Hydraulikk 3 : Mobilhydraulikk [3] 8210027816 [PDF]

Zitiervorschau

Reijo Måkinen

Hydraulikk 3 Mobilhydraulikk

RÅDET FOfkyiDEREGÅ^c OPPLÆRING BIBLIOTEKET

s

rø Nasjonalbiblioteket Depotbiblioteket

Tiden Norsk Forlag

Originaltittel: Mobilhydraulik © Reijo Måkinen og Fdrlagsaktiebolaget OTAVA 1984 © Norsk utgave Tiden Norsk Forlag 1986

Oversatt til bokmål av Forlagsservice a.s, Kjell Ringstad Redaksjonell bistand og lay-out: Forlagsservice a.s

Omslag: Tor Berglie Godkjent av Rådet for videregående opplæring i november 1985 til bruk i videregående skole, studieretning for håndverks- og industrifag.

Det må ikke kopieres fra denne bok utover det som er tillatt etter bestemmelsene i «Lov om opphavsrett til åndsverk», «Lov om rett til fotografi» og «Avtale mellom staten og opphavsmannsorganisasjonene om opphavsrettslig beskyttet verk i undervisningsvirk­ somhet». Brudd på disse bestemmelsene vil bli anmeldt.

Sats og trykk: Norbok a.s, 1986 ISBN 82-10-02781-6

Forord

Hydraulikk 3 - Mobilhydraulikk omhandler de spesielle hydrau­ liske systemene i tunge maskiner og mobilt utstyr. Til slutt i boka er det tatt med et kapittel om hydrauliske anlegg i landbrukstraktorer, som er utarbeidet av faglærer Kjell Gulbrandsen ved Ask videregående skole.

Hydraulikk 3 - Mobilhydraulikk er oversatt fra svensk og tilpas­ set for norske forhold. Boka bygger på «Hydraulikk 1» og «Hyd­ raulikk 2» av Reijo Måkinen, utgitt på Tiden Norsk Forlag 1983. Hydraulikk 1 og 2 behandler grunnlaget i hydraulikken. Disse tre bøkene skulle dekke behovet for lærestoff i faget på linjen for landbruksmekanikere. Bøkene vil også være til nytte i annen mekanikerutdanning. Vi takker Eikmaskin A/S, Fendt traktorimport A/S, A/S Eik og Hausken, Felleskjøpet og A-K maskiner for velvillig bistand med illustrasjonsmaterialet i norsk utgave.

Innhold

Allment om hydraulisk styring ..................................................

Prioriterende strømningsventiler .......................................... Styresystemer som fungerer hydraulisk .............................. Krav til et styresystem ............................................................ Servostyring ............................................................................. Styring uten forsterkning ...................................................... Innstilling av styreventilens nullstilling ................................ Servostyresnekker ..........................................................................

Servostyresnekke med styreskrue ........................................ Nøytralstilling ......................................................................... Svinging ................................................................................... Oppbygningen av det hydrauliske systemet ...................... Hydraulikkpumpa .................................................................. Avlastingsventiler .................................................................... Servostyresnekke av typen skrue med kulemutter ............ Svinging ................................................................................... Daglig service ......................................................................... Påfylling av servoolje ............................................................ Oppvarming av oljen .............................................................. Service og vedlikehold ........... Innstilling av avlastingsventiler ............................................ Innstilling av nøytralstillingen .............................................. Ombygging av pumpesystemet ............................................ Feilsøkingsskjema .................................................................. Øvingsoppgaver ...................................................................... Orbitrolstyring

...............................................................................

Orbitrolventilen ...................................................................... Høyresving ............................................................................. Venstresving ........................................................................... Orbitrolsystem med prioritetsventil .................................... Sjokkventiler ........................................................................... Orbitrolstyring i svært tunge maskiner ................................ Montering og vedlikehold av orbitrolventiler .................... Øvingsoppgaver ...................................................................... Hydraulisk drift

.............................................................................

Reguleringssystem for pumpe ved hydraulisk drift .......... Overbelastningsvern .............................................................. Skifte av kjøreretning ............................................................ Kraftoverføringer ved hydraulisk drift ................................ Hydraulisk (hydrostatisk) kraftoverføring .......................... Overbelastningsvern .............................................................. Negativ last - et risikomoment ...........................................

7 8 8 9 9 10 11 12 12 13 13 14 14 15 16 17 19 19 19 20 20 20 20 21 22

23 24 24 25 26 27 28 29 31 32 32 33 33 34 35 37 37

Skader på grunn av trykkstøt ................................................ Service og vedlikehold. Feilsøking ...................................... Måling av reguleringsverdiene i systemet .......................... Montering og vedlikehold ...................................................... Bytte av pumpe eller motor .................................................. Feilsøkingsskjema .................................................................. Øvingsoppgaver ......................................................................

38 40 40 40 42 42 43

Styreegenskapene til retningsventiler

44 46 47 47 49 49 51 53 53 53

.....................................

Eksempel på strømnings- og trykkforhold .......................... Manuelt manøvrert retningsventil ........................................ Vedlikehold .............................................................................. Retningsventiler som kan fjernstyres .................................. PVG-ventilen .......................................................................... Fjernstyreenheten .................................................................. Service på PVG-ventiler ........................................................ Innstilling av pumpeblokktrykk ............................................ Innstilling av sjokkventil ........................................................

Hydrauliske komponenter i lastkjennende systemer ........ Lastkjennende retningsventiler (CMX 250) ...................... Utstrømningselementet .......................................................... Overbelastningsvern .............................................................. LS-regulert CVP-pumpe ........................................................ Reguleringsfunksjonen ..........................................................

54 55 57 58 58 60 60

Bruk av lastsenkingsventil ...........................................................

61

Lastkjennende systemer ................................................................

Det hydrauliske systemet i arbeidsmaskiner og motorredskaper ...............................................................................

Truck ........................................................................................ Hjullastere med rammestyring .............................................. Arbeidsmaskin med hydraulisk drift .................................... Løftekran .................................................................................. Hjelpehydraulikk i kjøretøyer .............................................. Eksempel på overvåket boggisystem .................................. Arbeid med og på maskiner - Liv og helse ........................ Øvingsoppgaver ......................................................................

64 64 65 66 67 68 70 71 75

Redskapsløftet - trepunktsopphenget ................................ Hydraulisk anlegg på traktoren ............................................ Posisjonskontroll (stillingskontroll) ...................................... Dybdekontroll .......................................................................... Blandingskontroll .................................................................... Flytestilling .............................................................................. Styresystem for utenforliggende hydraulikk ...................... Kraftoverføring fra sleperedskap (kraftkontroll) .............. Elektronisk kontrollert hydraulikk ...................................... Løfteevne .................................................................................. Løftelås ....................................................................................

76 76 78 78 81 83 85 85 87 88 89 89

Svar på øvingsoppgavene

...........................................................

90

Stikkord ............................................................................................

93

Hydraulisk anlegg i landbrukstraktorer .................................

Allment om hydraulisk styring

I arbeidsmaskiner er det vanlig med ulike former for hydraulisk styring. Det vil si at styrekrafta blir dannet eller forsterket ved hjelp av oljestrømmen fra en hydraulisk pumpe. Uansett hvor­ dan styresystemet er utformet, vil farten på styringen henge sam­ men med volurnstrømmen fra pumpa. I neste omgang blir farten bestemt av det omdreiningstallet maskinføreren gir motoren som driver pumpa.

I arbeidsmaskiner med mekanisk drift og hydraulisk forsterk­ ning av styrekrafta (servostyring) kan motoromdreiningstallet lett bli så lavt at styringen ikke fungerer tilfredsstillende. På steder der det er trangt eller liten plass, vil maskinføreren gjerne holde lavt omdreiningstall på drivmotoren for at maskinen skal være lettere å manøvrere. Samtidig kan føreren være nødt til å utføre hurtige styrebevegelser som krever mye olje. Dersom volurnstrømmen fra pumpa ikke strekker til, blir styringen da helt eller delvis manuell og dermed tung å manøvrere. 7

Den eneste måten å opprettholde nødvendig servokraft på i denne situasjonen er å passe på at motoren har tilstrekkelig høyt omdreiningstall til å drive pumpa. I vanskelige kjøresituasjoner blir det da ofte nødvendig å slure med koplingen.

Prioriterende strømningsventiler Arbeidshydraulikken og styresystemet er vanligvis forsynt fra hver sin pumpe og arbeider da uavhengig av hverandre. Med en prioriterende strømningsventil kan en likevel fordele strømmen fra pumpene slik at det strømmer mer olje til styresystemet ved hurtige styrebevegelser og mer olje til arbeidskretsen når be­ hovet for volumstrøm i styrekretsen er lite.

Systemer med prioriterende strømningsventil har visse ulemper. En av ulempene er at de ulike hydrauliske funksjonene er av­ hengige av hverandre. En annen er at motoren kan bli overbe­ lastet.

Prinsippet for prioriterende strømningsventil 1 Styresystemets pumpe 2 Pumpe for arbeidshydraulikken 3 Prioriterende strømningsventil 4 Retningsventil for styrehydraulikken 5 Retningsventil for arbeidshydraulikken

Overbelastningen innebærer at trykket i styresystemet stiger så høyt at trykkbegrensningsventilen åpner. Dersom motoren har lavt omdreiningstall, stopper den på grunn av at det momentet som belaster den, blir for høyt.

Overbelastningen kan inntreffe når føreren kjører stempelet i styresylinderen til endestilling. Motorstopp kan medføre fare for føreren. Det kan bli overbelastning selv om systemet ikke har priorite­ rende strømningsventil (i enpumpesystemer).

Styresystemer som fungerer hydraulisk Det fins mange typer av hydrauliske styresystemer. Alt etter hvordan de fungerer hydraulisk, kan de inndeles i

• Mekaniske styresystemer med hydraulisk forsterkning (servostyring). Servostyring reduserer behovet for håndkraft på rattet. Virkemåten er slik at når føreren dreier på rattet, åpnes og stenges det ventiler for trykkolje. Oljetrykket virker på styremekanismen i bevegelsesretningen og forsterker der­ med bevegelsen. Dersom servoen ikke fungerer, kan krafta som føreren legger på rattet, utføre hele styrearbeidet. En kan skille mellom to typer: - Servostyring som fungerer ved siden av et mekanisk styre­ system. Denne typen forekommer i personbiler, mindre lastebiler og lettere arbeidsmaskiner, for eksempel trakto­ rer og trucker. - Servostyresnekke som erstatter den mekaniske styresnekka. Dette systemet er vanlig i lastebiler og busser. • Hydraulisk styresystem, såkalt orbitrolstyring. I dette styresys­ temet er det ingen mekanisk forbindelse mellom ratt og sty­ rende hjul. Orbitrolsystemet blir brukt i traktorer, skurtreskere, dumpere og andre arbeidsmaskiner.

I svært tunge maskiner (entreprenørmaskiner) blir det ofte brukt spesielle tilpassinger av servostyresnekke eller orbitrolstyring. 8

Krav til et styresystem En maskin må ikke under noen omstendigheter miste styremuligheten. Dersom det hydrauliske systemet er ute av funksjon, skal maskinen kunne styres manuelt.

Fordi manuell styring er tung og bare skal brukes i nødstilfeller, er maskinføreren selvsagt interessert i å overvåke systemet så det ikke oppstår problemer med styringen.

Styresystemet blir satt ut av funksjon eller forstyrret for eksem­ pel - når pumpa ikke får olje på grunn av at nivået i tanken er for lavt Oljenivået skal kontrolleres tilstrekkelig ofte. Dessuten må en holde øye med mulige lekkasjer som senker oljenivået. - når det kommer luft i styresylinderen. Luft kan komme inn i sylinderen om stempelstangtetningene er utette. Luft gir vib­ rasjoner og fjærende bevegelser som virker forstyrrende på styringen. Føreren skal passe på at stempelstangtetninger som lekker, blir skiftet ut.

Servostyring Servostyringen består av sylinder og en ventil som blir manøv­ rert av en styretapp. Oljetrykket virker på stempelet til en enkeltsidig stempelstang. Det gjør at servokrafta er forskjellig i framretningen og tilbakeretningen.

1 Sylinder 2 Styreventil 3 Stempelstang 4 Sentreringsfjær 5 Styretapp 6 Kuleledd

Når rattet ikke blir påvirket, står styreventilen i midtstilling, og pumpa er avlastet ved at oljen sirkulerer gjennom styreventilen.

Styresnekka i midtstilling

9

Styrebevegelse til venstre

Stempel og stempelstang står stille, sylinderen beveger seg mot venstre

Ved styrebevegelse til venstre blir tappen ført til venstre av styrearmen (pitmanarmen). Da opphører den frie sirkulasjonen, og oljen strømmer inn i sylinderen på stempelstangsida. Stempel og stempelstang beveger seg ikke. I stedet forskyves sylinderen av trykket mot venstre og trekker med seg huset til styre ventilen. På den måten har servoen begynt å følge bevegel­ sen til styretappen. Dersom styrebevegelsen blir avbrutt, stilles styre ventilen igjen i midtstilling av sentreringsfjæra, og vridnin­ gen av hjulene opphører.

Fordi servoen er trykkløs i midtstilling, holder den ikke hjulene i den innstilte retningen. Styresnekka i systemet sørger i stedet for å holde den innstilte retningen. Servoen avlaster bare de kreftene som påvirker rattet, og de kreftene som opptrer i sty­ resnekka.

Servoens funksjon ved høyresving Oljen blir ført til rommet på høyre side av stempelet, og sylinderen flyttes mot høyre

Styring uten forsterkning Dersom servoen er ute av funksjon, kan kjøretøyet styres me­ kanisk. Når en dreier på rattet, åpnes styreventilen helt og låses mekanisk med anslagshylsa innenfor fjæra. Under styreventilen sitter en ventil som åpner når det ikke er trykk i pumpekretsen. Gjennom denne ventilen kan olje strømme mellom de to sidene på stempelet.

Den mekaniske styringen er tung. Når servoen er ute av funk­ sjon, bør kjøretøyet ikke taues, men flyttes med en servicebil eller et transportkjøretøy. 10

Innstilling av styreventilens nullstilling Sentreringsfjæra i styreventilen er svært driftssikker fordi det er samme fjær som utfører sentreringen i begge retninger. En for­ utsetning for at styringen skal fungere perfekt, er likevel at sty­ reventilen er korrekt innstilt. Dersom sleiden i styreventilen ikke står nøyaktig i midtstilling når vi ikke bruker rattet, vil styringen krype i den ene eller den andre retningen. Figuren viser den situasjonen som oppstår når ventilsleiden står utenfor midtstillingen.

Sleiden i sidestilling 1 Justeringsmutter 2 Ventilsleide

Oljetrykket begynner å stige i kanal B og skaper en sylinderbevegelse som vrir de styrende hjulene. Dette kan føreren mot­ virke med en lett dreining på rattet i motsatt retning. Da sentre­ rer sleiden. Så snart føreren slutter å dreie på rattet, stiller sen­ treringsfjæra igjen sleiden i sidestilling, og styringen begynner igjen å krype.

Midtstillingen til sleiden blir stilt inn med en mutter på venstre side.

Sleiden i midtstilling

Innstillingen av sleiden må gjøres i en hydraulisk prøvebenk. Pass på så du ikke løsner mutteren av vanvære!

11

Servostyresnekker Servostyresnekke (også kalt ZF styreservo) er en mekanisk styresnekke der krafta på styreskruen blir forsterket hydraulisk. I tillegg til den mekaniske delen inneholder huset til styresnekka servosylinder og styreventiler. Servostyresnekka blir plassert på den vanlige plassen til styresnekka i et kjøretøy. Det fins flere ulike typer.

