Обзор новинок гидравлики

Все самые интересные новинки гидравлики в традиционном обзоре, подготовленном специалистами ЭНИМС.

Рис. 1

Последняя модель автономного линейного электрогидростатического привода (SHA) фирмы Bosch Rexroth (рис.1) полностью совместима с электромеханическими версиями и имеет унифицированные возможности подключения к системе управления через интерфейсы Multi-Ethernet или РrofiBus. SHA и его электромеханические аналоги дают станкостроителям новые степени свободы для оптимизации конструкции станков. Версия SHA имеет собственную децентрализованную систему гидропитания и не требует внешних подключений; она в основном состоит из серийно выпускаемых электрических и гидравлических компонентов.

В дополнение к известным преимуществам сервоприводов SHA также обладает высокими надежностью и плотностью мощности. Стандартизованные подузлы (гидроцилиндр, блок управления, насосный агрегат) являются основой для модульной концепции построения. Встроенная гидросистема полностью герметична, содержит минимальное количество масла и практически не требует техобслуживания, учитывая, что срок службы масла соответствует сроку службы привода в целом. В SHA применяются сервоприводы IndraDrive той же фирмы мощностью до 630 кВт, причем реверс и изменение скорости движения гидроцилиндра осуществляются путем реверсирования и изменения частоты вращения сервопривода. Аккумулятор выполняет функции бака. Наличие децентрализованного интеллекта и стандартизованного программного обеспечения облегчает задачи системы управления верхнего уровня.

Программное обеспечение интеллектуальных, надежных и энергоэффективных приводов SHA полностью учитывает все специфические особенности гидропривода. Это позволяет пользователю легко программировать даже самые сложные профили, например, в технологиях формообразования, а также в термопластавтоматах и других случаях, где требуются большие усилия. С помощью встроенной функции безопасности достигаются требования PLe по IEC 13849. Энергоэффективность обеспечивается за счет частотного регулирования и наличия энергосберегающего режима ожидания, если временно не требуется движение. Кроме того, имеется возможность рекуперации энергии. Для SHA диапазон усилий находится в пределах от 100 до 2500 кН, ход до 1800 мм, степень защиты IP-65. Встроенный магнитострикционный датчик абсолютного отсчета способен обеспечивать точность позиционирования до 1 мкм.

Рис. 2

"Интеллигентный" стандартный насосный агрегат АВРАС фирмы Bosch Rexroth, выполненный в рамках концепции "Индустрия 4.0", демонстрировался на выставке в Ганновере 2015 г. Современные насосные агрегаты для машиностроения должны быть мощными, энергоэффективными, быстродоступными, умными, гибкими и экономически эффективными. Они могут применяться в общем машиностроении, станках, прессах и манипуляторах. Модульный принцип построения допускает использование шестеренных насосов внутреннего зацепления, регулируемых аксиально-поршневых насосов или насосов других типов. Система частотного регулирования Sytronix позволяет при высокой мощности снизить шум и сэкономить до 80% энергии. Интернет-конфигуратор на основе заданных гидравлических параметров (давление, расход, тип привода) предлагает требуемую комплектацию агрегата, выдает полный комплект техдокументации и 3-D модель блока питания. Также формируется информация о цене и сроках поставки.

Насосные агрегаты имеют вместимости в диапазоне 100...1000 л, подачи до 200 л/мин и давление до 315 бар; многофункциональный гидроблок поставляется в 4-х вариантах. Агрегаты АВРАС отличаются упрощенной гибкой стальной конструкцией, интеллектуальным мониторингом состояния с помощью развитой системы датчиков (в том числе состояния масла), широким выбором аккумуляторов и устройств кондиционирования рабочей жидкости. Возможно применение гидроблоков по индивидуальному заказу, разработанных с помощью интернет-конфигуратора.

Фирма Hydac специализируется на разработке электрогидравлических и электромеханических приводов и их элементов. В качестве основных преимуществ первых отмечаются высокая плотность мощности, прочность, надежная защита от перегрузки и простота реализации прямолинейного движения. Электромеханика отличается простой управляемостью, малошумностью, удобством интеграции в более высокий уровень управления, а также энергоэффективностью. В качестве новых разработок рекламируются два типа насосных агрегатов частотного регулирования. Первый рассчитан на мощность 0,75...22 кВт и комплектуется шестеренным насосом внутреннего зацепления с клапанный блоком, установленным непосредственно на насосе, причем агрегат полностью параметризован и допускает установку по принципу Plug&Play (без перепрограммирования при замене).

