Гидроаппаратура и гидроемкости

Гидроаппаратура. Гидрораспределители по типу запорно-регули-рующих элементов подразделяются на золотниковые, крановые и клапанные. В системах гидравлики широко применяются золотнико­вые распределители с ручным, механическим, электрическим, гидрав­лическим и пневматическим управлением. С помощью золотниковых распределителей изменяют направление потоков рабочей жидкости в гидролиниях. Принцип действия распределителя показан на рис. 29, б. Управление потоками осуществляется золотником с цилиндрическими поясками. Корпус распределителя имеет четыре канала: Я - подвод жидкости от насоса, С - слив в бак от гидродвигателя. Направление движения жидкости в этих каналах при изменениях положений золот­ника не меняется. Отводы А и Б соединяют распределитель с гидродви-

Рис 29 Золотниковый распределитель

 гателем. При смещении рукояткой золотника вправо жидкость от насоса поступает в направлении Н-А к гидродвигателю и в направле­нии Б-С от гидродвигателя на слив в бак. При смещении золотника влево жидкость поступает в направлении Н-Б к гидродвигателю и в направлении А-С от гидродвигателя на слив. Изменение направления потоков в отводах А и Б приводит к реверсированию гидродвигателя. При установке золотника в среднее положение все каналы перекры­ваются. Такой золотниковый распределитель имеет условное обозна­чение (рис. 29, в), на котором показаны четыре хода (Н, А, Б, С), три позиции (вперед, стоп, назад) и сокращенно называется золотниковый распределитель 4/3. На чертежах распределители изображаются в исходной позиции с подведенными к ним гидролиниями. Чтобы пред­ставить себе действие распределителя в другой позиции, нужно мыс­ленно передвинуть ее на место исходной.

На рис. 29, а показана конструкция такого распределителя. Золот­ник 5 с тремя поясками перемещается в корпусе 6 рукояткой 9, соеди­ненной с ним втулкой 11. Рукоятка поворачивается на оси серьги 12. Корпус закрыт справа крышкой 7 с сальником 8, а слева - кожухом 1, в котором размещена возвратная пружина 3 с двумя подвижными тарелками 2 и 4. При любом перемещении золотника пружина сжимает­ся, а при освобождении рукоятки 9 золотник возвращается в среднее положение.

Рабочая жидкость из напорной линии насоса поступает в канал Я. При перемещении золотника вправо канал Я сообщается с полостью А, соединенной с отводом к гидродвигателю. Через полость Б, которая сообщится с каналом С, будет происходить слив жидкости. При пере­мещении золотника влево полость Б соединяется с напорной линией, а полость А - со сливной. Контргайка 10 служит для фиксации золотни­ка относительно рукоятки 9 после установки в среднее положение. Дренажные каналы d, e предназначаются для отвода утечек.

Средняя исходная позиция распределителя может иметь различ­ные варианты. На рис. 30, в в средней позиции все отводы заперты. На рис. 30, а напорная линия Я и отводы А и Б соединяются со сливом С.

Рис. 30. Условные обозначения золотниковых распределителей

При работе насоса в гидросистеме устанавливается минимальное давле­ние. Этот вариант характерен для индивидуального гидропривода с автономной насосной установкой. Вариант на рис. 30, б обеспечивает разгрузку гидродвигателя, оставляя напорный трубопровод под давлением. Он характерен для групповой гидросистемы с параллель­ным присоединением гидродвигателей к насосу. Вариант на рис. 30, в с отсечкой гидродвигателя от системы позволяет стопорить гидродвига­тель поддержанием давления в обоих его полостях. Вариант характе­рен для индивидуального гидропривода с обеспечением разгрузки насоса и группового привода с последовательным присоединением гидродвигателей к насосу.

Золотниковый распределитель 4/2 (рис. 30, г) не имеет средней позиции и при переключении осуществляет реверс потока. Распредели­тель 2/2 (рис. 30, д) выполняет функцию запорного клапана, а распреде­литель 3/2 (рис. 30, е) - трехходового клапана.