Servostyresnekker blir brukt i lastebiler og busser, i personbiler og i flere typer arbeidsmaskiner, for eksempel kranbiler, hjullastere og dumpere (hjuldrevne kjøretøyer). I store arbeidsmaskiner kan servostyresnekker bare brukes som styreventil. Den egentlige styringen skjer da med særskilte sylin­ drer (jf. orbitrolventilen).

Servostyresnekke med styreskrue

Figuren viser styresnekke og oppbygningen av en styresnekke

1 Hevarm 2 Sektoraksel 3 Stempelstang 4 Hus 5 Stempeltetning 6 Spalte for returoljen (styreskrue) 7-10 Spalter 11 Styreskrue 12 Øvre stempeltetning 13 Gliderør 14 Lager (styreskrue) 15 Vegg 3 4

5

6

7

8

9 10

11

5

12

13

14

15

Atoy

22

16 Sete for fjær 17 Reguleringsfjær 18 Trykkskive 19 Trykkbegrensningsventil 20 Styreventil 21 Stempel 22 Lekkasjeoljeledning 23 Pumpehus 24 Tank 25 Trykkbegrensningsventil 26 Mengdereguleringsventil 27 Pitmanarm

12

21 20

19

18 17

16

Nøytralstilling Så lenge vi ikke bruker rattet, står styreventilen i midtstilling. Pumpa går ubelastet fordi oljen sirkulerer fritt gjennom styre­ ventilen og snekka. Oljen smører og kjøler da de indre delene i servostyresnekka. En del av strømmen fra pumpa går direkte til oljebeholderen gjennom mengdereguleringsventilen, som her er bygd sammen med pumpa.

Svinging

som figuren viser, og dermed opphører den frie oljesirkulasjonen.

Trykket stiger i trykkledningen, og servosylinderen og oljetryk­ ket forsterker styrebevegelsen til føreren. Styrefarten avhenger av hvor hurtig føreren dreier rattet. Svingebevegelsen fortsetter så lenge føreren fortsetter å vri rattet.

Når føreren slutter å dreie på rattet, skjer det en viss tilbake­ gang. I styreventilen er kanalene åpne, og oljen fortsetter å strømme inn bak stempelet. Stempelet fortsetter bevegelsen til høyre på figuren inntil trykkanalen på baksida av stempelet blir stengt. Pumpa blir avlastet gjennom ventilsystemet, og oljen sirkulerer fritt gjennom servostyresnekka igjen.

Når rattet blir dreid i motsatt retning, åpnes kanalen til stempelets rattakselside. Ellers fungerer servostyresnekka på samme måte

13

Oppbygningen av det hydrauliske systemet Oljebeholderen er plassert på oversida av pumpa og har utluftingsfilter og sugefilter. I den hydrauliske pumpa er trykkbegrensningsventilen og mengdereguleringsventilen innebygd.

Delene i styresnekka

1 Oljetank 2 Pumpe 3 Trykkledning 4 Manometer 5 Servostyresnekke 6 Returledning 7 Pitmanarm (styrearm)

Hydraulikkpumpa For å hindre at trykket i systemet blir for høyt, har pumpa en innebygd trykkbegrensningsventil. Ved overtrykk blir oljen ledet tilbake til sugesida på pumpa, ikke til tanken. Det medfø­ rer en viss fare for at pumpa skjærer seg dersom belastningen blir langvarig. Pass på! Ved normal driftstemperatur, 50-60 °C, kan vi overbelaste pumpa i om lag 20 s uten at den blir skadd. Dersom temperatu­ ren på den hydrauliske oljen er 75-80 °C, kan pumpa bli skadd allerede ved belastning i om lag 10 s. Det er derfor viktig at maskinføreren er oppmerksom på tempe­ raturen i styresystemet. I___ ___ I 1 Trykkbegrensningsventil 2 Mengdereguleringsventil

14

Dersom arbeidsforholdene er slik at pumpa ofte blir overbelas­ tet, kan en endre systemet ved å lede overtrykket til tanken (verkstedarbeid).

A vlastingsventiler Oppgaven til avlastingsventilene er å minske belastningen på pumpa når servostyresnekka når endestillingen (hjulutslag). I figuren er stempelet på vei mot høyre, men avlastingsventilen er fortsatt stengt.

1 Sylinderkammer 2 Avlastingshevarm 3 Justeringsskrue 4 Pumpe 5 Oljetank 6 Sylinderkammer 7 Stempel 8 Avlastingsventilens sleide

Ved fullt hjulutslag (stempelet i endestilling) blir hevarmen på­ virket av justeringsskruen, slik at den forskyver sleiden i avlas­ tingsventilen. På den måten åpner ventilen returkanalen til tan­ ken. Trykket i systemet blir begrenset til 0-3 MPa avhengig av innstillingen til ventilen.

Atoy

Fullt hjulutslag. Avlastingsventilen åpner

15

Servostyresnekke av typen skrue med kulemutter Figuren nedenfor viser en servostyresnekke med forsyningssystem. For å gjøre styreventilene og deres stilling tydeligere har vi laget et tverrsnitt av servostempelet inn i figuren og forbundet det med lengesnittet ved ekstra kanaler. Den nedre delen av huset til styresnekka er utformet som en sylinder. I den er stempelet plassert. Styrespindelen er forbun­ det med kuleskruen gjennom en torsjonsstav. Bevegelsen til styrespindelen blir overført til stempelet av kulene og kulemutteren. Som i figuren er kulene og kulemutteren en del av

15

Servostyresnekka i nøytralstilling, det vil si når en ikke bruker kraft på rattet 1 Hus 2 Stempel 3 Styrespindel 4 Sektoraksel 5 Kuleskrue 6 Kuler 7 Returrør, kulemutter 8 Mengdereguleringsventil 9 Styreventil 10 Styreventil

11 Innløp 12 Innløp 13 Ringformet spor 14 Ringformet spor 15 Utløp 16 Utløp 17 Oljetank 18 Torsjonsstav 19 Pumpe (vingepumpe vanligst) 20 Trykkreguleringsventil

Den krafta som tilbakefører og holder styresnekka i nøytralstilling, er fjærkrafta fra torsjonsstaven. Den henger sammen med stavens diameter

16

stempelet. Bevegelsen til stempelet virker på sektorakselen. Styreventilen blir påvirket av to tapper i den nedre enden av styrespindelen. Servostyresnekka har mekanisk forbindelse mellom rattet og de styrende hjulene. Den kan derfor fungere også når det hydrau­ liske trykket mangler. Fordi styreventilene blir åpnet og stengt som vanlig, må føreren med kraft på rattet også forflytte olje mellom de to kamrene i sylinderen. Styringen blir tung å manøv­ rere, og kjøretøyet bør ikke taues i denne stillingen.

Svinging Når styrespindelen blir vridd til høyre (se figuren), virker det på styreventilene (9 og 10) slik at kanalene åpnes for olje til høyre side av stempelet. Stempelet begynner å bevege seg mot venstre og letter dermed vridningen av sektorakselen. Samtidig åpnes kanalene for returolje fra kammeret til venstre for stempelet. Når vridningen av rattet opphører, fører torsjonsstaven styre­ ventilene tilbake til nøytralstilling, pumpa blir avlastet, og oljen sirkulerer fritt i systemet.

2. Hydraulikk 3 BM

17

Figuren viser hvordan den ene avlastningsventilen arbeider og reduserer arbeidstrykket når stempelet har nådd endestilling.

Avlastingsmekanisme 1 Ventil 2 Sektoraksel 3 Klakk

Figuren viser en ny såkalt kort modell av servostyresnekke med skrue og kulemutter. Nøytralstillingen til styrestempelet er midt i sylinderen, der det er samme trykk på begge sider av stempelet.

1----------

2 1 Hus 2 Stempel 3 Kuleskrue 4 Torsjonsstav 5 Sektoraksel 4 6 Kuler 7 Returrør for kuler 5 8 Kulemutter 9 Låsering 10 Mellomstykke 11 Vegg 13 Trykkreguleringsventil 13 Pumpe 14 Oljetank

18

Daglig service Påfylling av servoolje Oljebeholderen i servosystemet er forholdsvis liten. Derfor må oljenivået kontrolleres regelmessig. I oljebeholderen er det ofte plassert et grovfilter (en sil). Dersom oljenivået har sunket, bør du først kontrollere at alle tilkoplingene er tette.

• Gjør beholderen rein utvendig før du løsner lokket. • Fyll på med filtrert olje av riktig kvalitet. • Vær sikker på at ingen forurensninger kommer inn i den åpne beholderen. • Pass på at beholderen har riktig oljemengde. Forurensninger er servosystemets verste fiende. Reinslighet er derfor svært viktig ved all service. Dersom pumpa skjærer seg, kommer det enten av overbelastning eller av forurensninger i oljen. Selv små ureinheter kan lage riper på veggene i servosylinderen.

Oppvarming av oljen Kald olje har høy viskositet og kan føre til skader på systemet. Når det er så kaldt at en må bruke kaldstart, skal en derfor varme opp oljen i styresystemet før en tar servostyresnekka i bruk.

• Start maskinen og la oljen sirkulere fritt gjennom styresyste­ met med minst mulig volumstrøm de første par minuttene.

Øvingsoppgave 1-3 19

Service og vedlikehold Innstilling av avlastingsventiler Dersom avlastingsventilene ikke er riktig innstilt, kan pumpa bli overbelastet og skadd. Styremekanismen kan også bli skadd mekanisk når styrearmer og styrestag vris med full kraft mot stoppanslagene. Avlastingssleiden bestemmer avlastingstrykket, og stillingen til sleiden er avhengig av hvordan justeringsskruen er innstilt.

• Plasser en 3-5 rnm avstandshylse mellom stoppskruen og hjulspindelen ved hvert styrehjul. • Drei rattet slik at servosnekka går til den ene endestillingen, og still inn det avlastingstrykket som produsenten anbefaler (2,5-3,0 MPa). Overbelast ikke pumpa ved arbeidet! • Still inn avlastingstrykket på samme måte for den andre sida. • Ta bort avstandshylsene og kontroller det virkelige avlastings­ trykket ved å vri rattet til fullt hjulutslag.

Innstilling av nøytralstillingen Dersom nøytralstillingen til servostyresnekka ikke er rett inn­ stilt, har styringen en tendens til å krype til endestilling uten at vi bruker rattet. Dette er svært ubehagelig for føreren og kan i noen tilfeller skape farlige situasjoner. Nøytralstillingen til servostyresnekka blir endret når snekka blir tatt fra hverandre, men den kan også bli forskjøvet av visse feil i systemet. For å gjenopprette nøytralstillingen er det nødvendig med spesialutstyr, for eksempel en hydraulisk benk. Følg veiledningene fra produsenten!

Ombygging av pumpesystemet I en del styresystemer blir oljen ved overbelastning ledet til sugesida på pumpa i stedet for til tanken. Dersom dette skaper varmeproblemer ved normalt arbeid, kan vi endre systemet. Vi plugger da igjen trykkbegrensningsventilen i pumpa og erstatter den med en ytre trykkbegrensningsventil som leder oljen til tan­ ken ved overbelastning. Skjemaet viser hvordan trykkbegrensningsventilen er koplet inn i systemet.

Dersom du er det minste usikker på hvordan du skal utføre endringen, må du først spørre den som har levert maskinen.

Øvingsoppgave 4—5

20

F eilsøkingsskj ema Symptom

Mulige feil

Styringen går tungt i begge retninger

For lite olje i systemet Luft i systemet Trykkbegrensningsventilen har satt seg fast Sugefilteret er tett Pumpa er mekanisk nedslitt Stempeltetningene er slitt eller skadd

Styringen går tungt i én retning

Avlastingsventilen er galt innstilt Trykkbegrensningsventilen lekker

Styringen er tung ved hurtige bevegelser

Reguleringsventilen til pumpa er tett eller har satt seg fast Luft i systemet Pumpekapasiteten er for liten (for lavt omdreiningstall)

Styringen er ustabil ved kjøring framover

Luft suges inn i systemet For lavt oljenivå i beholderen Styresnekka eller ledninger har løsnet For stor klaring i styreledd eller i servostyre­ snekka

Kraftige slag blir overført til rattet

Luft blir sugd inn i systemet Klaring i universalleddet i rattstanga Klaring i servostyresnekka Klaring i tannkontakten mellom sektoraksel og tannskrue

Rattet vibrerer

Ubalanse i hjul eller bremsetromler Feil hjulvinkler Luft blir sugd inn i oljen

Rattet kryper selv til endestilling Ulyd fra pumpa

Nøytralstillingen til servoen er feil For lite olje i systemet Luft blir sugd inn i systemet Defekt pumpe

Mansjettetningen til servosnekka lekker

For høyt trykk i returledningen. Dette kan henge sammen med at oljen er for kald

21

Øvingsoppgaver 1 Hva kan årsaken være til av den øvre mansjettetningen i ser­

2 3 4 5

22

vostyresnekka blir skadd? Hva kan årsaken være til at rattet har tendens til å vri seg til høyre når en kjører? Hva er årsaken til at pumpa i servosystemet blir skadd? Hvorfor bruker vi avstandshylser mellom stoppskrue og hjulspindel når vi justerer avlastingsventilen? Hvordan skal vi kontrollere innstillingsverdien til trykkbe­ grensningsventilen?

Orbitrolstyring

I orbitrolstyringen er det ingen mekanisk forbindelse. Her er det bare en hydraulisk forbindelse mellom ratt og styrende hjul.

Styresystemet 1 Tank 2 Pumpe med fast deplasement 3 Trykkbegrensningsventil 4 Orbitrolventil 5 Styresylinder 6 Returfilter

WWW

w

-r

Skjemaet viser styresystemet med symboler. Orbitrolventilen er en mekanisk styrt retningsventil. Den består av en indre og en ytre sleide og en motor. Den kan ha innebygd prioritetsventil. Bevegelsen til rattet påvirker den indre sleiden.

Dersom styringen skal være like hurtig i begge retningene, kan sylinderen ha gjennomgående stempelstang. Betegnelsene P, T, R og L står for pumpe, tank, right (høyre) og left (venstre). 23

Orbitrolventilen

Rattaksel Fjær for nøytralstilling Ventilhus Mottrykksventil (tilbakeslagsventil) 5 Indre ventilsleide 1 2 3 4

6 Ytre ventilsleide 7 Aksel som forbinder motoren med den ytre ventilsleiden (rotoraksel) 8 Motorens tannkrans (rotorring) 9 Motorens tannhjul (rotor)

Den indre ventilsleiden (5) er koplet til rattakselen. Når vi dreier rattet, åpner ventilsleiden en kanal for trykkoljen til motoren. Motoren begynner å rotere i styrebevegelsens retning, og med motorens tannhjul roterer den ytre ventilsleiden (6). Den ytre ventilsleiden har altså begynt å følge rotasjonen til den indre ventilsleiden. På grunn av vridningsvinkelen mellom ventilsleidene strømmer noe av oljen eller hele oljemengden fra pumpa til styresylinderen. Når dreiningen av rattet opphører, fortsetter motoren å rotere til kanalene mellom de to ventilsleidene blir stengt og oljestrømmen til motoren brutt. Nøytralstillingsfjærene (2) sikrer at sleidene blir nøytralstilt, slik at det ikke går mer olje til motoren.

Når ventilene ikke blir påvirket av rattet, strømmer oljen fra pumpa fritt gjennom ventilene tilbake til tanken, og pumpa er avlastet. Tilløpet til sylinderen er stengt, og hjulene holdes i stilling av den oljen som er innestengt i sylinderen.