Насосный агрегат второго типа способен развивать давление до 350 бар и имеет мощность 5...60 кВт. В качестве основных преимуществ частотно-регулируемых приводов отмечаются  доступность регулирования давления и подачи, использование различных алгоритмов управления, а также возможность встройки регулируемой цепи зарядки аккумулятора с функцией запирания. Для специальных применений предусмотрен режим продолжительной работы с постоянным давлением.

Рис. 3

Новый реверсивный гидромотор (RDM) фирмы Danfoss (рис. 3) позволяет в гидроприводах с открытой циркуляцией реверсировать вращение без применения внешних гидрораспределителей - беспрецедентное решение для мобильной техники. Использование гидромотора обеспечивает 10-процентную экономию электроэнергии, среднее снижение общей стоимость гидросистемы (~ на 15%), а также ее упрощение. Компактный гидромотор оснащен пропорциональным распределителем (12 В), осуществляющим гидравлическими средствами плавный реверс на ходу. Гидромотор идеально подходит для привода вентилятора в сельскохозяйственных машинах, технике лесного хозяйства и строительства. Реверс вращения необходим для периодической очистки радиатора от пыли. Возможно также использование гидромоторов в приводах конвейеров, шнеков, бурильного оборудования, лебедках и других машин.

Рис. 4

Фирма Wika предлагает новый датчик давления стыкового монтажа (рис. 4), который особенно подходит для судостроения. Начиная с прошлого года, версия А-10 одобрена инспекцией GL (Германский Ллойд). Основные параметры: давление 0...10 бар; напряжение 8...30 В; ток выходного согнала 4...20 мА.

Беспроводные датчики давления, температуры и влажности жидких и газовых сред фирмы Parker Hannifin являются первой разработкой серии SensoNODE, запущенной в производство в 2014 г. Приборы, размещаемые в ладони пользователя, помогают предсказывать проблемы и предотвращать простои оборудования. Соответствующие датчики устанавливаются на трубопроводах, а их показания могут считываться с прибора, удаленного на расстояние до 45 м (для аналогичных приборов фирмы Stauff, которые мы описывали ранее, это расстояние не превышает 35 мм, однако датчики Stauff не требуют проводного электропитания). Возможно отображение текущих данных на дисплее, а также их использование для оповещения операторов или построения графиков.

Корпорация Spectronics предлагает новый прибор LeakTracker™ для обнаружения мест утечек в гидросистемах с добавками флуоресцентных красителей. Компактный фонарик облегчает проникновение даже в наиболее труднодоступные места гидросистем. Прибор с питанием от стандартных батареек имеет срок службы 100 000 ч и поставляется в комплекте со шнуром, кобурой, батарейками, а также очками, поглощающими ультрафиолетовое излучение.

На предприятиях ОАО "СКБ ПА"  и ОАО "КЭМЗ", специализирующихся на проектировании и производстве комплектных гидроприводных систем для летательных аппаратов, судов, наземного транспорта, станков и манипуляторов, энергетики, металлургии и других областей техники, разработан и широко используется программный продукт на базе пакета "FLOW-3D", позволяющий заменить натурное экспериментирование в гидравлике исследованиями на базе компьютерного моделирования. При этом появляется возможность расчета как плоских, так и объемных моделей потока в гидроприводах, отличающихся большой удельной мощностью, компактностью, высоким быстродействием, точностью, а также возможностью бесступенчатого регулирования скорости в широких пределах. Система позволяет визуализировать в сером или цветном изображении и строить графики компонентов скоростей потока, давлений, температур, сил и моментов, плотностей, концентраций энергии и многого другого. Основные решаемые задачи:

• Рассеяние энергии при деформации потока рабочей жидкости в каналах, в том числе с учетом вязкости, шероховатости канала и газосодержания;

• Моделирование устройств гидроавтоматики, определение сил, действующих на запорно-регулирующие элементы (особенно для пропорциональных гидроаппаратов), проливка каналов корпуса;

• Моделирование гидромашин, определение их статических, динамических, энергетических, прочностных, акустических, температурных и надежностных характеристик, причем связь этих характеристик между собой и с конструкцией гидромашины осуществляется через индикаторные диаграммы рабочих камер, совокупность которых составляет базовую модель гидромашины в целом; анализируются течения рабочей жидкости через все зазоры и гидростатические башмаки.

