Гидроприводы в промышленности. Часть I


Гидроприводы в промышленности Трудно назвать отрасль современной промышленности, где бы ни применялся гидропривод. Высокая эффективность, большие технические возможности делают его почти универсальным средством, используемым в различных технологических процессах.
Гидроприводы применяются в металлургии и энергетике, в металлообработке и производстве изделий из пластмасс, в подъемно-транспортном и деревообрабатывающем оборудовании, в строительстве, производстве сельскохозяйственной техники и автомобилестроении и т. д. Они используются при переработке металлолома, макулатуры и твердых бытовых отходов.

Выбор привода

Приводы в промышленном производстве обеспечивают прямолинейное или вращательное движение деталей и узлов, их поднимание или опускание, движение с нагрузкой, поддержание заданной скорости перемещения и ускорение, позиционирование, комбинирование производственных процессов и т. д. В зависимости от применяемого приводного двигателя различают электро- , гидро- , и пневмоприводы. Каждый из этих приводов имеет свои достоинства и недостатки. Поэтому при выборе оборудования с тем или иным видом привода можно ориентироваться на их потребительские характеристики, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Параметры Электроприводы Гидроприводы Пневмоприводы
Затраты на энергоснабжение Низкие Высокие Очень высокие
Передача энергии На неограниченное расстояние со скоростью света На расстояние до 100 м. Скорость -- до 6 м/сек., передача сигналов --- до 100 м/сек. На расстояние до 1000 м. Скорость -- до 40 м/сек., передача сигналов -- до 40 м/сек.
Накопление энергии Затруднено Ограничено Легко осуществимо
Линейное перемещение Затруднительно, дорого, низкие усилия Просто, высокие усилия, хорошее регулирование скорости Просто, невысокие усилия, скорость зависит от нагрузки
Вращательное движение Просто, можно обеспечить высокие мощности Просто, высокий вращающий момент, невысокие обороты Просто, невысокий вращающий момент, высокая скорость вращения
Рабочая скорость исполнительного механизма Зависит от конкретных условий До 0,5 м/сек. 2,5 м/сек. и выше
Усилия Высокие усилия, не допускаются перегрузки Усилия до 3000 кН, защищены от перегрузок Усилия до 30 кПа, защищены от перегрузок
Точность позиционирования Плюс-минус 1 мкм и выше До плюс-минус 1 мкм До 0,1 мм
Жесткость Высокая -- при использовании механических промежуточных элементов Высокая, так как масло практически несжимаемо Низкая, так как газ сжимаем
Утечки и их последствия Отсутствуют Создают загрязнение, при наличии утечек пожароопасны Вреда, кроме потерь энергии, нет, взрывобезопасны
Влияние окружающей среды Практически нечувствительны к изменению температур Чувствительны к изменению температур Практически нечувствительны к колебаниям температуры

Обычно к основным преимуществам гидропривода относят:

  • высокие усилия и большую передаваемую мощность на единицу массы привода;
  • широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена;
  • точность позиционирования деталей;
  • простоту управления и автоматизации;
  • простоту предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок;
  • надежную смазку трущихся поверхностей при применении минеральных масел в качестве рабочих жидкостей.

А к недостаткам:

  • утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких значениях давления;
  • нагрев рабочей жидкости, что в ряде случаев требует применения специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты;
  • необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости и защиты от проникновения в нее воздуха;
  • пожароопасность — в случае применения горючей рабочей жидкости.

Впрочем, при правильном выборе конструировании узлов привода и грамотной его эксплуатации некоторые из перечисленных недостатков можно устранить или значительно уменьшить их негативное влияние.

По принципу действия гидроприводы бывают динамического (гидротурбина, водяное колесо) и объемного типа. В приводах объемного типа жидкость нагнетается в рабочую камеру под давлением, в результате действия которого и приводятся в действие поршни, шестерни, пластины и т. д. В гидроприводах динамического типа возможно только вращательное движение. В объемных — как возвратно-поступательное или возвратно-поворотное движение (гидроцилиндры), так и вращательное движение (гидромоторы). В промышленности в основном применяются гидроприводы объемного типа.

Рынок и конкуренция

Российский рынок гидроприводов большинством производителей оценивается как перспективный. На нем традиционными крупными потребителями являются предприятия сельскохозяйственного и строительно-дорожного машиностроения, а также станкостроения.

По оценкам специалистов, особенно в связи с реализацией последних федеральных программ, крупным потребителем останется сельскохозяйственное машиностроение. Речь идет как о гидросистемах, предназначенных в основном для обслуживания навесного оборудования тракторов, так и о гидросистемах средней мощности (50─60% мощности приводного двигателя) — для уборочных машин, почвенных фрез и т. п.