Дистанционное управление золотниковыми распределителями осуществляется обычно с помощью электромагнитов или гидравличе­ски. Для управления распределителем с большим условным проходом требуются большие усилия, которые могут быть получены при исполь­зовании рабочей жидкости основного потока. С помощью вспомога­тельного распределителя 7 (рис. 31, в) жидкость из напорной линии

Рис. 31. Электрогидравлический золотниковый распределитель

направляется в правую или левую управляющую полость главного распределителя 6. Из противоположной управляющей полости жид­кость вытесняется в сливную линию. Для перемещения золотника распределителя 7 необходимо усилие, не превышающее 50-70 Н. Будучи смонтированными в одном корпусе, описанные выше элементы образуют электрогидравлический золотниковый распределитель, конструкция которого показана на рис. 31, а и б.

Вспомогательный золотник 4 удерживается в среднем положении пружиной 3, а главный золотник / - пружиной 5. При этом каналы Н, А и Б заперты. При замыкании цепи катушки 2 левого электромагнита его сердечник втягивается и передвигает золотник 4 вправо. Масло из подвода Н через правый канал поступает в полость управления М и смещает золотник / влево, сжимая пружину 5. Из полости К через левый канал, полость пружины 3 и канал Р масло отводится на слив. Золотник / в левой позиции сообщает подвод Н с отводом А гидродви­гателя, а отвод Б - со сливом С. При обесточивании электромагнита 2 золотник 4 займет среднее положение, при котором полости М и К сообщаются со сливом, а пружина 5 возвратит золотник в среднее положение. При включении правого электромагнита 2 подвод Н сооб­щится с отводом Б, а отвод А - со сливом С.

Клапаны в гидросистемах выполняют функции автоматических устройств управления и поддержания параметров рабочих жидкостей.

Предохранительные клапаны защищают систему от перегрузки, они срабатывают при давлении, превышающем заданное, и отводят излиш­ки жидкости в бак. В отличие от них переливные клапаны для поддер­жания заданного давления осуществляют постоянный или периодиче­ский перепуск жидкости.

Плунжер 2 предохранительного клапана (рис. 32, а), нагруженный регулировочной пружиной /, при повышении давления регулировки (уставки) переместится вверх и сообщит напорный трубопровод с полостью а, соединенной со сливным трубопроводом или баком. Для гашения собственных колебаний клапана подплунжерная полость соединяется с гидролинией каналом б, имеющим винт для регулирова­ния значения демпфирования.

При значительном расходе жидкости через предохранительный клапан прямого действия резко возрастает перепад давлений, из-за чего не обеспечивается постоянство давления в защищаемом трубопро­воде. Снижение перепада давлений можно достичь уменьшением жесткости пружины при увеличении ее размеров, что приведет к увеличению размеров клапана.

Используя предохранительные клапаны непрямого действия, имеющие сравнительно небольшие габаритные размеры, можно обеспе­чить незначительный перепад давлений при возрастающем расходе жидкости.

Такой клапан (рис. 32, б) состоит из управляющего клапана 5 прямого действия с жесткой пружиной 6 и основного клапана 3 с мягкой пружиной 2. Проходное сечение основного клапана в 10-20 раз превышает сечение управляющего клапана.

Рис 32 Предохранительные клапаны

а-прямого действия; б-непрямого действия

 Масло, поступающее через дроссель 1 из подводящей полости 9 в полость 4, находится там под давлением р\. Клапан 3 прижимается к седлу 8 пружиной 2 и давле­нием р\, действующим сверху на площадь nd\l4, превышающую пло­щадь лсР,/4.При возрастании давления pj клапан 5 откроется и масло из полости 4 будет отводиться на слив по каналу 7. Из-за потерь в дросселе 1 давление в полости 4 будет уменьшаться и дальнейшее возрастание давления р^ на входе приведет к интенсивному подъему основного клапана 3. Увеличение расхода через клапан обеспечит небольшой перепад давлений рх - р2.

Редукционные клапаны (Рис. 33) понижают давление в гидролинии до требуемого и поддерживают его независимо от изменений расхода рабочей жидкости.

Рабочая жидкость под давлением pt поступает в канал д и полость г, соединенную дросселем 2 с полостью под поршнем 4 и с подплунжер- ной полостью а. В обеих полос­тях устанавливается такое же давление, как на выходе из клапана. Ему противодейст­вуют суммарное давление пружины плунжера 5 и давле­ние в полости в, возрастающее по мере поступления жидко­сти через дроссель 1. В идеаль­ном случае равновесие плун­жера 5 при закрытом клапане 3 соответствует проходному сечению между плунжером и корпусом, обеспечивающему дросселирование до заданного давления р2 на выходе. Нарас­тание давления в полости в свыше уставки регулирую­щей пружины клапана 5 при­водит к сбросу жидкости на слив через канал б. При этом плунжер 5 под действием из­быточного давления под порш­нем 4 поднимется и уменьшит проходное сечение, в резуль­тате чего понизится давление жидкости на выходе. Последующее нарастание давления в полости в приводит к повторному циклу. Таким образом, процесс редуцирова­ния в плунжерном клапане сопровождается колебанием давлений на выходе с небольшим отклонением от заданного давления р2.