Høyresving Når den indre sleiden i styreventilen vris om lag 1,5° av rattbevegelsen, begynner olje å strømme til motoren og fra motoren til sylinderen. Motoren driver også den ytre ventilsleiden. Denne følger nå etter den indre sleiden, slik at begge sleidene roterer i samme retning.

24

Den ytre ventilsleiden har et visst etterslep. Størrelsen på etter­ slepet er avhengig av hvor hurtig rattet blir dreid. Når etterslepet er 4°, går hele oljestrømmen fra pumpa til styresylinderen, og volumstrømmen fra pumpa avgjør hvor hurtig hjulene blir vridd. Dersom etterslepet blir så stort som 8 °, blir de to ventilsleidene koplet sammen mekanisk. Ved fortsatt rattbevegelse driver rat­ tet motorens tannhjul, og motoren vil fungere som pumpe og pumpe olje til det høyre kammeret i styresylinderen. Gjennom forbindelsen med tilbakeslagsventilen går også returoljen fra det venstre kammeret i sylinderen inn i denne pumpa. Farten på rattbevegelsen bestemmer altså hvor hurtig hjulene blir vridd. Langsom rattbevegelse gir langsom hjulvridning, og hurtig rattbevegelse gir hurtig vridning.

Forutsetningen for en hurtig vridning av hjulene er at volum­ strømmen fra pumpa er stor nok. Dersom den er for liten, blir styreventilen låst mekanisk fordi etterslepet raskt blir 8 °, og dermed blir det snart tungt å dreie rattet. Pumpas evne til å drive motoren er da overskredet.

Dersom det hydrauliske systemet er ute av funksjon, må føreren bruke stor kraft på rattet for å drive motoren som pumpe. Oljen må nemlig flyttes mellom de to kamrene i sylinderen gjennom tilbakeslagsventilen i forbindelsen mellom orbitrolventilens inn­ løp og utløp.

Venstresving Forløpet ved venstresving er det samme som ved høyresving, men alle rotasjonsretninger er motsatt.

Øvingsoppgave 1-2 25

Orbitrolsystem med prioritetsventil For å sikre stor nok volumstrøm til styringen kan en utstyre orbitrolventilen med prioritetsventil.

Når orbitrolventilen er i nøytralstilling, er trykkanalen i ventilen stengt. Styretrykket i PP-enden av sleiden på prioritetsventilen stiger da så høyt at sleiden blir forskjøvet og leder strømmen fra pumpa ut gjennom EF-kanalen.

LS-tilkoplingen er trykkløs.

26

Når styreventilen blir vridd om lag 1,5 grader, begynner trykket å synke i PP-tilkoplingen i prioritetsventilen ved at ventilen åp­ ner forbindelsen til motoren. Samtidig stiger trykket i LS-tilkoplingen i prioritetsventilen fordi det trykket som er nødvendig for styringen, forplanter seg dit. Trykket virker på sleiden i priori­ tetsventilen og skyver den til høyre.

Flyttingen av sleiden gjør at oljestrømmen gjennom EF-tilkoplingen blir strupt. Dermed får orbitrolventilen den volumstrømmen den trenger. Prioritetsventilen fungerer som en strømningsfordeler. Når rattet blir dreid langsomt, er behovet for olje i orbitrolsystemet lavt, og da strømmer bare en liten oljemengde fra trykktilkoplingen til CF. Dersom rattet blir dreid hurtig, øker behovet for volumstrøm ved orbitrolventilen, og da synker tryk­ ket ved tilkoplingen PP. Sleiden beveger seg lenger mot høyre og åpner mer for kanal CF, samtidig som EF blir mer strupt.

Sjokk ventiler Dersom en ytre kraft (for eksempel en stein i veien) påvirker styrehjulene eller forsøker å svinge leddmekanismen i en ma­ skin, kan trykket i sylinderen stige så høyt at den blir skadd. For å beskytte sylinderen mot denne type overbelastning kan vi ut­ styre den med sjokkventiler (sjokkventil = trykkbegrensnings­ ventil for en spesiell komponent). Skjemaet viser hvordan sjokkventiler blir koplet inn i systemet. Når sleiden i orbitrolventilen befinner seg i nøytralstilling, er begge kanalene mellom ventil og sylinder stengt. Dersom sylin­ deren nå blir påvirket av en kraft F slik at trykket i plusskammeret stiger til det innstilte trykket for sjokkventilen, vil denne åpne (ventil 2). Overtrykket blir avledet dels til minuskammeret gjennom tilbakeslagsventilen (3), dels tilbake til tanken gjen­ nom returledningen.

OpPSaven til tilbakeslagsventilene er å fordele oljestrømmen. De to kamrene har nemlig ulik størrelse.

Når volumene i de to kamrene er like store, vil den oljen som blir tatt ut av den ene sylinderen, lett få plass i den andre sylin­ deren (se figurene nedenfor). Øvingsoppgave 3

27

Orbitrolstyring i svært tunge maskiner For å styre store og tunge maskiner er det nødvendig med store krefter og dermed forholdsvis store styresylindrer. For at styrebevegelsene skal bli raske nok, må volurnstrømmen fra pumpa være tilstrekkelig stor. Da vil gjennomstrømningskapasiteten til orbitrolventilene ofte ikke strekke til.

I stedet for å styre styresylindrene direkte bruker en i slike systemer orbitrolventilen til å styre en retningsventil, som i neste omgang leder oljen til styresylindrene. Dette systemet blir brukt for eksempel i Toro hjullastere.

Styresystemet 1 2 3 4

Pumpe for hjelpestyrekretsen Orbitrolventil Hjelpestyresylinder Styreventil

5,8 Pumper for arbeidstrykk til styresylindrene 6 Styresylindrer 7 Prioritetsventil 9 Retningsventil i styrekretsen

Pumpe 1 forsyner styrekretsen med olje. Den pumper olje til orbitrolventilen (2) på enden av rattakselen. Når rattet blir dreid, slipper orbitrolventilen den oljemengden som tilsvarer dreievinkelen på rattet, inn til de to hjelpestyresylindrene. De er montert på midtleddet til maskinen. Sylindrene er koplet i kryss innbyrdes. Samtidig som oljen strømmer til plusskammeret på den ene sylinderen, strømmer den til minuskammeret på den andre. På den måten påvirkes en hevarm som er lagret på maskinens midtledd. Bevegelsen til hevarmen blir overført med en stang til sleiden i styreventilen (4). Kanaler for olje blir åpnet fra pumpe 5 og eventuelt fra pumpe 8 til styresylindrene. Maski­ nen svinger.

28

Når dreiningen av rattet opphører, blir sleiden i styreventilen ført tilbake til nøytralstilling av hevarmen og under innvirkning fra svingbevegelsen til maskinen. Styrende hjul blir stående i den stillingen som vridningsvinkelen til rattet bestemmer.

Tenk deg om! Kan maskinen styres manuelt dersom det hydrauliske syste­ met er ute av funksjon?

Montering og vedlikehold av orbitrolventiler Når du tar fra hverandre en orbitrolventil, må du merke deg hvordan de seks nøytralstillingsfjærene skal sitte i ventilen.

Montering Ved sammensettingen skal du bruke rein hydraulikkolje til å smøre delene. Sett ikke sammen tørre deler! Akselen til ventilen skal monteres i riktig stilling i forhold til tannhjulet på motoren. Se figuren.

Sporet i akselen skal være i denne stillingen Sporet i riktig stilling (A) og gal stilling (B)

Dersom sporet blir stilt feil, vil styrekanalene bli koplet i kryss på en slik måte at styremotoren begynner å rotere til venstre når føreren dreier rattet mot høyre, og omvendt. Følgen blir at sty­ reventilen åpner helt og låses mekanisk. Med styremotoren som pumpe begynner den å dreie rattet hurtig mot venstre. Dersom føreren ikke slipper rattet, vil han bli kastet rundt i hytta av rattbevegelsen og kan bli skadd selv eller skade brytere og hendler i hytta. Dessuten kan delene i orbitrolventilen bli skadd av det kraftige mekaniske støtet når styresylinderen går til endestilling. Maskinen kan også ta en annen kjøreretning enn tilsiktet, og dermed er ulykken ute. Når ventilen settes sammen, må en nøye kontrollere at akseltetningen kommer på riktig plass uten å bli skadd. Dersom akseltetningen lekker, drypper det olje på føttene til føreren. Når en monterer akseltetningen, trenger en spesialverktøy. Mottrykksventilen (4, se figuren s. 30) må ikke glemmes. Uten den fun­ gerer ikke styringen. 29

Når underlaget til akselen skal settes på plass, må en passe på å vende den slipte flata på underlaget mot den slipte flata på bunnplata.

12

10

Når delene 2, 5, 6 og 12 skal settes inn i ventilhuset, må en ta hensyn til temperaturen på delene. Dersom de ikke går på plass uten at en bruker makt, kan en varme opp huset litt.

Ved sammensettingen holder en huset i en slik stilling at tappen (12) ikke kan gli inn i mellomkanalene forbi ventilsleidene (5 og 6). Dersom dette likevel skulle hende, kan en føre tappen til­ bake med en finger gjennom hullet i bunnen. Bruk ikke makt ved sammensettingen! Det kan skade de svært nøye tilpassede delene.

Når rattakselen settes fast i orbitrolventilen, bør det være en liten aksial klaring i bomforbindelsen. Unngå fett som danner pute under akselen! Den hydrauliske oljen varmer opp delene i ventilen. De må derfor ha plass til å utvide seg, ellers blir sty­ ringen tung å manøvrere. Festeskruene trekkes til med momentnøkkel (30-35 Nm). Øvingsoppgave 4—5

30

Øvingsoppgaver 1 Kan en maskin med orbitrolstyring styres manuelt dersom den

hydrauliske kretsen er uten trykk? 2 Hva betyr betegnelsene P, T, R og L på ventilhuset? 3 Hvilken funksjon har de trykkbegrensningsventilene som er

plassert mellom orbitrolventilen og styresylinderen/sylindrene? 4 Hva skal du gjøre om delene ikke vil på plass i ventilhuset? 5 Hva har du gjort galt dersom rattet begynner å dreie mot høyre når du vrir rattet til venstre etter at du har satt sammen ventilen?

31

Hydraulisk drift

Maskiner med hydraulisk drift kan ha ulike typer av drivsystem. Hjuldrevne maskiner har ofte en hydraulisk motor og en meka­ nisk kraftoverføring til drift av hjulene. Beltedrevne maskiner har alltid en hydraulisk motor på hver side av maskinen. Uansett type av drift skal maskinen kunne kjøres framover og bakover med varierende hastighet. Den skal også kunne bremses uten at systemet blir overbelastet og skadd. Ved å utstyre pumpa med et reguleringssystem som styrer kapasiteten til pumpa, unngår en faren for overbelastning.

Reguleringssystem for pumpe ved hydraulisk drift Pumpa har to strømningsretninger og stillbart deplasement. Volurnstrømmen avhenger altså av omdreiningstallet og deplasementsvinkelen (åkvinkelen). Matepumpa forsyner hele syste­ met med olje og har fast deplasement. Volurnstrømmen avhen­ ger bare av omdreiningstallet.

32

Funksjonen til systemet blir styrt med pedalen (7). Kjøreretning framover og bakover velger en med en elektrisk bryter som styrer ventilene 10a og 10b. Disse ventilene styrer i neste om­ gang oljen til reguleringsventilen, som påvirker deplasementsvinkelen til pumpa. Dessuten er det en strupeventil (9).

Systemet har tre manøvreringsorganer: «gasspedalen» til den hydrauliske motoren, lavfart- og bremsepedal og kjøreretningsvelger (elektriske brytere). Når føreren starter maskinen, begynner matepumpa å arbeide. Den variable pumpa er innstilt på nullstrømning og blir smurt av matepumpa. Matepumpa forsyner også styresystemet. Strøm­ ningen ledes gjennom en fast struping til strupeventilene (1 og 3). Matetrykket begrenses av en trykkbegrensningsventil (6). Når pedalen (7) ikke er trykt inn, er begge retningsventilene (10) trykkløse, og reguleringsventilens sleide står i nøytralstilling. Når maskinen skal kjøre framover, velger føreren kjøreretning framover. Spolen til ventil 10a blir da strømførende, og kanalen blir åpnet for tilførsel til venstre kammer i reguleringsventilen.

For at pumpa skal begynne å gi en volumstrøm, må deplasementsvinkelen endres. Føreren trykker nå ned «gasspedalen» (7). Da øker strupingen i strupeventil (3), og trykket stiger i styresystemet. Sleiden i reguleringsventilen blir forskjøvet, og deplasementsvinkelen blir endret. Dermed øker strømmen fra pumpa og kan drive den hydrauliske motoren i den retning som gir maskinen bevegelse framover.

Jo større deplasementsvinkelen er, desto større strøm gir pumpa. Dermed får maskinen høyere hastighet. Deplasements­ vinkelen blir hele tiden bestemt av stillingen til sleiden i regule­ ringsventilen, og denne stillingen er igjen bestemt av styretrykket. Føreren regulerer styretrykket - og dermed hastigheten til maskinen - med pedalen.

Overbelastningsvern Dersom forbrenningsmotoren har for lavt omdreiningstall, kan maskinen ikke settes i gang. Oljestrømmen fra matepumpa blir ledet gjennom strupeventilen 9 tilbake til tanken også når strupeventilen 3 er helt stengt. Styrekretsen blir da trykkløs.

Skifte av kjøreretning Ved kjøring i full fart framover kan føreren med et slikt system umiddelbart slå over til full fart bakover uten å overbelaste sys­ temet.

Ved full fart framover er ventilen 10a i funksjon, mens strupe­ ventilen 3 er helt stengt med pedalen 7. Dersom kjøreretningsvelgeren blir slått over til revers, får ventilen 10b strøm. Da begynner trykket å synke i tilkoplingen på venstre side i regule­ ringsventilen. Samtidig stiger trykket i tilkoplingen på høyre 3. Hydraulikk 3 BM

33

side, og deplasementsvinkelen til pumpa minker etter hvert som sleiden blir ført over mot venstre. Flyttingen av regulatorsleiden skjer så hurtig som de faste strupingene i returkanalene tillater.

Når sleiden i reguleringsventilen når nøytralstilling, stopper maskinen. Deretter akselererer den bakover til den når den has­ tigheten som reguleringssystemet gjennom pedalen er innstilt på.

Øvingsoppgave 1-2

Kraftoverføringer ved hydraulisk drift Ved hydraulisk drift blir energien fra forbrenningsmotoren om­ formet til hydraulisk energi ved hjelp av en pumpe. Den hydrau­ liske energien består av trykkenergi og bevegelsesenergi. Gjen­ nom rørsystemet blir energien ledet til en hydraulisk motor. Der omformes den hydrauliske energien til bevegelsesenergi på motorens utgående aksel. Denne akselen kan i neste omgang drive hjulene eller drivhjulene i en beltemaskin direkte. Vi snak­ ker da om hydraulisk (eller hydrostatisk) kraftoverføring. Den utgående akselen i den hydrauliske motoren kan også være kop­ let til en mekanisk kraftoverføring, det vil si til ulike kombina­ sjoner av drivakselveksler, differensialer og navreduksjoner. De komponentene i en mekanisk kraftoverføring som alltid blir er­ stattet av hydrauliske komponenter ved hydraulisk drift, er kop­ lingen og girkassa. Koplingen blir unødvendig, for det er nett­ opp den trinnløse utvekslingen som er en av de viktigste forde­ lene ved hydraulisk drift. Trinnløs utveksling gir gode egenska­ per i forbindelse med start og terrengkjøring.

