масло марки АУП. Оно производится путем смешивания веретенного масла и присадок, которые предотвращают окисление и коррозию. Масла типа АУП подходят для работы гидросистем на спецтехнике, используемой в температурном диапазоне от -35 до +75 ⁰C.

Несмотря на все преимущества этих жидкостей, наиболее популярным для использования в гидравлике тракторов считаются масла типов МГЕ-46В и МГ-8А. Они относятся к группе вязких масел с уровнем вязкости до 150. Жидкость первого типа обладает стабильными рабочими свойствами, которые не меняются даже во время эксплуатации техники при экстремальных температурах. Эта жидкость легко выдерживает давление в пределах 35 МПа с периодическими скачками до 42 МПа.

Вторая жидкость – марки МГ-8А. В его составе содержатся многокомпонентные и депрессорные присадки. Благодаря им масло в гидравлике трактора пенится только при достижении постоянного давления более 43 МПа.

Как сделать гидравлику на самодельный трактор?

Несмотря на сложность устройства, гидравлика для трактора может быть изготовлена самостоятельно. Для этого оператору потребуется быть максимально внимательным, так как для слаженной работы собираемого механизма нужно произвести точные расчеты и действовать строго по ним.

Самодельный механизм дает трактористу важные преимущества:

• возможность эксплуатации дополнительных навесных орудий, в том числе прицепа;
• улучшение тормозных характеристик трактора;
• повышение управляемости как на ровной дороге, так и на бездорожье;
• отдельные комплектующие и общее устройство гидравлики можно отрегулировать так, как это будет удобно для эксплуатации конкретным человеком.

Все это сделает практическое использование сельхозмашины с гидравликой не только удобным, но и более эффективным, независимо от выполняемых работ.

Для собственноручной сборки гидравлической системы на трактор важно придерживаться чертежей. В них нужно описать не только размеры и характеристики комплектующих, но и последовательность их монтажа.

В дальнейшем тракторная гидравлика должна собираться в такой последовательности:

1. Вначале потребуется сделать прочную раму. К несущей конструкции будут крепиться все элементы гидравлики. Чтобы на каркас воздействовали минимальные нагрузки, используемые узлы нужно устанавливать как можно ближе к осевому центру. Это улучшит балансировку и снизит вибрацию на несущую конструкцию;
2. После этого нужно закрепить масляный резервуар гидравлики. Если он пластиковый, то его можно зафиксировать при помощи хомутов. Если бак металлический, то его лучше приварить к раме;
3. Затем потребуется установить масляный насос. Он должен располагаться над баком. Таким образом помпа получит свободный доступ к рабочей жидкости и сможет обеспечить стабильный запуск всей системы;
4. Во время изготовления гидросистемы для трактора нужно правильно рассчитать ее производительность. Таким образом, изготовитель поймет, нужно ли устанавливать более производительную 2-секционную помпу;
5. После монтажа насоса нужно закрепить фильтрующие элементы. Их должно быть несколько – на выходе из масляного резервуара и в месте подачи жидкости к цилиндрам. Чем больше фильтров, тем сложнее обслуживать гидравлику. Однако, с увеличением их числа возрастут сроки службы самодельной системы;
6. В конце между узлами гидравлики потребуется протянуть трубки. Они должны быть изготовлены из материала, обладающего стойкостью к компонентам масла. Лучше всего выбирать трубки из технической резины. Крепить трубки к выходам и входам нужно при помощи хомутов. Более детально об изготовлении гидравлики на трактор для трактора можно узнать из видео .

После сборки готовую гидравлику потребуется протестировать. Для этого нужно установить на трактор малогабаритное орудие, подключить его к системе и завести двигатель трактора. Затем нужно запустить самодельную гидравлику, давая помпе перекачивать небольшое количество масла. Спустя примерно 15–20 минут работы в облегченном режиме, можно переходить к более интенсивной эксплуатации механизма.