Просматриваются обнадеживающие перспективы в производстве строительно-дорожной техники с применением гидравлики: экскаваторов, погрузчиков, скреперов, бульдозеров, автогрейдеров, самоходных стреловых кранов, В автомобилестроении — с принципиально новыми гидравлическими рулевыми и другими механизмами.

В станкостроении перспективы применения гидросистем связывают: с использованием безредукторных приводов подач и шпинделей; с производством станков с числовым программным управлением для контурной и контурно-позиционной обработки; с созданием смешанных систем дискретного управления, содержащих электрические и пневматические элементы; с повышением надежности и точности за счет использования релейного и широтно-импульсного управления, с системой подач многооперационных станков повышенных точности и мощности со следящим гидроприводом и др.

Не снижается потребность в гидроприводах, применяемых для производства пластмасс, в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Однако эти перспективы для отечественных производителей могут оказаться призрачными, а безбедной жизни может и не случиться. Причина — в высокой конкуренции с иностранными компаниями. Сегодня на российском рынке гидрооборудования укореняются зарубежные фирмы Denison Hydraulics, Ponar-Wadowice , YDAC, Vickers и др.

Что же касается группы компаний Bosch Rexroth, то она чувствует себя на российском рынке более чем уверенно. И есть от чего. Она — мировой лидер в области гидравлики и приводных технологий. Доля продукции этой группы компаний составляет около 20% мирового производства промышленного гидрооборудования самого различного назначения. В структуре выпуска доминируют гидроприводы для металлургии, гидротехнических сооружений, энергетики, литейного производства, прессового оборудования, термопластавтоматов, судостроения, нефтедобычи, металлообработки, подъемно-транспортного оборудования. Входящие в состав группы фирмы Bosch AT IHY и Rexroth Hydraulics производят и поставляют на отечественный рынок промышленную гидравлику, а гидравлику для гидротехнических сооружений и металлургического оборудования — Rexroth Hydraudyne. Другой поставщик оборудования для мобильной гидравлики — Bosch AT IMY. Комплексными системами управления для станкостроения и общей автоматизации занимаются Rexroth Indramat и Bosch и т. д. Мало того, эта группа компаний представляет на российском рынке и других самостоятельных производителей комплектующих изделий для гидроприводов— Voss, Pisner, Internormen, KTR.

Продолжают поставлять в Россию свою продукцию также предприятия стран СНГ. Например, ОАО «Харьковский завод "Гидропривод"» предлагает отечественному потребителю достаточно широкую гамму насосов: насосы аксиально-поршневые нерегулируемые типа НР2 производительностью от 632 до 1110 л/мин. Они применяются в гидросистемах механизмов шагающих экскаваторов, турбин атомных электростанций, ковочных прессах и мощных гидрофицированных машинах; насосы радиально-поршневые нерегулируемые типа 50НР и секционные типа 50НС производительностью от 5,5 до 423 л/мин. Сфера их применения — гидравлические прессы, термопластавтоматы, атомные электростанции; насосы радиально-поршневые регулируемые типа 50НРР производительностью от 159 до 423 л/мин. — для гидравлических прессов, горнодобывающего и деревообрабатывающего оборудования, металлургической промышленности; насосы аксиально-поршневые регулируемые типа НА..74М производительностью от 57 до 200 л/мин., которые применяются в прокатных станах, термопластавтоматах, гидравлических прессах, металлургической промышленности и т. д.

Цена и не только

Конкуренцию среди производителей обостряют и увеличивающиеся поставки из-за рубежа техники с уже смонтированными приводами. Речь идет о дорожно-строительных машинах и подъемно-транспортных машинах, металлорежущем, литьевом и прессовом оборудовании и др.

В этих условиях отечественные производители выбирают различные способы борьбы с конкурентами, которые, кроме использования традиционного рычага более низкой цены, в самых общих чертах сводятся к следующим:

  • импортзамещение — например, ОАО «Шахтинский завод "Гидропривод"» освоил производство оборудования, выпускавшегося ереванским заводом «Гидропривод». Эта техника применяется в угледобывающей промышленности, для прессования фанеры и нафталина, в строительной индустрии, для производства алмазного порошка и т. д.;
  • выпуск запасных частей к оборудованию, выпускавшемуся российскими предприятиями в предыдущие годы;
  • выпуск запасных частей и комплектующих изделий к зарубежному оборудованию;
  • модернизация гидроприводов;
  • производство изделий по лицензиям авторитетных зарубежных фирм. Ряд отечественных заводов (шахтинский, елецкий, ульяновский) выпускают лицензионную продукцию Bosch Rexroth, позволившую существенно поднять технический уровень гидроприводов общемашиностроительного применения. Соломбальской фирмой «ЛесМа» по документации и технологии финской фирмы Loglift производятся гидроманипуляторы СФ-65 , которые, по словам производителя, сочетают в себе скандинавское качество и российские цены. Эти гидроманипуляторы прошли успешную проверку в течение 15 лет во всех регионах и во всех климатических зонах России в составе автомобилей УРАЛ, МАЗ, КамАЗ, КрАЗ, а также тракторов ТДТ-55 , ТТ-4 , Т-150К и «Кировец»; снижение материало— и энергоемкости оборудования и др.