Andre fordeler er - at systemet er lett å regulere - at drivmotorens omdreiningstall kan holdes innenfor det mest fordelaktige momentområdet - at hastigheten er like stor bakover som framover - at systemet har gode egenskaper når en skal kjøre svært lang­ somt - at systemet er lett å beskytte mot overbelastning - at systemet kan bremse negativ last

Systemet har også ulemper - Kravet til reinslighet er vanskelig å tilfredsstille i forbindelse med terrengkjøring. - Systemet har lav virkningsgrad, ca 70 %. - Driftsegenskapene til systemet henger i høy grad sammen med temperaturen i omgivelsene. Om vinteren er det fare for var­ mesjokk i hydrauliske motorer når heit olje fra arbeidskretsen blir ledet til motorer som har stått stille i lengre tid. Om som­ meren kan varmen forårsake vansker. - Virkningsgraden til hydrauliske motorer er lav ved lavt om­ dreiningstall. 34

Hydraulisk (hydrostatisk) kraftoverføring Ved hydraulisk kraftoverføring pumpes olje med variabel væskestrøm til den hydrauliske motoren for kjøring framover eller bakover. Oljestrømmen blir regulert trinnløst, og kraft­ overføringen har dermed trinnløs hastighetsregulering i begge retninger.

Skjema for hydraulisk kraftoverføring

1 Pumpe med variabelt deplasement (strømning) 2 Motor med fast deplasement (strømning) 3 Forbrenningsmotor 4 Matepumpe 5 Trykkbegrensningsventil for matepumpa 6 Tilbakeslagsventil (mottrykksventil) 7 Sugefilter 8 Radiator 9 Trykkbegrensningsventil for matetrykket til pumpa 10 Sjokkventil 11 Spyleventil

Når maskinen blir startet, skaper matepumpa et trykk på 1,2-1,5 MPa. Dette trykket smører pumpa med variabel strømning når den er innstilt på nullstrømning. Matepumpa forsyner også manøvreringsventilen, som er manuelt styrt. Med manøvreringsventilen styres den stillbare strømningen til det ene eller det andre innløpet på den hydrauliske motoren.

35

Figuren viser hvordan væskestrømningen blir styrt til motoren 1-11 Se side 35 12 Manøvreringsventil (styreventil) 13 Styrespak 14 Servosylinder 15 Pumpeåk 16 Trykkplate 17 Oljetank 18 Trykkmåler 19 Lekkasjeolje og spylekanal 20 Olje med arbeidstrykk 21 Matetrykksolje

Når maskinen er i gang, påvirker trykket spyleventilen slik at utløpssida på motoren blir koplet til lekkasjeoljekanalen og spylekanalen. Noe av returoljen fra motoren går gjennom spy­ leventilen 11 og trykkbegrensningsventilen 9 til motorhuset. Derfra blir oljen ledet til pumpehuset og går til slutt gjennom kjøleren ned i oljebeholderen.

Den oljen som strømmer tilbake til tanken, blir erstattet av ma­ tepumpa. Den forsyner pumpa med variabel væskestrøm gjen­ nom en av tilbakslagsventilene. På den måten får arbeidskretsen alltid nok olje. Oljen fra lekkasjeoljekanalen og spylekanalen passerer en kjø­ ler. Ved denne såkalte spylesirkulasjonen kan temperaturen i systemet holdes under kontroll.

36

Overbelastningsvern Den hydrauliske motoren vernes i begge arbeidsretningene av sjokkventiler. De er slik innstilt at de åpner ved 35 MPa.

Denne beskyttelsen utelukker dessverre ikke at føreren kan la systemet arbeide på gal måte.

Dersom sjokkventilene er innstilt på 35 MPa, må arbeidstrykket ikke holdes på denne verdien. En del av oljen vil da bli ledet vekk gjennom en sjokkventil, forbi den hydrauliske motoren, uten å utføre noe arbeid. Maskinen arbeider ved delstrømning.

Hele den energimengden som fins i den avledede oljen, blir omformet til varme. En tommelfingerregel sier: Dersom trykket synker 10 MPa, stiger temperaturen om lag 6 °C. Dersom arbeidstrykket er 35 MPa og trykket synker til atmosfæretrykk, stiger temperaturen med om lag 21 °C. Fordi oljemengden er forholdsvis liten i denne typen av lukket system, fører arbeid ved delstrømning til en kraftig temperaturstigning. Det hydrauliske systemet kan utstyres med en vernekomponent som automatisk stiller om pumpa med variabel strømning til nullstrømning (fri sirkulasjon) dersom den blir overbelastet.

Negativ last - et risikomoment Ved kjøring med arbeidsmaskiner, motorredskap og lignende opptrer det både positive og negative belastninger i kraftoverføringssystemet til maskinen (oftest positive). Positiv last kan beskrives som den last maskinen motvirker gjennom bevegelse eller arbeid. Negativ last er en last som virker i kjøreretningen eller arbeidsretningen til maskinen. Denne lasten driver derfor maskinen. Å beherske positive belastninger medfører ingen pro­ blemer, men negative belastninger kan føre til at maskinføreren mister kontrollen over maskinens framdrift. Maskinen «blir ustyrlig» dersom kraftoverføringen ikke er slik utformet at den eliminerer den negative belastningen. Fenomenet fører vanligvis til at spy le ventilen skjærer seg fast og 37

blir sittende i stilling for positiv overbelastning. Faren er størst når kraftoverføringssystemet under en tids drift bare er belastet i én retning.

Når maskinen siden blir kjørt nedover bakke, begynner massen å drive maskinen med høyere hastighet enn det som det hydrau­ liske systemet er dimensjonert for. Den hydrauliske motoren begynner da å fungere som pumpe. Den tar olje fra trykksida på pumpa og pumper den over til motorens innløpsside. Når moto­ ren pumper mer olje enn pumpa, synker trykket i arbeidskretsen og spyleventilens styretilkopling.

Nå skal sleiden i spyleventilen sentreres i midtstilling og dermed hindre motoren i å pumpe olje til tanken. Dersom spyleventilen har skåret seg fast, pumper den hydrauliske motoren mer olje til tanken enn det matepumpa kan erstatte på trykksida til pumpa. Da oppstår det kavitasjon i motoren, og maskinen akselererer ukontrollert hvis føreren ikke kan bremse den mekanisk.

Faren for ukontrollert akselerasjon på grunn av fast spyleventil kan elimineres. En strupeventil plassert i kanalen etter spyleven­ tilen skaper en trykkstigning i styrekanalen når sleiden er åpen. Sleiden inntar da en annen stilling og hindrer at oljen blir pum­ pet til tanken.

Skader på grunn av trykkstøt Dersom kraftoverføringen stadig arbeider med trykk nær det maksimale arbeidstrykket og det dessuten kommer plutselige trykkstøt, kan støtene skade spyleventilen og trykkbegrensnings­ ventilen i arbeidskretsen.

38

Utilstrekkelig smøring har ført til at stemplenes glideflater er slitt ned

Den kuleformete stempelenden har slitt et spor i flata på trykkplata

Pumpehus som har sprukket på grunn av for trange ledninger for lekkasjeoljen og spyleoljen En lekkasjeoljetilkopling kan bli for trang når store mengder olje pumpes til tanken via spyleventilen

Aksel som er skadd av overbelastning Akseltetningen er den mest utsatte delen i det hydrauliske huset, men også huset kan skades mekanisk av hurtige trykkstøt ved høye hastigheter

Øvingsoppgave 3-5

39

Service og vedlikehold. Feilsøking Måling av reguleringsverdiene i systemet Figuren nedenfor viser de punktene i systemet der trykket kan måles.

Testpunkt

Trykk (MPa)

A Matetrykk B Arbeidstrykk C Undertrykk D Lavtrykksside

4 60 0,09 0,8

Matetrykket bør være 1,2-1,6 MPa når pumpa roterer med 1 500 r/min. Dersom det er mindre enn 1,2 MPa, bør trykkbegrensningsven­ tilen for matetrykket kontrolleres. Feilen kan også finnes på sugesida.

Skulle sugetrykket synke under 0,8 MPa, må en stoppe systemet og finne årsaken slik at en kan få utbedret feilen. Gjeldende reguleringsverdier bør være å finne i serviceboka for den maski­ nen det gjelder.

Montering og vedlikehold Følg alltid veiledningene i servicehåndbøkene for maskinen og de hydrauliske komponentene. Disse håndbøkene inneholder ofte også sprengskisser som letter mekanikerens arbeid. Et eks­ empel er vist på neste side.

40

Sekskantskrue Underlagsskive Matepumpe Pakning for matepumpe Sammenstilling av mottrykksventil 5 A Mottrykksventil 5 B O-ring 6 Sekskantskrue 7 Sekskantskrue 8 Underlagsskive 9 Vegg 10 Justeringsskive (se 40) 11 Pakning for vegg 12 Bakre lager 13 Styretapp 14 Ventilplate 15 Lagerplate 16 Tapp 17 O-ring 18 Pumpehus 19 Sekskantskrue 20 Sekskantskrue 21 Underlagsskive 22 Mutter 23 Underlagsskive 24 Reguleringsarm 25 Distansehylse 26 Sakssplint 27 Underlagsskive 28 Reguleringsventil, sammenstilling 1 2 3 4 5

29 Munnstykke 30 O-ring 31 Tapp 33 Pakning for reguleringsventil 34 Plugg 35 Sekskantskrue 36 O-ring 37 Sekskantskrue 38 Underlagsskive 39 Lagerlokk 40 Justeringsskive 41 O-ring 42 Støttelager 43 Drivaksel 44 Fremre lager 45 Leddstykke 46 Låsering 47 Tapp 48 Låsering 49 Tapp 50 Pakning for fremre lokk 51 Tapp 52 Fremre lokk 53 Underlagsskive 54 Sekskantskive 55 Akseltetning 56 O-ring 57 Tetningsfjær 58 Låsesplint 59 O-ring 60 Holder for glidering 61 Stoppring

62 Umbrakoskrue 63 Låseblikk 64 Pluggskrue 65 Reguleringssylinder 66 O-ring 67 O-ring 68 Sekskantskrue 69 Underlagsskive 70 Fjærstyring 71 Fjær 72 Reguleringsstempel 73 Tapp 74 Låsering 75 Leddstykke 76 Styring for lagerplate 77 Låsering 78 Fjærstopp 79 Fjærstyring 80 Fjær for sylinderblokk 81 Fjærtallerken 82 Fjær for glideskoholder 83 Styretapp 84 Sylinderblokk 85 Styring for glideskoholder 86 Holder for glidesko 87 Stempel og glidesko 88 Trykkplate 89 Vriplate 90 Låspinne 91 Navneskilt 92 Retningspil

41

Bytte av pumpe eller motor I systemer med hydraulisk kraftoverføring er det ikke andre filtre enn de som fins på sugesida, det vil si sugesil og sugefilter. Når det inntreffer en pumpeskade i systemet, må systemet tas fra hverandre og undersøkes nøye. Det gjelder også den hydrauliske motoren. Alle slanger og rør må spyles reine, tanken må reingjøres og filtrene skiftes.

Dersom det skal settes inn en ny pumpe i stedet for den som er skadd, kan det hende at metallpartikler har løsnet i pumpa og i neste omgang skadd motoren. De mekaniske forurensningene kan ha ført til slitasje på motoren. Dersom bare pumpa blir byttet, kan det hende at motoren også må skiftes ut etter et par dager. Da kan metallpartiklene fra motoren allerede ha rukket å skade den nye pumpa.

Feilsøkingsskjema I servicehåndboka til maskinen bør det finnes et feilsøkings­ skjema for maskinen. Nedenfor er det vist et slikt skjema. Hydraulikkskjemaet til maskinen er et bra hjelpemiddel ved feil­ søking. I tillegg bør en ha et manometer, et termometer og et stetoskop eller en trepinne for å lokalisere lyder.

Symptom

Mulig årsak

Lavt matetrykk

Tett filter For lavt oljenivå

Varierende matetrykk

Trykkbegrensningsventil som er i ferd med å skjære seg fast

Matetrykket mangler helt

Brudd på pumpeakselen Kavitasjon i matepumpa (ikke hørbar) på grunn av tett sugeledning

Kraftoverføringen fungerer perfekt i én retning, men er uten effekt i den andre retningen

Feil trykkbegrensningsventil i arbeidskretsen Fastlåst spyleventil (kavitasjon i pumpa med variabel strømning når strømmen økes)

Kraftig temperaturstigning

Lekkasje i høytrykkskretsen. De ytre lekkasjene er synlige, og de indre finner vi med et utetermometer.

Fordi maskinens hydraulikkskjema viser hvordan systemet skal fungere, må du kunne lese hydraulikkskjemaet. Ved å analysere skjemaet nøye finner du hvordan systemet fungerer, og mulige feilkilder.

Øvingsoppgave 6-7 42

Øvingsoppgaver 1 Hvilke to faktorer bestemmer volumstrømmen fra den still­

bare pumpa i et hydraulisk kraftoverføringssystem? 2 Hva er det som bestemmer strømningsretningen hos en

pumpe med stillbart deplasement? 3 Hva menes med uttrykket «arbeid ved delstrømning»? 4 Hva kan årsakene være til at et hydraulisk system blir over­

opphetet? 5 Hva kan bli følgen av at en spyleventil har skåret seg fast i et

kjøretøy med hydraulisk kraftoverføring? 6 Hvordan skal du reagere hvis matetrykket synker under en

tillatt minimumsverdi? 7 Hvordan går du fram når du skifter ut en skadd pumpe?

43

Styreegenskapene til retn ings ventiler

Av en moderne retningsventil kreves det ikke bare at kanalene blir stengt og åpnet ved manøvreringen. Det skal også være mulig å styre volurnstrømmen til og fra arbeidende enheter.

En retningsventil skal ha gode styreegenskaper og være lettmanøvrert. I våre dager velger vi retningsventiler ut fra hensynet til installasjonsplass og innkoplingsmulighet. En retningsventil skal ha høy virkningsgrad, lang levetid og gode manøvreringsegenskaper, og den skal være driftssikker. Styreegenskapene til en retningsventil blir påvirket av

- den krafta som skal til for å manøvrere sleiden - lengden av reguleringsområdet for sleiden til regulering av volurnstrømmen. Dersom reguleringsområdet er kort, blir re­ guleringen ikke like nøyaktig som når reguleringsområdet er langt. Reguleringsområdet for sleiden kan en forlenge ved å forme ut overlappingen på en bestemt måte (se figuren). Over­ lappingen innebærer at sleiden er noe bredere enn den kanalen den skal stenge, slik at den stenger også om den er noe for­ skjøvet i forhold til kanalen.

1 Sleiden begynner å åpne 2 Antall spor innvirker på gjennomstrømningen 3 Midjer

44

Sleiden kan også ha spor for å øke reguleringsområdet. Sporene struper oljestrømmen, og det påvirker hastigheten til den hyd­ rauliske funksjonen (langsom kjøring).

Styreegenskapene henger sammen med tre delfaktorer. Deres innbyrdes størrelse er nøye definert ved ulike driftsforhold.

For at sylinderen skal være under kontinuerlig kontroll, må det innbyrdes forholdet mellom åpning og stenging av kanalene be­ stemme trykket som funksjon av volumstrømmen (q).

