Гидравлические схемы: как читать и условные обозначения элементов

Схема гидросистемы нужна в трёх ситуациях: при поиске неисправности, при замене агрегата на аналог и при подготовке ремонта, когда надо понять, какие узлы вскрывать и какие уплотнения в них стоят. Во всех трёх случаях работа одна: найти элемент по условному знаку, понять его роль в контуре и прочитать параметры в перечне элементов.

Код схемы показывает, что на ней нарисовано

Правила выполнения гидравлических и пневматических схем задаёт ГОСТ 2.704-2011, виды и типы схем ГОСТ 2.701-2008. Гидравлическую схему обозначают буквой Г, тип цифрой: Г1 структурная, Г2 функциональная, Г3 принципиальная, Г4 схема соединений. В ремонтной службе чаще всего лежит Г3, иногда только она и есть в паспорте машины.

Принципиальная схема показывает все элементы контура и связи между ними без масштаба и без реального расположения на машине. Насос может быть нарисован рядом с цилиндром, хотя на экскаваторе между ними три метра рукавов. Поэтому по Г3 понимают логику работы, а по Г4 или по месту ищут конкретный штуцер.

Условные графические обозначения взяты из серии стандартов ЕСКД: ГОСТ 2.780-96 для баков, фильтров, теплообменников и аккумуляторов, ГОСТ 2.781-96 для распределителей, клапанов и приборов, ГОСТ 2.782-96 для насосов и гидродвигателей, ГОСТ 2.784-96 для линий и соединений. В импортной технике знаки рисуют по ISO 1219-1, они почти совпадают с отечественными, отличия чаще в мелочах вроде формы пружины.

Знаки элементов строятся из нескольких фигур

Каждый знак собран из простых фигур, и, зная их смысл, можно прочитать незнакомый элемент. Круг означает вращающуюся машину: насос, мотор, поворотный двигатель. Квадрат или прямоугольник означает аппарат: клапан, распределитель, фильтр. Зачернённый треугольник показывает направление потока жидкости, контурный треугольник используют для воздуха.

Распределитель рисуют рядом квадратов, число квадратов равно числу позиций. Внутри каждого квадрата стрелками показано, какие линии соединяются в этой позиции. Обозначение 4/3 читают так: четыре присоединения (P, T, A, B) и три позиции. Рядом с крайними квадратами рисуют управление: кнопку, рычаг, электромагнит, пружину возврата или линию гидравлического управления.

Клапан давления изображают квадратом со стрелкой, смещённой от оси линии, и пружиной сбоку. Если стрелка соединяет вход со сливом при превышении давления, это предохранительный или переливной клапан. Обратный клапан узнают по шарику, прижатому к седлу в виде уголка.

Линии и точки соединения несут половину информации

Сплошная линия на гидросхеме означает рабочую линию: всасывание, напор или слив. Штриховая линия означает линию управления или дренажа. Точка на пересечении показывает соединение потоков, пересечение без точки означает, что трубы просто нарисованы крест-накрест и между собой не связаны. Ошибиться здесь легко, особенно на копии плохого качества.

Дренажная линия гидромотора и насоса часто нарисована короткой штриховой от корпуса прямо в бак. Для уплотнений она важнее, чем кажется по толщине линии. Манжета вала большинства аксиально-поршневых машин рассчитана на низкое давление в корпусе, ориентир у многих изготовителей 2–3 бар, точное значение в каталоге машины. Если дренаж пережат или подключён в общий слив с подпором, давление в корпусе растёт и манжету выдавливает.

На линиях ставят обозначения присоединений: P напор, T слив, A и B рабочие линии к двигателю, L или Y дренаж, X линия управления. По этим буквам на реальном агрегате находят штуцеры, они выбиты на корпусе распределителя или насоса.

Схему читают от насоса к двигателям и обратно в бак

Порядок чтения, который экономит время:

1. Найти бак и насос, прочитать в перечне тип насоса, рабочий объём и номинальное давление.
2. Найти предохранительный клапан сразу за насосом и его настройку: это верхняя граница давления во всей напорной части.
3. Пройти по напорной линии до распределителей, определить, какой двигатель питает каждая секция.
4. Для каждого цилиндра и мотора отметить, что стоит между ним и распределителем: гидрозамки, тормозные и обратные клапаны, дроссели.
5. Пройти по сливу через фильтр и теплообменник в бак.
6. Отдельно проследить линии управления и дренажа.

После такого прохода схема превращается в список контуров: подъём стрелы, поворот, ход. Неисправность ищут в конкретном контуре, а не во всей машине. Если медленно работает только один цилиндр, насос и предохранительный клапан общего контура подозревают в последнюю очередь.

