Телескопические поршни с гидравлической синхронизацией на гидравлических лифтах

На рис. 3.24 приведена схема трехступенчатого телескопического поршня, в котором синхронизация движения элементов достигается гидравлическим способом.

Телескопические поршни с гидравлической синхронизацией нагидравлических лифтах

При таком решении подвижные элементы скользят одни внутри других и закрыты в нижней части днищем, снабженным направляющими кольцами и прокладками, которые обеспечивают герметичность по отношению к расположенному ниже элементу.

Верхние концы цилиндра и промежуточных ступеней снабжены головками, в которых установлены герметичные уплотнения и направляющие расположенного выше элемента. Таким образом, создается серия камер, не сообщающихся между собой и заполненных жидкостью. Рассмотрим в качестве примера вторую камеру а2: она ограничивается снизу днищем третьего элемента, сверху днищем второго элемента и головкой цилиндра, а сбоку - частью цилиндрической поверхности цилиндра и частью цилиндрической поверхности третьего элемента.

Каждая камера разделена на 2 части, по возможности одинакового поперечного сечения, сообщающиеся между собой таким образом, чтобы жидкость могла свободно переходить из одной зоны в другую.

В днище каждого промежуточного элемента имеется однонаправленный клапан, обеспечивающий проход жидкости только из нижней камеры в верхнюю.

Исходя из функциональных потребностей, внутренние поверхности цилиндра третьего и второго элементов, а также внешние поверхности всех подвижных элементов прошли обработку шлифованием для обеспечения хорошей герметичности уплотнений. Каждый подвижный элемент имеет стопор, не допускающий выход за рабочие пределы. И наконец, как и в предыдущем случае, подающая труба прикреплена к основанию цилиндра.

Согласно рис. 3.24, допустим, что поршень полностью возвратился в нижнее исходное положение; по команде включается насос, и создаваемое им давление действует на днище элемента 3, который начинает подниматься. В жидкости, находящейся во второй камере Ъ2, повышается давление из-за сопротивления нагрузке. Жидкость, перетекая из кольцевой зоны а2, которая уменьшается по высоте, в цилиндрическую зону Ъъ воздействует на днище элемента 2, который в свою очередь начинает подниматься.

В жидкости, находящейся в первой камере аь возрастает давление, и, перетекая из зоны а| в цилиндрическую зону bh она воздействует на днище элемента 1, который также начинает движение вверх.

Таким образом, все три элемента телескопической системы движутся одновременно.

К окончанию подъема практически все масло, которое находилось в зонах а, перешло в зоны Ь.

При опускании кабины жидкость движется в обратном направлении, т.е. из зон b в зоны а.

В телескопических поршнях с гидравлической синхронизацией, независимо от герметичности прокладок, во время каждого подъема некоторое количество жидкости вытягивается стержнями из камер. Следствием этого является то, что после какого-то числа более или менее больших проходов лифта происходит фазовое рассогласование системы в том смысле, что при недостатке жидкости в первой и второй камерах поршень больше не может полностью раздвигаться, и может случиться так, что кабина не сможет достичь последней верхней остановки.

Поэтому следует принимать соответствующие меры, чтобы кабина могла подниматься до самого верха.

Для этого применяются однонаправленные клапаны, которые располагаются в днище промежуточных элементов.

Теоретически повторную фазировку можно выполнить либо путем полного раз-движения поршня, либо его полного сжатия.

В первом случае, когда по поступающей команде кабина должна достичь последней верхней остановки, а жидкости в первой и второй камерах по всем признакам недостаточно, телескопическая система сначала использует всю жидкость в зонах а самих камер, а затем, когда не сработал выключатель остановки, насос вызывает рост давления жидкости в цилиндре до тех пор, пока оно не превысит давление во второй камере Ь2 настолько, чтобы быть достаточным для открывания однонаправленного клапана, расположенного в днище элемента 3. Таким образом, жидкость может поступать во вторую камеру, при этом кабина поднимается. Если бы этого было недостаточно, давление жидкости в цилиндре и во второй камере продолжало бы повышаться до тех пор, пока оно не превысило бы давление в первой камере bt настолько, насколько это необходимо для открывания клапана, расположенного в днище элемента 2 и поступления жидкости в первую камеру Ьу , позволяя, таким образом, кабине достичь нужного этажа и вызывая срабатывание выключателя остановки.