Ved plussbevegelse blir kanalen stengt fra pumpa (P) til tanken (T), samtidig som kanalene fra pumpa til plusskammer (A) og fra minuskammer (B) til tanken blir åpnet. Forkortet kan det skrives som vist under. Generelt får vi:

P

T + P -> A/B og B/A

T

P-^T + P-^AogB-^T

Strupinger i ventilen forårsaker trykkfall. For at stillingen skal være under kontroll, må hele tiden trykkfallet fra pumpa til tanken være like stort som summen av trykkfallene i arbeidskret­ sen.

p

T = P

A/B + B/A

T

45

Eksempel på strømnings- og trykkforhold Positiv last

Sirkulasjonen er fri fra pumpa P til tanken T, og pumpa arbeider uten belastning.

Når ventilen skal begynne å styre stempelbevegelsen oppover, må trykket i tomgangskanalen P —> T stige høyere enn det tryk­ ket som blir skapt av lasten før kanal P —> A blir åpnet. På denne måten unngår en at lasten støter mot tilbakeslagsventilen (lastholdeventilen). Lasten er under kontroll fra begyn­ nelsen av manøvreringen. I kanalen B —> T er det i dette belastningstilfellet bare et lite mottrykk som holder igjen fyllingen på stempelstangsida i sylin­ deren.

Negativ last

Når lasten skal senkes, bli stempelet presset nedover av massen til lasten.

I ventilen blir senkingen kontrollert av et passende mottrykk i kanal A —> T. Det er likevel viktig at stempelstangsida blir fylt raskt nok i alle de stillingene som styresleiden inntar. Trykket i trykkledningen fra pumpa må alltid være tilstrekkelig høyt.

Fordi sylindervolumene i plusskammer og minuskammer er ulike, må ventilsleiden slippe fram ulike store volumstrømmer når stempelet blir ført i ulike retninger. 46

Manuelt manøvrert retningsventil Figuren viser en volumstyrende retningsventil med flere sleider.

At en retningsventil er volumstrømstyrende, blir markert med langsgående streker i symbolene

Ventilsleidene må ikke forveksles når de er tatt ut av ventilhuset for vedlikeholdsarbeid. Det er også viktig at rett slange blir mon­ tert på rett plass slik at ventilens balanse ikke blir forstyrret.

Vedlikehold Figuren viser en retningsventil med hovedsleide (1) og sjokkven­ tiler (2) for A-kanalen og B-kanalen.

2

Hovedsleiden tettes av en teflonring som støter mot sleiden, og en O-ring som presser mot teflonringen fra utsiden. Begge tetningene følger med ut når endeplata løsnes, og det er derfor lett å bytte dem. Når de skal settes sammen igjen, må du forsikre deg om at det ikke fins skarpe kanter på sleiden. O-ringen kan bli skadd. 47

I sjokk ventilene benytter vi O-ringer og dessuten støtteringer på begge sider eller bare ved lavtrykkskanalen. Støtteringene er av den typen som er kappet og derfor lette å montere.

Ved monteringen skal alle deler smøres med hydraulisk olje. Tetninger kan smøres med vaselin eller olje.

48

Retningsventiler som kan fjernstyres Arbeidsmaskiner og motorredskap har ofte stor rekkevidde. I noen situasjoner kan det derfor være vanskelig å kontrollere arbeidsbevegelsene nøye nok fra førerhytta.

De to hovedkomponentene i fjernstyring av ventiler PVG blokkventil PVRE fjernstyreenhet

Når laste- og losseforholdene er vanskelige, kan føreren ta med seg fjernstyreenheten ut av førerhytta og manøvrere lasten inn til lasteplassen. Dette minsker faren for ulykker og for skader på materiell.

PVG-ventilen PVG-ventilen er en blokkventil, det vil si den består av flere moduler som er skrudd sammen. Antallet moduler og den inn­ byrdes rekkefølgen avhenger av hvilke arbeidsfunksjoner venti­ len skal styre. 5A

Delene i en PVG-ventil som styrer fire arbeidsfunksjoner (hydrauliske motorer og sylindrer)

7A

1 Pumpesidemodul PVP 2 Basismodul, type PVB høy 3 Basismodul, type PVB lav 4 Endeplate 5 Sjokkventil 6 Lastsenkingsventil 7 Lokk 8 Spakmodul PVM 9 Lokk mot PVM 10 Hydraulisk styrekomponent PVH 11 Lokk mot PVH 12 Elektrisk aktiveringsmodul PVE 13 Lokk til PVE A,B A-port eller B-port 4. Hydraulikk 3 BM

DANFOSS

49

I basismodulene finner vi retningsventilsleidene. Figuren neden­ for viser en PVG-ventil med seks basismoduler og de arbeids­ funksjonene som disse styrer. Til hver basismodul er det både en spak og en elektrisk aktiveringsmodul. Ventilen får driftsspenningen fra maskinens batteri (12 eller 24 V). Ved styrepulten er det to fjernstyreenheter. Med dem styrer en fire ventilsleider trinnløst. I toppen av spakene finner vi av/på-kontakter som styrer begge de andre ventilsleidene.

1 2 3 4

50

PVG-ventil Boks for koplingssplint Batteri Styrepult

Fjernstyreenheten Vi skal kort beskrive fjernstyreenheten og dens funksjon.

Proporsjonalfunksjon

Styreenheten inneholder et potensiometer (en variabel motstand) for hver proporsj onalfunks j on.

Avlp å-funksjon

Styreenheten inneholder en mikrobryter som blir manøvrert fra toppen av spaken.

Nøytralstillingsbryter

Denne bryteren bryter strømmen til proporsjonalfunksjonene når de ikke er i bruk.

Stillingen til styrespaken bestemmer spenningen på styresignalene ved at den påvirker potensiometeret. Kurven viser hvordan spenningen til styresignalet varierer med manøvreringsspakens vinkelavvik fra nøytralstilling. Maksimalt utslag på spaken er 18, og signalspenningen er 3-9 V i 12V-system og 6-18 V i 24V-system.

Av figuren ser vi hvor stor kraft som er nødvendig for å bevege spaken i ulike stillinger.

51

Styresignalene fra styrespaken går til den elektriske aktiveringsmodulen på ventilen. Denne har en elektrisk stillingsomformer (F) som omformer sleidens stilling til et elektrisk signal. Dette signalet blir lagret i elektronikken (E). Forskjellen mellom styresignalets «ønsket verdi» og den «er-verdien» som beskriver stillingen til sleiden, blir forsterket elektronisk. Det forsterkede signalet kan aktivere de elektrisk styrte retningsventilene SV1SV3. SVI og SV2 påvirker sleiden i hver sin retning. SV3 be­ stemmer hastigheten til SV2.

Sty reol jen fra de elektrisk styrte retningsventilene påvirker sleiden i hovedventilen. Når sleiden beveges i ønsket retning, minker etter hvert forskjellen mellom «ønsket verdi» og «erverdi». Når forskjellen blir null, holder de elektrisk styrte ret­ ningsventilene hovedsleiden fastlåst til styresignalene fra styre­ spaken blir endret.

Slik figuren viser, kan sleidene i hovedventilen også manøvreres med en spak. Denne muligheten fins alltid i retningsventiler som blir styrt elektrisk. Manuell manøvrering kan bli aktuell dersom det elektriske systemet ikke fungerer, eller dersom en skal over­ vinne krafta fra den elektriske styringen. 52

Service på PVG-ventiler Innstilling av pumpeblokktrykk

147

85

84

• Kopi manometeret til trykkledningen fra pumpa. Konstruk­ sjonen til trykkbegrensningsventilen er vist på figuren. • Løsn plugg 85 og tetningsskive 147 (umbrako NV8). • Løsn låseskrue 14 med spesialverktøy (umbrako NV10). • Vri stillskruen til ønsket verdi på pumpeblokktrykket. Legg merke til at noen av retningsventilene kan styre lasten til endestilling, slik at pumpa blir avlastet gjennom trykkbe­ grensningsventilen. Dersom denne retningsventilen er utstyrt med sjokkventil ved tilkoplingen for arbeidstrykk, må sjokkventilen stilles inn på høyere verdi enn systemets trykkbe­ grensningsventil. • Lås innstillingen nøye med skrue 14. Sett tetningsskiva på plass og skru inn plugg 85. Pluggen skal trekkes til så mye som produsenten anbefaler (60 ± 5 Nm).

Innstilling av sjokkventil Fordi sjokkventilen ikke kan stilles inn når den står under trykk, må pumpa stoppes før justeringen kan utføres. Forsikr deg om at eventuell last ikke forårsaker trykk ved tilkoplingene. Løsn lokk 209 ved å skru bort umbrakoskruene 429. Hold hylsa som kommer ut, med en tang og vri rundt justeringsskrue 208 (umbrako NV6). Når justeringsskruen er i samme plan som hylsa, er det inn­ stilte trykket 5 MPa (50 bar). En omdreining av justerings­ skruen tilsvarer en endring av innstillingsverdien med 3,5 MPa (35 bar). Skru fast lokket og forsikr deg om at O-ringen i lokket blir sittende riktig. Skruene skal trekkes til med så stort moment som produsenten angir (25 ± 1 Nm). 205

PVLP sjokkventil for B-port

208 209 464 429

Dersom sjokkventilen på lastesida er innstilt på en lavere verdi enn trykkbegrensningsventilen i systemet, er det mulig å måle innstillingsverdien. Kopi et manometer til B-porten og kjør lastefunksjonen til endestilling. Manometeret viser innstillingstrykket til sjokkventilen.

53

Lastkjennende systemer

I lastkjennende systemer blir volurnstrømmen fra pumpa og systemtrykket regulert etter behov. Det gir myk start og sparer energi. Med såkalte LS-signaler (LS = Load Sensing, lastkjenning) blir en stillbar pumpe regulert slik at strømningen alltid tilsvarer behovet. Når systemet ikke arbeider, blir strømningen fra pumpa stilt inn på null og trykknivået på om lag 1-2 MPa. Når deplasementsvinkelen er null, blir de indre lekkasjene i systemet kompensert av strømningen fra en matepumpe. Denne pumpa sørger også for smøring av den stillbare pumpa.

Når styreventil (1) blir stengt, stiger trykket i kammeret i regulatorsylinder (2) og pumpestrømningen blir nullstilt.

Trykket i systemet blir nå bestemt av fjærkrafta i regulatorsylinderen og strømningsmotstanden i systemet foran styreventilen. Det trykket som blir skapt av lasten, virker bak tilbakeslagsventilen (3) og holder den stengt. Når styreventilen åpnes, begynner det å strømme olje inn i LS-kanalen og derfra videre til fjærsida i regulatorventilen (4). Trykket synker i kammeret til regulatorsylinderen, og strømnin­ gen fra pumpa øker. Trykket på undersida av tilbakeslagsventilen stiger høyere enn det trykket som lasten gir. Tilbakeslagsventilen åpnes.

Volurnstrømmen fra pumpa blir hele tiden bestemt av trykkfallet over styreventilen. På denne måten tilpasses volurnstrømmen fra pumpa behovet i systemet.

54

Hydrauliske komponenter i lastkjennende systemer Nedenfor viser vi de spesielle komponentene i et lastkjennende system. I tillegg har systemet ledninger og arbeidende sylindrer. fli

Hovedventil som blir styrt hydraulisk av styreventilen

Pumpe med variabelt deplasement komplettert med matepumpe for styrekretsen

55

Hydraulikkskjemaet nedenfor viser et lastkjennende system. Den innrammede komponenten er en lastkjennende retnings­ ventil (CMX 250). De andre hovedkomponentene er styreven­ tilen og pumpene med tilhørende reguleringssystem.

Vickers

56

Lastkjennende retningsventiler (cmx 250)

1 Antikavitasjonsventil 2 Verneventiler (utstrømning og sjokk) 3 Trykkbegrensningsventil for styretrykket 4 Lastholdeventil (tilbakeslagsventil) 5 Hovedsleide 6 Lastkjennende kuleventil 7 Sylinder C1, C2 Styrekanaler LS kanal for lastkjennende trykk Vickers

Når styreventilen står i nøytralstilling (upåvirket), er retningsventilens styretrykkskanaler (Cl og C2) trykkløse. Utstrømningselementene (2) i kanal A og B er stengt.

Hovedsleiden (5) befinner seg i nøytralstilling (midtstilling), og trykket i LS-kanalen blir avledet gjennom kanalene i hoved­ sleiden og gjennom Cl og C2 til oljetanken. Fordi sylinderen ikke blir utsatt for noen overbelastning, er sjokkventilene (2) for begge sylinderkamrene stengt.

Når styreventilen blir påvirket på en bestemt måte, blir styre­ trykket ledet inn i kanal Cl. Stempelet i den venstre ventilen 2 beveger seg mot venstre og åpner, slik at olje strømmer fra ventilens kammer til tankkanalen (T). Trykket synker i kamme­ ret, og ventilelementet kan åpne forbindelsen mellom A og T.

Hovedsleiden flyttes mot høyre, og volumstrømmen fra pumpa strømmer til undersida av kjegla i tilbakeslagsventilen (4) og forbi den lastkjennende kuleventilen til LS-kanalen. På den an­ dre sida av kjegla virker trykket fra lasten. Dette påvirker tryk­ ket i LS-kanalen, og pumpetrykket blir regulert slik at det passer til lasten. 57

Når trykket under kjegla har steget til lastetrykket, åpner ven­ tilen, og olje kan strømme til sylinderens B-tilkopling. Samtidig stiger trykket i kanal A, og utstrømningselementet åpner for returolje til beholderen.

Trykket i styretrykkanalen Cl bestemmer hvor mye hovedsleiden skal flytte seg, og dermed hvor mye trykkanalen B blir åpnet til sylinderen.

Utstrømningselementet

Verneventilens oppbygning 1 Styrestempel 2 Utstrømningselement 3 Struping i styreoljekanalen 4 Ventilspindel

Når kanal Cl er trykkløs, stenger utstrømningselementet (2) kanalen mellom A og T ved at trykket i kanal A virker inne i elementet. Når kanal Cl får styretrykk, presses styrestempelet (1) mot ven­ stre og åpner - med hjelp fra spindelen - kanalen i utstrømnings­ elementet til kanal T. Hvor langt styrestempelet blir forskjøvet mot venstre, avhenger av styretrykket. Bevegelsen stopper når det har oppstått likevekt mellom fjærkrafta inne i utstrømnings­ elementet og krafta på styrestempelet. Når kanalen i utstrømningselementet åpnes, synker trykket i ventilens kammer, og utstrømningselementet blir forskjøvet mot venstre. Dermed blir det direkte forbindelse mellom kanal A og kanal T.

Bevegelsen til utstrømningselementet stopper når det er likevekt mellom kreftene på de to sidene av utstrømningselementet. På innsida virker kammertrykket og på utsida trykket i kanal A. Fordi kammertrykket er avhengig av styretrykket i kanal Cl, er bevegelsen til utstrømningssleiden mot venstre avhengig av styretrykket.

Overbelastningsvern Dersom lasten fører til at trykket blir høyere enn den verdien som sjokkventilen er innstilt på, avleder utstrømningselementet trykket til tanken (kanal T).

58

Antikavitasjonsventilen i kanal B blir åpnet på samme måte. Da blir olje ledet fra kanal T til sylinderens stempelstangside, og dermed unngår en kavitasjon i sylinderen.