Перечень элементов идёт таблицей на поле схемы или отдельным документом. В нём позиционное обозначение, наименование, тип или обозначение по каталогу, количество и примечание. Позиционные обозначения на отечественных схемах буквенные с номером: Н1 насос, М1 гидромотор, Ц1 и Ц2 цилиндры, Р1 распределитель, КП1 предохранительный клапан. Коды взяты из обязательного приложения А ГОСТ 2.704-2011, там же КО обратный клапан, ДР дроссель, Ф фильтр, Б бак, ЗМ гидрозамок, АК гидроаккумулятор; у импортных машин коды могут быть цифровыми.

Давление и среда со схемы переходят в выбор уплотнений

Схема не содержит размеров колец, но даёт два параметра, без которых материал и профиль не подобрать. Первый параметр давление: настройка предохранительного клапана контура задаёт верхнюю границу для всех уплотнений этого контура. Второй параметр рабочая жидкость, её указывают в технических требованиях на поле схемы или в паспорте машины.

Пример: в перечне насос с номинальным давлением 25 МПа, предохранительный клапан настроен на 28 МПа. Манжеты штоков цилиндров этого контура должны держать пиковое давление с запасом, поэтому резиновую манжету без защитного кольца здесь не ставят, нужен полиуретан или резина с опорным кольцом. Материал манжеты для такого давления остаётся ориентиром по маркам общего назначения и окончательно записывается в КП.

С жидкостью проще ошибиться. Минеральное масло HLP держит большинство маслостойких резин NBR, водогликолевая жидкость HFC и эфиры HFD требуют другой резины и иногда другого полиуретана. Если на схеме написано «рабочая жидкость по паспорту машины», а в бак уже много лет заливают другое масло, в заявке указывают то, что залито фактически.

Со схемы выписывают данные для заказа уплотнений

Когда ремонт уже запланирован, схема помогает собрать данные с первого раза и не гонять технолога вопросами. Выписывают по каждому вскрываемому агрегату:

• позицию по схеме и тип агрегата из перечня (Ц3, гидроцилиндр стрелы, обозначение по каталогу);
• номинальное давление контура и настройку предохранительного клапана;
• рабочую жидкость фактически, температуру масла в работе, если её измеряли;
• движение уплотнения: вращение вала, ход штока, неподвижный стык;
• для моторов и насосов, есть ли отдельный дренаж и куда он подключён;
• количество одинаковых агрегатов на машине и в парке.

Размеры к этому списку добавляют с самого агрегата: диаметр штока и гильзы, ширину канавки, диаметр вала. Если чертежа нет, мерят снятую деталь или канавку. Отдельно пишут, что известно точно, а что предположено: «давление 28 МПа по паспорту, материал старой манжеты не знаем». Это сразу видно технологу и не превращается потом в спор о том, кто выбрал материал.

Уплотнения по позициям схемы изготавливают по чертежу или образцу

Для агрегатов, найденных по схеме, наша компания производит манжеты штока и поршня, грязесъёмники, кольца круглого и прямоугольного сечения, опорные и защитные кольца из фторопласта, прокладки фланцев и крышек, мембраны аккумуляторов. Изготовление идёт по чертежу детали или по снятому образцу, заказ от 1 штуки, минимальный заказ 9 000 ₽ с НДС.

Стандартные кольца по ГОСТ 9833 и манжеты типовых размеров часто есть на складах, по чертежу выгодно заказывать то, чего на складе нет: импортные профили, нестандартные диаметры, полиуретан под высокое давление. Для уплотнений гидроцилиндров удобно присылать комплект сразу на все цилиндры одного контура с позициями из схемы, тогда детали не перепутают при сборке.

Для расчёта присылают выписку из перечня элементов, размеры или фото снятых деталей на листе с линейкой и рабочую жидкость. Если агрегат уже на столе, полезна фотография канавки с микрометром или штангенциркулем в кадре.

Схема старой машины часто расходится с реальной

На машинах после нескольких ремонтов схема из паспорта описывает состояние на момент выпуска. Распределитель могли заменить аналогом с другим расположением присоединений, добавить гидрозамок или убрать дроссель. Перед поиском неисправности стоит пройти контур по месту и отметить на копии схемы все отличия, иначе диагностика пойдёт по несуществующей логике.

Для гидрораспределителя это особенно частая история: секции меняют местами, ставят другой тип управления, а схема остаётся прежней. Расхождение видно по маркировке на корпусе и по числу присоединений на секции. Если исправленная схема хранится в карточке машины, следующая служба сэкономит день.