На практике наличие клапана предельного давления, установленного на распределителе гидроагрегата, препятствует тому, чтобы давление, создаваемое насосом, могло достигать значения давления в первой или во второй камерах.

Следовательно, восстановление системы можно осуществить только таким способом, когда одни отдельные элементы стоят на других; для этого снимаются амортизаторы, установленные в лифтовой шахте, и отдельные ступени устанавливаются днищами одна на другую.

При этом давление жидкости в первой и во второй камерах сначала сбрасывается, а затем, после открытия однонаправленных клапанов посредством специальных насадок, имеющихся в конструкции клапанов, давление достигает значения давления в цилиндре. Дальнейшее действие насоса для подъема кабины на нужный этаж приводит к тому, что жидкость полностью заполняет камеры, и система восстанавливается.

Независимо от размера потерь масла, можно предупреждать необходимость периодического восстановления телескопической системы, если на стадии проектирования принимать некоторые меры.

В частности, необходимо, чтобы в двухступенчатых поршнях верхняя зона выхода за пределы хода не была меньше нижней зоны выхода за пределы хода поршня, а в трехступенчатых поршнях не была бы меньше двойной нижней зоны выхода за пределы хода поршня, и чтобы при работе кабина достигала первой нижней остановки минимум один раз в течение заранее установленного периода времени (определенного на основе количества проходов и состояния герметичных уплотнений).

Возникает спорная ситуация, когда при эксплуатации проявляется обратная расфазировка, т.е. один из подвижных элементов, в частности первый, может выдвигаться быстрее других, потому что объем жидкости в первой камере превышает объем, необходимый для точной синхронизации движения.

В действительности, некоторые полагают, что при спуске кабины уплотнения могут пропускать жидкость из одной камеры с более низким давлением, т.е. второй, в камеру с более высоким давлением, т.е. первую, увеличивая, таким образом, объем имею-щейся жидкости. Другие считают, что увеличение объема может возникать из-за случайного локального повышения температуры.

Существует общее мнение, основанное на опыте, что подобное явление может возникать, если во время операций предпусковой подготовки была допущена ошибка в заполнении отдельных камер; такая ошибка, впрочем, проявляется отсутствием синхронности на стадии монтажа и легко устраняется.

В любом случае, при возникновении подобного явления, при котором, как показано на рис. 3.26, удар приходится на первую ступень прежде, чем на остальные, жидкость, содержащаяся в зоне а первой камеры, не может переходить в зону b, поэтому первая ступень, под воздействием давления жидкости на днище второго элемента, увеличивает давление до тех пор, пока при срабатывании клапана предельного давления, установленного на распределе, давление в цилиндре не установится на значении pv настройки клапана.

Телескопические поршни с гидравлической синхронизацией нагидравлических лифтах

Рис.3.25. Расчет статического давления в камерах поршня в нормальном режиме: 1,2, 3,4 — элементы поршня; 5 - впускное отверстие

Телескопические поршни с гидравлической синхронизацией нагидравлических лифтах

Рис. 3.26 Расчет давления в камерах поршня в особых случаях: pv- давление настройки клапана предельного давления

С учетом обозначений, принятых на рис. 3.25 и 3.26 и принимая во внимание вышеизложенное, можно установить, что давление во второй камере достигает значения:

Следует отметить, что предположение о том, что Р = 0, т.е. что на верх поршня не действует никакая нагрузка, может проявляться только, если при установке не соблюдаются инструкции по монтажу, предоставляемые изготовителями.

Согласно этим инструкциям при монтаже поршень не должен быть полностью раздвинут, если прежде на его верх не была установлена кабина и не проверена синхронность движения отдельных элементов.