Når trykket i kanal A stiger høyere enn det trykket som sjokk­ ventilen er innstilt på, skyves styrestempelet mot venstre. Stem­ pelet skyver også utjamningssleiden mot venstre. På styrestempelet virker trykket på et noe større areal enn på utjamningssleiden. Fjæra (8) forsøker å skyve sleiden mot høyre, mot styrestempelet. Når trykket i kanal A overvinner fjærkrafta, skyves utjamningssleiden mot venstre, og styrekanalen (6) åpnes. Oljen strømmer nå ut av kammeret i utstrømningselementet, og trykket her synker. Deretter forskyver over­ trykket i kanal A utstrømningselementet mot venstre og åpner forbindelsen mellom kanal A og kanal T. Når overbelastningen har opphørt, overvinner krafta fra fjæra (8) og trykket i kammer (9) trykket på styrestempelet, og styrekanalen blir stengt. Trykket i kammeret i utstrømningselementet blir igjen det samme som i kanal A, og elementet stenger for­ bindelsen mellom kanal A og kanal T.

2 Utstrømningselement 5 Styrestempel 6 Styrekanal

7 Utjamningssleide 8 Fjær 9 Kamre

59

LS-regulert CVP-pumpe 1 Innløp 2 Pumpas sylinderblokk 3 Fjær på stempelstanga 4 Reguleringsstempel for deplasementsvinkel 5 Pumpeutløp 6 Dreneringskanal (lekkasjeolje) 7 Styreventil 8 Lastkjennende fjær 9 Lite kalibrert hull 10 Lastkjennende sleide 11 Kompensasjonssleide 12 Kompensasjonsfjær

5rams

Vickers

Reguleringsfunksjonen Når LS-kanalen er trykkløs, er trykket på fjærsida av VI lavt. Trykket i trykkanalen åpner dermed ventilen, slik at olje når fram til reguleringssylinderen og pumpa blir nullstilt. Ved såkalt nullstrømning er trykket i trykkanalen fra pumpa om lag 2 MPa. Dette trykket er avhengig av åkets returfjær.

Ventil V2 begrenser det maksimale trykket i systemet.

60

Bruk av lastsenkingsventil

Manøvreringen av negativ last krever spesielle egenskaper hos det hydrauliske systemet. Lasten skal hele tiden være under kon­ troll når den senkes. Løfteutstyr og last må ikke falle fritt ved et slangebrudd.

For å sperre negativ last bruker en enkelte ganger en mottrykksventil. En ulempe ved denne konstruksjonen er at ventilen ikke reagerer for endringer i lasten. Virkningsgraden til systemet blir derfor lav.

I dette systemet blir det brukt slangebruddsventil for å hindre at lasten skal falle fritt ved et eventuelt slangebrudd.

Funksjonen til slangebruddsventilen avhenger i høy grad av vis­ kositeten til oljen. I mobilt utstyr kan ventilen lage forstyrrelser ved hurtig ubelastet arbeidsbevegelse fordi stiv olje kan gi den trykkforskjellen som skal stenge ventilen ved slangebrudd.

En lastsenkingsventil fungerer som både slangebruddsventil og sperreventil for lasten. Den har ikke de samme negative virknin­ gene som de ventilene som er nevnt foran. Dersom den er av seteventiltypen, fungerer den dessuten som mottrykksventil. 61

M

System med mottrykksventil og en styrt tilbakeslagsventil som holder lasten når retningsventilen er i nøytralstilling

M

System med lastsenkingsventil, som fungerer både som lastsenkingsventil og som sperreventil når retningsventilen er i nøytralstilling

Når olje strømmer fra kanal A til kanal B, fungerer ventilen som tilbakeslagsventil i strømningsretningen. Dersom styretilkoplingen X er trykkløs og olje forsøker å strømme fra B-porten til A-porten, blir ventilen stengt på samme måte som en tilbakeslagsventil i sperreretningen. Venti­ len er helt tett uten noen form for overbelastningsvern. Konstruksjonen til lastsenkingsventilen 1 Ventilhus 2 Reguleringsspindel (kuleventil) 3 Servostempel 4 Styrestempel 5 Fjærtallerken 6 Munnstykke 7 Rom for arbeidstrykk 8 Kamre 9 Dempekamre

Trykket i styretilkoplingen X skyver styrestempelet til høyre mot fjæra og åpner kuleventilen 2 inne i reguleringsventilen. Dermed forsvinner oljetrykket i kammer 8. Olje har ennå ikke begynt å strømme fra B-porten til A-porten. Når styretrykket økes ved X-tilkoplingen, åpnes reguleringsventilen av styrestempelets (4) bevegelse. Sporet rundt ventilstempelet gjør at åpningen skjer trinnløst, og olje begynner å strømme fra B-porten til A-porten.

Strømningen gjennom ventilen avhenger altså av styretrykket og trykkfallet over ventilen. Denne lastsenkingsventilen kan ikke brukes i mobilt utstyr der lasten skal kunne senkes med kontrollert hastighet etter et slangebrudd.

62

Symbolene nedenfor viser en kombinert slangebrudds- og lastsenkingsventil (Monsun Tison) for mobilt utstyr. Den består av fra venstre en sjokkventil, en avstengingsventil, en tilbakeslagsventil og en trykkstyrt retningsventil.

Skjemaet viser oppkopling av slangebruddsventilen. Den mon­ teres direkte på den sylinderen som den tilhører. Retningsventilen blir manøvrert parallelt med retningsventilen i systemet og blir alltid brukt ved senking av lasten. En har der­ med hele tiden kontroll med at retningsventilen fungerer. Ved løfting av lasten går oljen gjennom tilbakeslagsventilen.

Ved brudd på en ledning blir lasten bremset av sjokkventilen. Den beskytter også sylinderen mot for høye trykk under lastsenkingen ved å lede overtrykk direkte til tanken. Etter et slangebrudd kan lasten senkes på vanlig måte ved at retningsventilene i systemet og slangebruddsventilen blir manøv­ rert. Den oljen som fins i sylinderens plusskammer, skal samles opp. Lasten kan også senkes manuelt med avstengingsventilen.

63

Det hydrauliske systemet i arbeidsmaskiner og motorredskaper Truck Figuren viser et typisk hydraulikkskjema for en truck. Det hyd­ rauliske systemet er av åpen type. De hydrauliske funksjonene er løfting og senking av bom, helling av bom og åpning og luk-

Løftesylinderen og den sylinderen som åpner og lukker gripe­ ren, blir beskyttet mot overbelastning av sjokkventiler. Den maksimale presskrafta kan for eksempel begrenses av en sjok­ kventil. Sylinderen som heller bommen, blir styrt utover ved hjelp av en differensialkopling.

Løftesylinderen er enkeltvirkende, de andre sylindrene dobbeltvirkende.

Dersom griperens presskraft må kunne manøvreres fra førerhytta, kan en trykkbegrensningsventil som blir styrt fra utsiden, plasseres mellom ventilblokkene. 64

Hjullastere med rammestyring De hydrauliske funksjonene i hjullasteren er løfting og senking av bom, tilting av skuffe og styring. I begge arbeidskretsene blir det brukt to parallellkoplede arbeidssylindrer.

Arbeidskretsen blir forsynt av to parallellkoplede pumper med fast deplasement. Den ene pumpa kan avlastes ved frigang gjen­ nom trykkbegrensningsventilen. Styrekretsen har en pumpe med variabelt deplasement og LS-regulering. Styringen skjer med en manuell kontroll i førerhuset. For å beskytte huset mot overtrykk om det skulle komme for stor oljemengde fra reguleringssystemet til pumpehuset, er det innmontert en trykkstyrt ventil. Den mater overtrykksoljen fra huset til sugekanalen i pumpa. 5. Hydraulikk 3 BM

65

Fordi retningsventilen for skuffearmene har fire funksjonsstillinger, deriblant en såkalt flytstilling, kan skuffearmene følge ujamnhetene på bakken ved lasting. For både løfting av bom og tilting av skuffe er det justerbar bevegelsesstopp. Tiltsylindrene til skuffa vernes foruten av sjokkventiler også av en antikavitasjonsventil på plussiden.

Arbeidsmaskin med hydraulisk drift Maskinen har to frittstående hydrauliske kraftoverføringssystemer. Bevegelsen til de hydrauliske motorene kan endres hver for seg. Maskinen er derfor lettmanøvrert. Den ene hydrauliske motoren kan drives for bevegelse framover og den andre for bevegelse bakover ved kraftig svinging. Pumpa i arbeidskretsen forsyner også de sluttede drivsystemene med mateolje. Trykket til mateoljen blir bestemt av tilbakeslagsventilen i returkanalen.

Arbeidskretsen blir avlastet gjennom trykkbegrensningsventilen etter pumpa. Spyleoljen i matekretsen kan også gå til tanken gjennom husene til deplasementspumpene.

Hydrauliske motorer for drift har sjokkventiler i begge rotasjonsretningene. 66

Løftekran (hiab 1870/i awv) Det hydrauliske systemet har tre ventilblokker. A3 og B2 er ikke i bruk. Al løfter og senker forlengelsesdelene til transportbommen. Sleiden A2 styrer svingingen av bomsystemet. Sleiden Bl styrer forlengelsesdelene til bommen, og med sleiden B3 kan en løfte og senke løftebommen. Den tredje forlengelsesdelen blir manøvrert med en elektrisk styrt ventil ved ventilpanelet.

I ventilblokk C styrer sleidene 1 og 2 flyttingen av støttebeina langs høyre og venstre maskinside. Ventilsleidene 3 og 4 styrer de respektive støttebeina oppover og nedover. Støttebeina hol­ des igjen i de utskutte stillingene med styrte tilbakeslagsventiler.

I bomsystemet blir det brukt slangebruddsventiler for å hindre at bommen faller ned ved et slangebrudd. Bommene senkes med styrte trykkbegrensningsventiler, som også fungerer som sjokkventiler. Verdiene i eller ved siden av trykkbegrensningsventilen og sjokkventilen angir åpningstrykket i MPa.

67

Løftekran ved lasting og lossing

Løftekran montert i spesialkjøretøy for sjaktarbeid

Hjelpehydraulikk i kjøretøyer Boggiløfteaggregat og baklemløfter er eksempler på hjelpehyd­ raulikk i for eksempel lastebiler og varebiler. Hydraulikksystemet er her ofte helt atskilt fra andre hydrauliske komponenter i kjøretøyet.

68

Den hydrauliske pumpa blir drevet av en elektrisk motor, som blir drevet av batteriet i kjøretøyet. Når styringen skjer elek­ trisk, blir rørledningene korte og systemet driftssikkert, også om vinteren. Magnetspolene til ventilene bør være av oljebadtypen, fordi oksidering på grunn av veisalt og fuktighet ellers lett for­ årsaker funksjonsforstyrrelser. Figuren nedenfor viser et hydraulikkskjema for en lastebil med boggiløft og differensialsperre. Begge boggiløfterne og differensialsperren skal kunne holdes innkoplet. Dette skjer ved hjelp av styrte tilbakeslagsventiler. Systemet blir styrt elektrisk og over­ våket av en trykkbryter.

69

Eksempel på overvåket boggisystem Figuren nedenfor viser et hydraulisk og elektrisk skjema til en type boggiløfter. Pumpa blir drevet av en seriemotor, som drives av batteristrøm. Det er viktig at hjulene blir holdt oppe. Dersom de synker ned på veibanen under kjøring, begynner de å rotere med et rykk, og slitebanen på dekket blir kraftig slitt.

At boggien blir holdt oppe, overvåkes her av en trykkbryter. I systemet er det også en akkumulator, som sikrer at boggien blir holdt oppe når strømmen er brutt. Boggien løftes og senkes med en elektrisk styrt ventil. I førerhytta er det montert to kontrollamper. Den ene indikerer at boggien er løftet, den andre varsler føreren om at boggien synker, for eksempel på grunn av lekkasje.

70

LIV OG HELSE

Arbeid med og pa maskiner Visse typer vern er bygd inn i maskinene, for eksempel slangebruddsventiler, styrte tilbakeslagsventiler og overbelastningsvern. Disse innretningene må ikke tas bort! Sikkerheten i en maskin avhenger også av maskinføreren og mekanikeren. Før dagens arbeid starter, bør maskinføreren stoppe opp og tenke seg om:

- Har jeg gjort hva jeg bør og kan gjøre for å hindre ulykker? - Hvordan skal jeg gjennomføre arbeidsoppgaven på best mulig måte?

Årsaken til en ulykke kan være - hastverk og stress - at maskinen er ukjent, eller at arbeidsoppgaven er særlig vanskelig - ulik manøvrering av maskiner, for eksempel ved løfting - dårlig støtte for maskinen - at en går fra systemet uten å sikre det - at automatikk er innkoplet når en går fra maskinen - at det mangler mekanisk sperre - arbeid på system under trykk, for eksempel tiltrekking av slangekoplinger - arbeid under utstyr som bare er støttet hydraulisk - at trykk ikke tas bort fra akkumulatorkretser - arbeid med høytstående bom uten anbefalt og nødvendig spesialutstyr

Utdanning for den spesielle maskinen og generell fagkunn­ skap øker sikkerheten i arbeidet. Utdanning og praktisk er­ faring gjør at du vet hvordan du skal bruke maskinen. Det betyr at du bruker riktige arbeidsmetoder og riktig utstyr. Sik­ kerheten øker også om du øver deg i å tenke sikkerhet. Ved å forutse hva som kan inntreffe i ulike hydrauliske systemer, kan en for eksempel unngå utilsiktet manøvrering når flere arbeider på et system. Når du arbeider på utstyr som sitter høyt oppe på maskinen, må du bruke stillas, arbeidsplattform eller stige. Alle tenkelige ulykker kan ikke behandles i dette kapitlet, men nedenfor ser vi på noen av de faremomenter som kan være til stede når en arbeider på hydraulisk utstyr. Oljestråler er svært farlige. Forsøk aldri med bare hendene å

hindre at olje strømmer ut. En vibrator skulle senkes ned til bakken fra lasteplanet på en lastebil med en lastebilkran. En slange røk, og vibratoren falt ned sammen med løftebommen. Oljestrålen fra den sprukne slangen knuste bakruta i førerhuset, fortsatte gjennom fører71

cP^LIVOG OO HELSE huset uten å treffe føreren og for videre gjennom frontruta, der det ble et hull og sprekker i det laminerte glasset. En oljestråle har svært stor kraft! Bruk alltid støttebein ved løfting. For at maskinen ikke skal velte, er støttebeina utstyrt med styrte tilbakeslagsventiler.

Dersom maskinen bare støtter seg på trykket i slangene, kan de gi etter. Støttebeinet synker sammen, og maskinen kan velte

Når sylinderen har en styrt tilbakeslagsventil på plussiden, belastes ikke slangen av arbeidstrykket

Flytende last, det vil si last som hviler på hydraulikkvæske,

kan falle. Lasten kan komme i svinging av for hurtig manøvreringsbevegelse, og opphengingsutstyret kan briste.

Gå aldri under hengende last! Avlåst alltid potensiell energi eller lås utstyret mekanisk før du begynner arbeid under en løftet bom. 72

LIV OG HELSE

Arbeidsradius Vær oppmerksom på at radien øker med lasten

Standardisering av symboler og av plassering av manøvre-

ringsorganene øker sikkerheten. Grundig kjennskap til hva de ulike symbolene betyr, gjør at maskinføreren lettere kan arbeide trygt med ulike maskiner. Når maskinføreren har lært seg maskinens styre- og manøvreringsbevegelser, vil mye av arbeidet gå nesten automatisk. Styrebevegelse framover Hydraulikkfunksjon framover

Styrebevegelse til venstre Hydraulikkfunksjon mot venstre

Styrebevegelse til høyre Hydraulikkfunksjon mot høyre

Styrebevegelse bakover Hydraulikkaggregatet beveger seg bakover

Disse grunnkoplingene må ikke endres i forbindelse med re­ parasjoner og vedlikehold! Reparasjoner på graveaggregatet må ikke påbegynnes før

skuffa er mekanisk låst og sikret slik at den ikke kan senkes ned. Skuffa sikres mekanisk med støttebein dersom det er slike bein på maskinen, ellers settes det en spesiell bjelke (vinkelstål) som sperre over stempelstengene til sylindrene.

