Условия размещения и площадки для размещения статей смотрите здесь
Глава П. Гидравлические приводы
11. Гидроаппаратура и гидроемкости
Гидроаппаратура' Гидрораспределители по типу запорно-регули-руюших
элементов подразделяются на золотниковые, крановые и клапанные. В
системах гидравлики широко применяется 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: Н -
подвод жидкости от насоса, С " слив в бак от гидродвигателя. Направление
движения жидкости й этих каналах при изменениях положений золотника не
меняется. Отвода А и Б соединяют распределитель с гидродвигателем.
Рис. 25. Золотниковый распредели
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 (И, 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 И. Рукоятка поворачивается на оси серьги 12. Корпус закрыт
справа крышкой 7с сальником S, 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 Н 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 J0 служит для фиксации золотника относительно
рукоятки 9 после установки в среднее положение. Дренажные каналы 3, е
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, с
напорная линия Н 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
гидродвнгателей к насосу. Вариант на рис. 30, в с отсечкой
гидродвигателя от системы позволяет стопорить гидродвигатель
поддерживает 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 направляется в правую или левую управляющую
полость главного распределителя 6. Из противоположной управляющей
полости жидкость вытесняется в сливную линию. Дли перемещения золотника
распределители 7 необходимо усилие, не превышающее 50-70 н. Будучи
смонтированными в одном корпусе, описанные выше элементы образуют
злектрогидравлическнй золотниковый распределитель, конструкция которого
показана на рис. 31, а и б.
Вспомогательный золотник 4 удерживается в среднем положении пружиной 3,
а главный золотник 1 - пружиной 5. При этом каналы И, А и Б заперты. При
замыкании цепи катушки 2 левого электромагнита его сердечник втягивается
и передвигает золотник 4 вправо. Масло из подвода Я через правый канал
поступает в полость управления М и смещает золотник I влево, сжимая
пружину 5. Из полости К через левый канал, полость пружины 3 и канал Р
масло отводится на слив. Золотник 1 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 Я
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 I, 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 к лапав
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 к л алана.
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 пружиной2.
Проходное сечение основного клапана в 10-20 раз
Рис. 32. Предохранительные клапаны: а - прямого
действия; 6 - непрямого действия
превышает сечение управляющего клапана. Масло, поступающее через
дроссель 1 из подводящей полости 9 в полость 4, находится там под
давлением pi- Клапан 3 прижимается к седлу 8 пружиной 2 и давлением Pi,
действующим сверху на площадь л<^/4, превышающую площадь л^г,/4.Ери
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 pt на
входе приведет к интенсивному подъему основного клапана 3. Увеличение
расхода через клапан обеспечит небольшой перепад давлений р\ - р2.
Редукционные клапаны (рис. 33) понижают давление в гидролинии до
требуемого и поддерживают его независимо от изменений расхода рабочей
жидкости.
Рабочая жидкость под давлением P поступает в канал д и полость г,
соединенную дросселем 2 с полостью под поршнем 4 и с подплунжерной
полостью а.
Рис. 33. Редукционный клапан
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.
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 нерегулируемые.
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 1 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.
Рис. 34. Дроссель с обратным клапаном
Рис. 35. Гидрозамок
Односторонние и двусторонние гидрозамки применяются для фиксации
выходного эвена 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 6 - 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.
Рис. 36. Гидроаккумулятор
Рис. 37. Использование гидроаккумулятора для.
разгрузки насоса
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
распределители 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 репе давления 4
золотниковый распределитель 6 запирает полость разгрузки
предохранительного клапана 7 и рабочая жидкость от насоса под давлением
поступает на зарядку гидроаккумулятора.