Естественно, что при всем при этом отечественные производители не только продолжают выпускать оборудование, заслужившее у потребителей хорошую репутацию, но и наращивают объемы производства, а также создают новое. Естественно, что в условиях конкуренции для отечественных производителей качество продукции стоит на первом плане.

Компоненты и применение

Продукцию эту в интересах ее системного рассмотрения можно разделить на несколько групп — компонентов промышленных гидросистем, отличающихся функциональной спецификой. Группы эти таковы: насосы, гидромоторы, рабочие жидкости и фильтрующие устройства, контрольно-регулирующая , распределительная аппаратура и различные элементы гидроавтоматики, трубопроводы и рукава, уплотнения и др. Но, пожалуй, центральное место в этой условной классификации занимают насосы. В таблице 2 представлены некоторые из моделей насосов, выпускаемых отечественными предприятиями, также типичные сферы их применения.

Таблица 2

Наименование продукции Применение Наименование продукции Применение
Насосы аксиально-поршневые регулируемые Насос -- моторы аксиально-поршневые нерегулируемые    
НАСФ 63/22 Станок фрезерный пятикоординатный с ЧПУ; лебедка; электрообмазочный пресс; погрузчик; выдувной агрегат; агрегат опрессовки электродов РМНА 32/35 Кормоуборочная машина; виноградоуборочный комбайн; термопластавтомат; установка непрерывной разливки чугуна; бурильно-крановая машина; подъемный агрегат
1НА4МФ 63/22 Машина однопозиционная для литья под давлением термопластичных материалов с роботом; пресс для изготовления пресс-форм -- для резино-технических изделий и холодного выдавливания для напресовки и распресовки деталей колесных пар, роторов электромашин, блоков РМНА 63/35 Трубоукладчик; путевая машина; литьевой автомат; бурильная шахтная установка; термопластавтомат; агрегат для ремонта скважин; установка для исследования нефтяных скважин; подъемно-тракторная установка; подъемно-рихтовочная машина
НАРФ 63/22 Пресс для изготовления древесно-стружечных плит; стружечные, листогибочные прессы; прессы для бесслитковой прокатки металлом и прессования абразивов МН 250/160 Уcтановка для ремонта нефтяных и газовых скважин; уcтановка для бурения геофизических и структурно поисковых скважин на нефть, газ и воду; установка для бурения водяных скважин; тепловоз; стан холодной прокатки труб; гидропресс
НАР74М-224/32Ш Ножницы гильотинные; трубогибочный станок НАФ 63/22 Термопластавтомат; протяжный станок
НАДФ 63/22 Машина для изготовления строительных блоков из грунта; системы гидроприводов прокатного оборудования; гидростанции сварочного оборудования МН 56/32 Экскаватор; каток дорожный; кран-манипулятор; подъемник автомобильный; автогрейдер
1НАДФ 63/22 Установка для сварки труб большого диаметра МГ 2.112/32 (310.2.112....) Автокран; коммунальные машины; лесные машины; железнодорожные машины
1РНАМ 32/35 Пресс гидравлический правильный; кокильная машина; литейная машина; машина для литья под давлением; гидропресс давлением 220 т; протяжной станок Насосы аксиально-поршневые нерегулируемые  
    НПА 16/32 Пресс
    НПА 4/32-01 Токарно-винторезный станок; полуприцеп
1РНАС 125/35 Плавучий кран; комбайн угольный НПА 32/32-01 Гидравлические агрегаты

Об особенностях насосов и других элементах гидропривода читайте в следующей части статьи.

Валерий Казиев
www.expert.ru

Контакты


Тел/факс: (3519) 30-57-01
Моб. телефон: 8-908-586-48-51

Мы с удовольствием ответим на все Ваши вопросы! Наши менеджеры быстро помогут Вам подобрать решение, которое лучше всего соответствует Вашим потребностям и финансовым возможностям.



Онлайн заявка

Наши координаты


Адрес: 455026, г. Магнитогорск, ул.Гагарина 35 офис 410
Моб. телефон: 8-909-094-2379
Email: mail@resamgn.ru

Амелюк Максим Евгеньевич Директор по производству 8-908-586-4851
Рязанов Андрей Алексеевич Коммерческий директор 8-982-318-9506
Ядрышников Александр Анатольевич Директор 8-904-804-5530