Рис 33 Редукционный клапан

Совпадение стрелки с линией трубопровода на условном обозна­чении показывает, что клапан нормально открыт.

Дроссели уменьшают проходное сечение трубопровода, образуя гидравлическое сопротивление. Конструктивно они выполняются щелевыми, винтовыми, игольчатыми и в виде насадков с малыми отверстиями. Дроссели могут быть регулируемыми и нерегулируе­мыми.

С помощью дросселей регулируют частоту вращения гидродвига­телей, изменяя расход рабочей жидкости в трубопроводах, регулируют скорость нарастания или падения давления, осуществляют демпфиро­вание с целью гашения колебаний клапанов, стрелок манометров и т.д.

При необходимости дросселирования потока только в одном направлении используется дроссель с обратным (невозвратным) кла­паном (рис. 34). При движении жидкости слева направо обратный клапан 3 остается закрытым и жидкость поступает через отверстие а в

кольцевую щель, образованную муфтой / с эксцентричной наружной поверхностью и подвижным цилиндром 2. При повороте последнего изменяется сечение дросселирующей щели. При движении жидкости справа налево открывается обратный клапан 3 и дросселирования потока не происходит.

Односторонние и двусторонние гидрозамки применяются для фик­сации выходного звена гидроцилиндра или гидромотора при прекра­щении подачи рабочей жидкости. В корпусе 1 двустороннего гидрозам­ка (рис. 35) размещены два обратных клапана 3 и плавающий поршенек 2 между ними. Каналы виг корпуса соединяются с распределителем, а каналы а и б - с гидродвигателем, например с гидроцилиндром. При подаче жидкости в канал г открывается правый клапан 3, а поршенек 2 смещается влево и открывает левый клапан 3. Жидкость через канал а поступает в напорную часть гидроцилиндра, а из сливной части через канал б, левый клапан 3 и канал в - на слив. При реверсе потоков гидрозамок сработает в обратном направлении. В случае прекращения подачи жидкости к каналу в или г гидрозамок запирает жидкость в полостях гидроцилиндра.

Гидроемкости. Гидробаки служат для питания гидропривода рабочей жидкостью. Корпус бака закрывается крышкой с уплотне­нием. Дно может иметь уклон в сторону спускного крана. Рабочая жидкость заливается в бак через горловину с сетчатым фильтром. К насосу жидкость также поступает через сетчатый фильтр. Из гидросис­темы масло возвращается в бак через перфорированный колпак или сетку, чтобы предохранить жидкость от перемешивания и вспенива­ния. Бак может быть разделен проницаемой перегородкой между полостью слива и всасывания. Воздушный объем над свободной по­верхностью жидкости сообщается с окружающей средой через вентиля­ционный патрубок с воздушным фильтром тонкой очистки. Бак снаб­жается термометром, указателем уровня и при необходимости реле минимального уровня.

Гидроаккумулятор (Рис. 36) представляет собой емкость, разделен­ную эластичной диафрагмой 2 на газовую 3 и жидкостную 1 полости. При заполнении нижней полости гидроаккумулятора жидкостью из гидросистемы диафрагма прогибается, газ, находившийся под первона­чальным давлением зарядки, сжимается, аккумулируя энергию, которую отдает при падении давления в системе. Пневматическая полость гидроаккумулятора может заполняться воздухом или инерт­ным газом (обычно используется азот).

Использование аккумулятора для разгрузки насоса от давления в гидросистеме показано на рис. 37. При достижении давления настройки реле давления 3 замыкает контакты цепи управления золотникового распределителя 6 и он сообщает полость разгрузки предохранительно­го клапана 7со сливом.

Давление перед невозвратным клапаном 2 падает, насос / работает на слив в бак. Питание гидросистемы осуществляется гидроаккумуля­тором 5. При разрядке гидроаккумулятора до давления настройки реле давления 4 золотниковый распределитель 6 запирает полость разгрузки предохранительного клапана 7 и рабочая жидкость от насоса под давлением поступает на зарядку гидроаккумулятора.