73

O

LIV OG HELSE Skifting av hjul og annet arbeid som krever at maskinen blir

løftet, må ikke igangsettes før maskinen er pallet skikkelig. Under ingen omstendigheter får noen gå under en maskin som bare hviler på den hydrauliske jekken! Også en liten indre lekkasje i manøvreringsventilen eller i en sylindertetning gjør at maskinen langsomt synker ned, og den som befinner seg under maskinen, kan komme i klemme. Mateutstyr blir styrt automatisk og er særlig utsatt for forstyr­

relser ved at materialet eller emnet som mates inn, forskyves og låser seg fast. Dette gjør at den automatiske bevegelsen stopper.

Ta vekk automatikken før du fjerner årsaken til låsingen! Ellers starter automatikken så snart låsingen er fjernet, og du kan bli dratt med eller komme i klemme. Sikring ved transport. Maskiner og hydrauliske funksjoner

skal sikres slik at ingen utilsiktet bevegelse kan inntreffe i forbindelse med at en maskin eller et annet kjøretøy blir flyttet eller transportert (trailertransport). Et kjøretøy må ikke flyttes, selv ikke korte strekninger, uten transportsikring (forankring). A

W

F!

।

-

।

■

Husk at det langs transportveien kan være bruer, høyspent­ ledninger, rørsystemer og prosessindustri og lignende hindringer som kan bli skadd, eller som kan skade kjøretøyet.

'K,AB Foco

\s>-k

Arbeid i nærheten av kraftledninger krever skjerpet oppmerk­

somhet for at ingen maskindel skal komme for nær strømfø­ rende ledning. Elektrisitetsverket skal alltid informeres før arbeid blir utført i kraftledningsgater eller lignende. På om­ råder der jordkabel er lagt ned, skal kabelen måles og merkes før en tar til med å grave.

Om maskinen under arbeid kommer i kontakt med strømfø­ rende ledning: • Bryt om mulig kontakten ved å styre i motsatt retning. Dersom dette ikke lykkes, skal du om mulig bli i maskinen. Unngå å berøre strømførende deler på maskinen. Advar også utenforstående mot å berøre maskinen! • Dersom du på grunn av brann må forlate maskinen, må du hoppe ned slik at du ikke berører maskinen og bakken samtidig. Hopp rett ut fra maskinen med føttene samlet eller gå med korte slepende steg så du ikke får spenningsfall mellom føttene og dermed strøm gjennom kroppen. Lær deg verne- og førstehjelpstiltak. De omfatter blant annet kunstig åndedrett og hjertemassasje. Disse kunnskapene kan redde livet til arbeidskameratene!

74

Øvingsoppgaver 1 Hvordan forsikrer du deg om at det hydrauliske systemet er

trykkløst før du begynner å arbeide på det? 2 Hvilke tiltak kan du selv iverksette for å forbedre sikkerheten

på arbeidsplassen? 3 Hvorfor skal det være såkalt transportsikring i kjøretøyer? 4 Hva skal du være særlig oppmerksom på når du arbeider i

nærheten av en høyspentlinje? 5 Hva skal du gjøre dersom noen ved et mistak eller uhell har

svelget olje? 6 Hvilke tiltak skal du sette i verk om noen er truffet av en heilt

oljestråle? 7 Hvordan skal du gå fram om noen har satt seg fast i en strøm­

førende ledning? 8 Gjør greie for ulike førstehjelpstiltak ved et ulykkestilfelle.

75

Hydraulisk anlegg i landbrukstraktorer

Redskapsløftet - trepunktsopphenget Behovet for stadig å bytte redskap på traktoren er stort. Det er viktig at tilkoplingen av ulike redskaper er så enkel som mulig. Like viktig er det at de ulike redskapene sammen med traktoren får fungere slik konstruktøren av redskap og traktor har forut­ satt. Redskapsløftet, ofte kalt trepunktsopphenget, er konstruert slik at traktor og utstyr sammen skal virke tilfredsstillende. Tre­ punktsopphenget er en av de få komponentene i traktorhydraulikken som fabrikantene har kunnet enes om å lage på samme måte. De har vært enige om å lage en felles standard for slikt utstyr. Alle redskaper som skal henge bak i trepunktsopphenget, er derfor tilpasset denne standarden og kan brukes på alle traktortyper, uansett produsentland. Det er utarbeidet britiske, svenske, tyske og norske standarder som sørger for dette. I Norge er det NS 1109, Trepunktskopling mellom traktor og red­ skap, som gjelder på dette området. På grunn av de store ulikhetene i oppbygningen av selve traktorhydraulikken i de ulike traktormerkene er det vanskelig å be­ skrive hvordan ventiler og ventilstyring er konstruert på hvert traktormerke. Vi skal derfor ta for oss noen av de hydraulikksystemene som en stort sett finner på alle traktorer som er kon­ struert for tilkopling av landbruksredskap. For å vise hvordan disse systemene er, tar vi for oss noen eksempler fra forskjellige traktormerker. For kontroll og overhaling av traktorhydraulikken på den enkelte maskinen anbefaler vi verkstedhåndbøkene til de ulike traktorene.

Forbindelsen mellom redskap og traktor i trepunktsopphenget skjer gjennom trekkstenger og et toppstag. Trekkstengene har til oppgave å trekke med seg redskapet og heve og senke det. Toppstaget skal holde redskapet på plass ved løfting og senking, slik at redskapet følger med i bevegelsen. Trekkstenger og toppstag skal dessuten overføre til traktoren de ulike kreftene som oppstår når redskapet er i arbeid i jorda. Disse kreftene blir også brukt til å styre hydraulikkenheten (dybdekontrollen). Festehullene for redskap i toppstag og trekkstenger er standar­ disert som beskrevet i NS 1109.

76

Toppstag

Forbindelsen mellom traktor og redskap i trepunktsopphenget

Etter denne standarden finner vi følgende dimensjoner:

Størrelse I (kategori I) gjelder for traktorer med trekkraft til og med 1150 kp. De skal ha festetapper med diameter på 07/8" og hulldiameter for toppstag på 03/4" på redskapet. Størrelse II (kategori II) gjelder for traktorer med trekkraft over 1150 kp og med diameter på festetapper på 01 1/8" og hull for toppstag med diameter på 01" på redskapet For å gjøre det mulig å skifte redskap fra en traktorstørrelse til en annen med andre dimensjoner er det som regel mulig å få kjøpt dobbelte tappsett og dobbelt sett hull. Dessuten er det mulig å få løse hylser.

Prinsippskisse av redskapsløftet

77

Hydraulisk anlegg på traktoren Det hydrauliske anlegget på traktoren består av pumpe, styreventiler og arbeidssylinder. Dette utstyret er montert på traktorkroppen. Bevegelsen av stempelet i sylinderen overføres gjen­ nom stempelstanga og en indre løftearm til utvendige løftearmer. De er koplet til trekkstengene gjennom løftestag eller løftelenker. Både toppstaget og løftelenkene er justerbare, slik at redskapet får den riktige helningsvinkelen og løftehøyden. Ved løfting av redskap vil det skje en vektoverføring til traktoren. Dermed øker marktrykket. For at en skal få så god utnytting av traktor og redskap som mulig, skjer styringen av traktorhydraulikken gjennom flere ulike systemer. I de fleste moderne traktorer er traktorhydrau­ likken bygd opp med systemer for: 1 2 3 4 5 6

Posisjonskontroll (stillingskontroll) Dybdekontroll (trekkraftkontroll, reaksjonskontroll) Blandingskontroll Flytestilling Styring av utenforliggende hydraulikk Kraftoverføring fra sleperedskap (kraftkontroll)

Betegnelsene på de ulike systemene kan variere fra merke til merke. Det er derfor nødvendig å undersøke om for eksempel trekkraftkontroll er det samme som dybdekontroll, slik at en unngår misforståelser.

Noen traktorer har i tillegg til de seks systemene som er nevnt over, også dobbeltvirkende redskapshydraulikk. Behovet for slik hydraulikk på jordbrukstraktorer er beskjedent, og det er derfor få merker som har det.

Posisjonskontroll (stillingskontroll) Posisjonskontrollen virker slik at trekkstengene beveger seg pro­ porsjonalt med betjeningsspaken. Når en bruker redskap som krever en bestemt stilling under arbeid, kan dette markeres med en stopper ved spaken. Ved heving og ny senking vil redskapet dermed automatisk stoppe ved den innstilte posisjonen. Ved en eventuell lekkasje i det hydrauliske anlegget som gjør at redska­ pet synker, vil hydraulikken kompensere for dette ved hele tiden å fylle etter med olje slik at stillingen blir beholdt. I slike tilfeller vil en se at redskapet stadig senkes og heves. Eksempel på posisjonskontroll (stillingskontroll) Vi skal her se hvordan Ford har konstruert sin løsning. Eksem­ pelet er hentet fra en traktor i 10-serien. Vi ser at hydraulikken har toppstagregulert trekkraftkontroll. Stillingskontrollsystemet gjør det mulig å forinnstille og holde en bestemt arbeidsdybde eller en bestemt høyde på redskapet som er i bruk. Når trekkraftkontrollspaken står i laveste stilling, virker stillingskontroll­ systemet slik:

78

1 Feste (åk) 2 Hovedfjær for trekkraftkontroll 3 Stillingskontrollarm 4 Betjeningsventilarm 5 Overføringsarm 6 Torsjonsfjær 7 Justerbar stopper 8 Betjeningsventilfjær

9 Betjeningsventil 10 Rulle på overføringsarm 11 Stillingsarm 12 Betjeningsspak for stillingskontroll 13 Stillingskontrollruller 14 Kryssaksel for løftemekanisme

Stillingskontroll under løfting

Løfting Når stillingskontrollspaken blir ført oppover, svinger stillingsarmen rundt den fremre rullen. Vær oppmerksom på at de to rullene står fast i forhold til hverandre, men svinger fritt omkring den horisontale akselen i stillingskontrollarmen.

Når stillingsarmen dreier, skyver den mot rullen som er festet til overføringsarmen, og flytter den framover. Torsjonsfjæra over­ fører bevegelsen til armen på betjeningsventilen, som fører betjeningsventilen fram til løftestilling. Idet kryssakselen dreier mot urviseren, slipper en kam med av­ tagende radius de to rullene bakover. På grunn av krafta fra betjeningsventilens fjær vil alle leddene i overføringsmekanismen følge rullene. Dermed kan betjeningsventilen bevege seg bakover inntil den når nøytralstilling, og løftebevegelsen stop­ per. Ønsker vi et høyere løft, kan stillingskontrollspaken flyttes høyere opp på kvadranten. Prosedyren gjentar seg.

79

1 Feste (åk) 2 Hovedfjær for trekkraftkontroll 3 Stillingskontrollarm 4 Betjeningsventilarm 5 Overføringsarm 6 Torsjonsfjær 7 Justerbar stopper 8 Betjeningsventilfjær

Betjeningsventil Rulle på overføringsarm Stillingsarm Betjeningsspak for stillingskontroll 13 Stillingskontrollruller 14 Kryssaksel for løftemekanisme 9 10 11 12

Stillingskontroll under senking

Senking Når vi skyver stillingskontrollspaken nedover, vil stillingsarmen svinge fri fra den fremre rullen. Da vil krafta bakover fra betjeningsventilens fjær skyve ventilarmen og rullen på overføringsarmen mot foten av stillingsarmen, som fortsatt ligger an mot den fremre rullen. Når betjeningsventilfjæra beveges bakover, blir betjeningsventilen trukket inn i senkestilling.

Når løftekryssakselen dreier i urviserens retning, skyver det sti­ gende partiet på kammen de to rullene framover. Denne beve­ gelsen presser stillingsarmen og dermed betjeningsventilarmen framover inntil betjeningsventilen når nøytralstillingen. Flyttes stillingskontrollspaken videre nedover, vil løftearmen synke til ventilen stiller seg i nøytralstilling, eller til redskapet når sin laveste stilling.

80

Dybdekontroll Dybdekontrollen blir brukt til å regulere arbeidsdybden for jordsøkende redskap, for eksempel en plog. Systemet fungerer ved at den krafta som oppstår ved variasjon i jordmotstanden, blir overført gjennom toppstaget eller trekkstengene. En tredje konstruksjon har en føler på pinjongakselen. Dette fins bare på en del Ford-traktorer og kalles Load Monitor.

Det hydrauliske anlegget er stort sett likt i de tre konstruksjo­ nene. Lenkearrangementet som skal overføre reaksjonskrafta, må derimot tilpasses de ulike konstruksjonene. Ved hjelp av dette systemet vil vi få konstant pløyedybde i jamt jordsmonn selv om det er ujamnheter i terrenget. Dersom jordsmonnet er ujamt eller en kjører mot en stein eller lignende med plogen, vil systemet reagere med å heve plogen. Plogen vil senkes igjen til innstilt nivå når jordmotstanden avtar. I praksis vil dette merkes ved at systemet stadig korrigerer arbeidsdybden for redskapet. Når en bruker en traktor med dybderegulering gjennom topp­ staget til redskap som ikke er jordsøkende, vil automatikken slites unødvendig og i verste fall overbelastes hvis en ikke kopler den ut. Det er derfor nødvendig å kunne låse toppstaget eller sette det i et feste som ikke påvirker automatikken. Som eksempel på hvordan en dybdekontroll kan være kon­ struert, skal vi se hvordan det er gjort på John Deere 3130 (se de neste sidene).

6. Hydraulikk 3 BM

81

a Nøytral stilling b Senk (dybdekontroll) c Blandingskontroll 1 Trykkolje inn 2 Trykkventil 3 Returventil 4 Senkehastighetsventil 5 Lenk med rull for innstilling av følsomhet

6 Kamfølger 7 Kam på løftearmaksel 8 Løftearmaksel 9 Justeringsskrue for kamfølger 10 Føler på trekkarmaksel 11 T rekkarmaksel 12 Velgespak 13 Kontrollspak (pos.kontr.) 14 Arbeidsstempel

Lenkearrangement for styring av redskapshydraulikken

82

15 Kule i enveisventil 16 Mengdereg. ventil 17 Demperhylse 18 Trykkventilsete 19 Indre løftearm 20 T rykkolje 21 Returolje 22 Trykkløs olje 23 Innestengt olje

Blandingskontroll

Systemet viser dybdekontroll med føling av jordmotstanden gjennom trekkstengene. Ved økende jordmotstand vil trekkstangakselen 11 bli bøyd. Denne bøyingen fører til at dybdekontrollarmen 10 vipper om sin opplagring slik pilene viser. Beve­ gelsen blir overført videre gjennom kamføleren 6 og lenken 5 til ventilstyrearrangementet, som presser ventil 2 innover. Dette gir trykk i arbeidssylinderen som hever redskapet. Jordmotstan­ den avtar, og bevegelsen går motsatt vei. Det fører til senking inntil jordmotstanden blir så stor at systemet balanserer og hol­ der plogen på fastsatt dybde. Denne dybden kan stilles med spak 12, som gjør styringen mer eller mindre følsom for jordmotstan­ den. I øverste stilling er følsomheten stor, mens det i nedre stilling ikke er noen følsomhet, det vil si at det ikke skjer noen reaksjon når plogen blir utsatt for motstand. I denne stillingen vil plogen gå så dypt som bevegelsen av trekkstengene tillater. Spak 13 må da stå i nederste stilling.