Проведенные компьютерные расчеты позволили определять в гидромашинах гидродинамические эффекты при высоких давлениях (10...60 МПа) в широком диапазоне температур, вязкостей и газосодержания. Кроме гидростатических приводов новый программный продукт позволяет рассчитывать газодинамические эффекты, ветровые нагрузки и моделировать жидкостную измерительную технику. Накопленный опыт эксплуатации показал, что внедрение системы расчетов обеспечивает сокращение сроков и удешевление процессов проектирования гидромашин, а также повышение качества разработок.

Рис. 5

Новая гамма пропорциональных гидрораспределителей D1FC/D3FC фирмы Parker (рис. 5) с условными проходами D_у = 6 и 10 мм имеет полностью интегрированную систему обратной связи, хорошо защищенную от внешних механических повреждений. Поскольку корпус позиционного датчика установлен непосредственно на катушке электромагнита, а сердечник жестко связан с золотником, обеспечивается высокая точность измерений. Аппараты, построенные по цифровой технологии, легко адаптируются с известными системами управления (интерфейс EtherCAT), отличаются хорошими динамическими характеристиками, точностью и повторяемостью; предусмотрена возможность самодиагностики. Основные параметры (в скобках для D_у = 10 мм): рабочее давление 350 бар; давление в сливной линии 35 бар или 210 бар в исполнениях с дренажной линией; расходы при Δр = 5 бар 10/20/30 (35/55/75) л/мин; время переходного процесса 20 (40) мс; гистерезис ≤ 0,1%; утечка при давлении 100 бар < 60 (< 100) см³/мин.

Рис. 6

Новый аксиально-поршневой насос с наклонным диском мод. V40M-028 фирмы Hawe (рис. 6) с рабочим объемом 28 см³, и максимальным давлением 350 бар наиболее приспособлен для питания гидросистем привода вентилятора в мобильных машинах. Механизм управления P1R1 позволяет тонко настраивать мощность охлаждения в функции температуры двигателя, что способствует сокращению выбросов токсичных веществ в атмосферу в соответствии со стандартом Евро 6. Возможна установка на машине нескольких вентиляторов, переключаемых по программе. Насос, легко монтируемый непосредственно на дизель (ширина 172 и длина 182 мм), позволяет также защитить двигатель от перегрева даже в случае отказа электроники. Система управления способна включать вентилятор только после увеличения температуры двигателя до заданного уровня или не включать вообще при низких температурах окружающей среды. Возможно применение пропорционального электроуправления.

Рис. 7

Фирма Hansa-TMP предлагает новые насосы мод. TPV 1500 (рис. 7) для замкнутых систем, которые имеют рабочие объемы 17, 18, 19 или 21 см³, номинальное давление 300 бар и максимальную частоту вращения 3600 мин^-1. Рекламируемыми преимуществами являются малый шум, высокая частота вращения, компактный дизайн с  унифицированными присоединительными размерами по SAE-B, а также возможность продольного сопряжения, в том числе с шестеренными насосами. Доступны варианты гидравлического или электрического пропорционального управления.

Модульные быстроразъемные соединения Eisele MULTILINE E позволяют в общем разъеме соединять различные линии (воздух, газы, жидкости, электрические провода, вакуум, хладоагенты). Имеются варианты на 4; 6: 8; 10 или 12 линий с диаметром проходного сечения до 12 мм. Этот тип разъема облегчает монтаж, техобслуживание и модернизацию станков, систем и агрегатов. Существуют модификации, обеспечивающие возможность отключения под давлением с небольшим физическим усилием (например, при смене инструмента в процессе работы). Соединение может производиться "вслепую". Предусмотрены модификации из латуни, алюминия или нержавеющей стали. Адаптивные вставки позволяют изменять конфигурацию без использования специальных инструментов. Соединения могут изготовляться по спецзаказу.

Конструктор. Машиностроитель, 2015-3