Blandingskontroll Ved bruk av rein dybdekontroll i jordsmonn som varierer sterkt, vil også arbeidsdybden variere. Blandingskontrollen vil utligne dette ved å kombinere de to foregående systemene, posisjonskontroll og dybdekontroll. I kombinasjon med posisjons- og dybdekontroll er de fleste traktorer utstyrt med en reaksjonskontroll som kan regulere senkehastigheten eller både senkehastigheten og hevehastigheten. Fiat har valgt å gjøre det slik på sin modell 680: Ved at en flytter dybdekontrollspaken F fram og 83

posisjonskontrollspaken P helt tilbake, vil hydraulikken arbeide med dybdekontroll. Når en flytter spak P litt fram, skjer føl­ gende: Arm 4 kommer i kontakt med rulle 1, og ventilspolen 2 blir dreid mot senkeposisjon A. Løftearmene 6 beveger seg litt nedover. Når armene går ned, overføres også denne bevegelsen gjennom lenken 5, som flytter armen 4 bort fra rullen 1. Fjæra 3 dreier ventilspolen til N, nøytral, og senkebevegelsen opphører. Løf­ tearmene vil dermed ikke kunne senkes lavere enn det stillingen til P bestemmer. Når det oppstår et strekk i trekkstengene T, vil 84

denne bevegelsen bli overført slik pilene viser. Ventilspolen dreies mot ny heving. Hevingen skjer helt til strekket i T avtar. Redskapet blir senket til innstilt nivå, men kan altså ikke gå lavere selv om strekket i T avtar enda mer.

Flytestilling Ved flytestilling kan løftearmene bevege seg fritt opp og ned. Hydraulikken reagerer ikke på impulser fra redskapet, og inn­ stillingen blir brukt bare når redskapet skal slepes. Løsningen som Fiat bruker, er slik: Når vi flytter dybdekontrollspaken F helt tilbake og posisjonskontrollspaken P framover for senking, går løftearmene ned. Senkingen skjer helt til redskapet når bakken, eller til tomme trekkstenger når sitt laveste nivå. Lenken 5 hindrer at armen 4 kommer i kontakt med rulle 1. Dermed forblir ventilspolen i senkestilling, og løftearmen kan fritt heves og senkes.

Styresystem for utenforliggende hydraulikk Også her brukes traktorens oljereservoar og pumpe. Pumpa le­ verer olje til en eller flere ventiler som er plassert på traktoren. En del traktorer er allerede fra produsenten utstyrt med hydrau­ likk som virker uavhengig av redskapshydraulikken eller trepunktsopphenget. Systemet virker altså direkte uavhengig av traktorens redskapshydraulikk, eller uavhengigheten er oppnådd gjennom en omkoplingsventil. Ved å bruke passende ventiler kan en også få systemet dobbeltvirkende. Uttak for oljetrykk til tilhengerbrems kan også ordnes med en slik ventil. Dersom traktorens oljepumpe gir for liten oljemengde til det behovet en har, kan det monteres et helt atskilt hydraulikksystem, uavhengig av trakto­ rens eget system. Vanligvis er det i slike tilfeller praktisk å mon­ tere en oljepumpe framme som har drift direkte fra motoren, og egen oljetank. Det er teoretisk nesten ingen grense for hva en kan bygge på av hydraulisk utstyr på traktoren. En skal imidler­ tid tenke på at traktorens motor ikke bare skal drive hydraulisk utstyr, men også sørge for framdriften. I 500-serien til Massey Ferguson finner vi denne løsningen: En egen oljepumpe leverer olje til den utvendige hydraulikken. En kan på den måten betjene de utvendige hydraulikksystemene uavhengig av hverandre og samtidig. Sentralen kan bygges sam85

men av inntil tre spoler. Etter behov kan disse spolene stilles om fra enkeltvirkende til dobbeltvirkende. Videre kan det leveres spoler med flytestilling og spesielle spoler for betjening av hyd­ rauliske motorer.

Massey-Ferguson tokretshydraulikk Hovedkomponentene er: - Oljepumpe av tannhjulstype - Sentral med betjeningsspaker - Koplinger

ocijeiiiiiyb&pdKei

m

Hydraulikksentral for ekstern hydraulikk (inntil 3 spoler). Her kan det også monteres spoler med flytestilling (dobbeltvirkende sylindrer på lesseapparatet) og spoler for drift av hydrauliske motorer. /

\jjjj________ ___ ztf

1—i

omstiiimg -------- Aj JU enkeltvirkende/dobbeltvirkende tir H

/uH HUI

_____

------- enkeltvirkende eller dobbeltvirkende funksjon

Trykkrør tileksternhydraulikk

\\

/I i~\ \ \\

Trykkrør til eventuell

Deksel med oljeuttak på venstre side av senterhuset (girkassa)

Trykkrør til eventuell IPTO—V hT-7

Trykkreduksjonsventil Tannhjulspumpe (36 l/min)=M

"Tp 36 l/min l70kp/cm;

[Å.-

X Drift av tannhjulspumpe =k U P Drivakselinn^' f zwj . z

Stempelpumpe (17 l/min)

86

W\ ©/ I IPTO-koplingsbrems

P

Sil

.

T"— |pTO-koplingsbrems 1 (uavhengig kraftuttak)

Spak for redskapshydraulikk

Spaker for utenforliggende hydraulikk

Kraftoverføring fra sleperedskap (kraftkontroll) Siden 1965 har Massey Ferguson hatt denne kontrollen, ofte kalt kraftkontroll, på sine traktorer. Hensikten er å kunne overføre vekt fra redskap til drivhjulene på traktoren, det vil si å øke marktrykket. Ved hjelp av kraftkontrollspaken kan det stilles inn en konstant løftekraft i trekkstengene. Innstillingen er trinnløs fra nesten ingen løftekraft til maksimalløft i trekkstengene.

Uten kraftkontroll Med kraftkontroll

Tilhengeraksel 3 000 kg 2 700 kg

Drivhjul 2 500 kg 3 200 kg

Forhjul 1 200 kg 800 kg

Vektendring

- 300 kg

+ 700 kg

- 400 kg

Kraftoverføring fra sleperedskap

87

Kraftkontroll brukt på sleperedskap

Kraftkontroll brukt på trepunktsmontert redskap

Kontroll ventilen på oljepumpas sugeside regulerer inntaket av olje, slik at pumpa hele tiden holder konstant oljetrykk. Derfor blir ikke oljen varm, og traktoren kan kjøres over ujamnheter og kneiker mens trekkstengene hele tiden overfører samme kraft til drivhjulene. Redskapet følger hele tiden jordoverflaten. Trekkstengene kan altså bevege seg opp og ned selv om kraftkontrollen er innkoplet. Kraftkontrollen kan brukes både på trepunktsmonterte redskaper og sleperedskaper.

Elektronisk kontrollert hydraulikk Også på traktorer begynner elektronikken å gjøre sitt inntog. En av de første på det norske markedet er Fendt, som kan tilby full elektronisk kontroll av hydraulikken. Ved å stille om en ventil eller bryter kan en få anlegget til å virke på vanlig måte. Figuren viser en prinsippskisse av hvordan systemet er bygd opp, og hvilke komponenter som er med.

88

Fendts elektroniske kontroll

Hydrauliske komponenter: 1 Pumpe 2 Kontrollventil 3 Løftesylinder

Mekaniske komponenter:

12 Løftestag 13 Trekkstenger 14 Løftearm med kam for posisjonskontroll

Elektroniske og elektriske komponenter:

4 Elektronisk kontrollboks 5 Kontrollpanel 6 Utvendig styring av hydraulikken 7 Tenningsbryter 8 Batteri 9 Føler for posisjonskontroll 10 Føler for dybdekontroll 11 Ledningsnett

Løfteevne For brukeren av traktor med hydraulikk er det av interesse å kjenne hydraulikkens løfteevne. Redskapene som koples til traktoren, for eksempel kombinasjonsmaskiner og vendeploger, blir stadig større og tyngre. Dersom det er oppgitt at løfteevnen er 20 kN, er det likevel ikke sikkert at hydraulikken kan løfte 20 kN. En må vite hvordan traktorkonstruktøren har kommet fram til løfteevnen, det vil si hvordan traktorkonstruktøren har målt løfteevnen, hvilken stilling løftearmene hadde, og hvor på trekk­ stengene krafta virket da løftekrafta ble målt. Som regel er løftekrafta størst når trekkstengene står i øvre del av løfteområdet. Det er nesten alltid det hydrauliske anlegget som begrenser løf­ tekapasiteten. De mekaniske komponentene kan vanligvis tåle mer. For å utnytte denne kapasiteten kan en få montert utven­ dige hjelpesylindrer til redskapsløftet for å øke løfteevnen.

Løftelås Alle traktorer er utstyrt med løftelås, enten innebygd eller ut­ vendig montert. Det vil i praksis si at arbeidsredskapet kan frak­ tes i øverste stilling uten at hydraulikksystemet blir belastet. 89

Svar på øvingsoppgavene

Hydraulisk styring, side 22 1 Overtrykk (for eksempel feil på avlastingsventiler) 2 Feil innstilt nøytralstilling i servoen 3 Overbelastning, især ved høy temperatur og når det er luft-

bobler i oljen 4 For å kontrollere arbeidstrykket i styresnekka. Dette trykket

er høyere enn endestillingstrykket. 5 Kopi inn manometer, overbelast til manometertrykket er kon­

stant, og avles verdien. Overbelastningen kan skje for eksem­ pel ved at oljestrømmen blir styrt til et sylinderkammer og stillingen til retningsventilen deretter får være uforandret (se Hydraulikk 1). Oljen skal ha driftstemperatur. Følg alltid vei­ ledningene fra produsenten om pumpeturtallet.

Orbitrolstyring, side 31 1 Ja, bevegelsen til rattet driver ventilens motordel som pumpe

og pumper olje til riktig side i styresylinderen. 2 P = pumpe, T = tank, R = right = høyre, L = left = venstre 3 Sjokkventiler. De beskytter sylinderen mot overtrykk om et

hjul blir vridd av en stein eller lignende. I disse tilfellene er kreftene så store at sylinderen kan bli skadd. 4 Varm opp huset litt. (Eventuelt kan delene dessuten legges i kjøleskapet en stund.) 5 Jeg har da satt akselens spor i feil stilling i forhold til styre­ motoren.

Hydraulisk drift, side 43 1 Drivmotorens omdreiningstall og deplasementsvinkel (styre­

trykket) 2 Positiv eller negativ deplasementsvinkel (i stempelpumper) 3 At systemet tillates å arbeide ved så høyt trykk at en del av

4 5

6 7

90

oljen blir avledet gjennom sjokkventiler e.l. forbi den hydrau­ liske motoren Trykksenking, for eksempel av arbeid ved delstrømning, lek­ kasjer til luft eller indre lekkasjer At negativ last gjør at arbeidsredskapen eller kjøretøyet «fyker» av gårde ukontrollert. (Hastigheten kan ikke kontrol­ leres.) Kontrollere trykkbegrensningsventilen for matetrykket Ta fra hverandre hele systemet og kontroller nøye at ikke noe annet er skadd. Reingjør rør og slanger, bytt filter, reingjør beholderen grundig. Fyll på ny filtrert olje av rett kvalitet.

Arbeid med og på maskiner, side 75 1 Alle retningsventiler i nøytralstilling (åpne for forbindelse

2 3

4

5 6 7

8

med tanken), manometerutslag null, eventuell akkumulator tømt Utdanne meg, lære av erfaringer, stadig tenke sikkerhet og forsøke å forutse ulykker. Ikke stresse, ikke slurve For ikke å forårsake skader på maskinen eller omgivelsene, for å unngå «ulykker» Å informere elektrisitetsverket, å skjerpe oppmerksomheten slik at ingen maskindel kommer så nær ledningen at det kan skje overslag Gi fløte eller matolje, kontakte legen Ved behov kjøle med isvann (reint), søke lege umiddelbart. Hovedregelen er at strømmen skal brytes. Dersom det ikke kan skje umiddelbart, kan en forsøke å skyve løs personen med et ikke-ledende materiale, for eksempel plast eller tre (OBS! Tørt) Mot åndedretts- og hjertestopp: Hurtig, kunstig åndedrett med munn-til-munn-metoden og hjertemassasje. Brannskader kan kjøles med reint og kaldt vann, men skal ellers holdes i ro til legen kommer. Forsøk å holde den skadde varm til transporten kommer. Beveg så lite som mulig ved skader som er forårsaket av fall.

91

Stikkord

aktiveringsmodul 50, 52 avlastingsventil 75, 20 av/på-funksjon 57

baklemløfter 68 blandingskontroll blokkventil 49 boggiløft 68

78, 83

CVP-pumpe 60 daglig service 19 differensialsperre 69 driftstemperatur 14 dybdekontroll 78, 81

mengdereguleringsventil motorbytte 42 mottrykksventil 67

elektrisitetsulykker 74 elektronisk kontrollert hydraulikk 88 enkeltsidig stempelstang 9

feilsøking 27, 40, 42 fjernstyreenhet 57 fjernstyrt retningsventil 49 flytende last 72 flytestilling 85 forankring 74 forsterket styrekraft (servo) 7 hengende last 72 hjelpehydraulikk 68 hjullaster 65 hjulskifte 74 hydraulikkpumpe 14 hydraulisk drift 32 hydraulisk styresystem hydraulisk styring 7

7, 14

IPTO-koplingsbrems 86 kraftkontroll 86 kraftledninger 74 kraftoverføring 34, 87

landbrukstraktorer 76 lastkjennende retningsventil 57 lastkjennende systemer 54 lastsenkingsventil 67 lenkearrangement 82 LS (Load Sensing) 54 LS-regulert pumpe 60 LS-tilkopling 26 løfteevne 89 løftekran 67 løftelås 89 løftesylinder 64 72

negativ last 37, 46 nullstilling av styreventil 77 nøytralstilling 13, 20 nøytralstillingsbryter 57

oljestråler 77 orbitrolstyring 8, 23, 28 orbitrolventil 24, 29 overbelastning 8 overbelastningsvern 33, 37, 58 overvåket boggisystem 70

posisjonskontroll 78 positiv last 46 potensiometer 57 prioriterende strømningsventil 8 prioritetsventil 26 proporsjonalfunksjon 57 pumpeblokktrykk 53 pumpebytte 42 PVG-ventil 49, 53

service og vedlikehold 20, 40, 53 servoolje 19 servostyresnekke 8, 12, 16 servostyring 7, 9 sikkerhet 77 sikkerhetssone 73 sikring 74 sjokkventil 27, 53 skrue og kulemutter 76, 18 slangebrudds- og last­ senkingsventil 63 slangebruddsventil 67 spylesirkulasjon 36 stillingskontroll 78 styrebevegelse 9, 73 styresylinder 7 styreventil 7 styring uten forsterkning 10 styrt tilbakeslagsventil 62 støttebein 72 svinging 13, 17, 24 tokretshydraulikk 86 traktordimensjoner 77 transportsikring 74 trepunktsoppheng 76 truck 64 trykkbegrensningsventil 7, 72 trykkstøt 38 ulykkesrisiko 77 utenforliggende hydraulikk 85 utstrømningselement 58

variabel væskestrøm 35 vedlikehold 20, 47 volumstrømstyrende retnings­ ventil 47 volumstrømstyring 44

redskapsløft 74 reguleringsfunksjon 60 reguleringsverdier 40 retningsventil 7, 8, 44

93