Назначение, конструкция, принцип действия и обозначение по ГОСТ 2.783-68 направляющих гидрораспределителей

Гидравлические распределители (гидрораспределители) предназначены для изменения направления потока жидкости, для ее распределения по трубопроводам гидропривода. Гидрораспределители бывают двух типов: линейные и дросселирующие.

Линейные гидравлические распределители это, как правило, устройства плунжерного типа, состоящие из корпуса (втулки) 1 и плунжера (золотника) 2. Во втулке выполнены проточки П1, П2, П3 и каналы А—Г. В зависимости от конструктивного исполнения втулки и плунжера можно получить гидрораспределители с различными функциональными возможностями. Если гидрораспределитель выполнить в соответствии с рисунком ниже, то получим трехпозиционный четырехлинейный распределитель.

В нем при среднем положении плунжера благодаря зазорам каналы соединены между собой. При смещении плунжера вправо (включается левая позиция гидрораспределителя) зазоры h1 и h3 закрываются, а зазоры h2 и h4 увеличиваются и канал А соединяется с каналом Б, а канал В — с каналом Г. При смещении плунжера влево от среднего положения (включается правая позиция) канал А соединяется с каналом В, а канал Б — с каналом Г.

Таким образом, число позиций распределителя это число можных положений плунжер а относительно проточек вту лки, нннцейность распределителя определяется числом трубопровов(линий), прясоединенных к гидрораспределителю, и называется числом ходов. Тогда распределитель можно назвать трехпозиционным четырехходовым (четырехлинейным).

На рис. дана схема двухпозиционного трехлинейного распределятеля, рис. ж его условное обозначение.

В зависимости от размера b2 проточки и ширины пояска на плунжере b1 гидравлические распределители различают еще и по такому параметру, как перекрытиех. Оно может быть нулевым, положительным или отрицательным. Если ширина проточки равна ширине пояска плунжера b1, то распределитель имеет нулевое перекрытие; если b2 > b1, то перекрытие называют отрицательным, а пра b2 < b1 перекрытие называют положительным.

Получение гидрораспределителей с нулевым перекрытием довольно сложно и требует особо точного изготовления плунжера и втулки. Положительное перекрытие влияет на время срабатывания гидрораспределителя: чем оно больше, тем длительнее срабатывание (переключение) распределителя. Отрицательное перекрытие обеспечивает наибольшую чувствительность аппарата, потому что незначительное смещение плунжера влияет на изменение потока и давления сразу в двух каналах Б, В. Это свойство широко используют в гидравлических следящих приводах.

Управление перемещением плунжера распределителя может быть электромеханическим, пневматяческим, гидравлическим, механическим и ручным. Электромеханическое управление (рис. а) предусматривает наличие в корпусе 1 распределителя одного или двух электромагнитов толкающего типа и возвратных пружин. При подаче электрического напряжения на обмотки электромагнита 5 его якорь смещается, двигает толкатель 4 и перемещает плунжер 2 гидрораспределителя. При отключении лектропитания пружина 3, установленная с противоположной стороны плунжера, возвращает его в исходное положение. Если гидрораспределитель трехпозиционный, то используют два элекТромагнита и две вружины сжатия, установленные с обеих сторон плунжера. Тогда крайние позиции гидрорасаределителя включаются соответствующими электромагнитами, а средняя позиция — при выключенных электромагнитах за счет дейетвия пружин и фиксирующих шайб.

При гидравлическом или пневматическом управлении под торец плунжера гидрорасп-ределителя подводятся рабочая жидкость или сжатый воздух, и под действием давления плунжер занимает соответствующую позицию.

Гидрораспределитель с комбинированным управлением (электрическим и гидравлическим) (рис. 6) представляет собой устройство, состоящее из двух гидрораспределителей с электромагнитным и гидравлическим управлением. При подаче напряжения на один из электромагнитов управляющего распределителя 7 го плунжер занимает крайнюю позицию, а жидкость поступает к торцу плунжера 2 основного распределителя и последний занимлет одну из своих крайних позиций. Если необходима средняя позиция основного распределителя, то электромагниты распределителя 7 должны быть отключены. Тогда он занимает среднюю Позицию, при которой торцовые полости в крышках б основного распределителя соединяются с баком, давление в них становится равным нулю, а плунжер 2 занимает среднюю позицию под действием пружин З и фиксирующих шайб.

Обычно принято считать при чтении гидравлических схем, Что канал а гидрораспределителя соединяется с напорным трубопроводом насоса, каналы б, в соединяются с трубопроводами, идущими к гидравлическому двигателю или другим устройствам, И канал г — со сливным трубопроводом, соединяющим гидросистему с баком. Поэтому нахождение плунжера 2 основного распределителя в средней позиции, как показано на рис. 6, в которой все каналы соединены между собой, а также е Напорной магистралью и сливным трубопроводом, означает, что в этом случае во всех этих каналах при работающем насосе отсутствует давление. Такой режим работы гидросистемы удобен при наладках, ремонтах, осмотрах гидродвигателя, так как позволяет вручную перемещать исполнительный орган.

При ручном управлении (рис. в) оператор поворачивает ручку 8 и тем самым устанавливает нужную позицию гидрораспределителя. При механическом управлении (рис. г) подвижный узел оборудования через кулачок 10 воздействует на ролик 9, толкатель 4 и автоматически переключает распределитель в необходимую позицию.

При изготовлении гидравлических распределителей важно учесть следующие требования: зазор между поверхностями плунжера и втулки должен быть наименьшим для исключения больших перетечек жидкоети из одной полости в другую; для уменьшения изнашивания поверхностей твердость материала плунжера и втулки должна быть достаточной, с тем чтобы снизить влияние температуры на характеристики работы гидрораспределителя и уменьшить возможность заклинивания такой прецизионной пары, материалы плунжера и втулки должны иметь одинаковые коэффициенты температурного расширения.

Часто для уменьшения сил трения между плунжером и втулкой, лучшего центрирования плунжера относительно втулки, а значит, и уменьшения вероятности заклинивания на плунжере выполняют канавки К (см. рис. а). В них могут собираться продукты изнашивания, что снижает возможность появления на поверхности плунжера и втулки задиров и вероятность заклинивания. Канавки задерживают в себе также рабочую жидкость, что способствует лучшему смазыванию поверхностей и снижению сил трения, а также самоцентрированию плунжера относительно втулки.

Иногда в плунжерных гидрораспределителях ответственных приводов плунжеру задают вращательное движение, что также снижает вероятность заклинивания и силы трения и повышает надежность привода

К распределительной аппаратуре относят также гидравлические панели, представляющие собой устройства с несколькими распределителями и другими гидравлическими аппаратами. Такие панели обычно нестандартные, разрабатывают и изготавливают заводы гидравлического оборудования. К стандартной гидравлической панели относится

р а з д е л и т е л ь н а я п а н е л ь

Г53-1 (рис.). Она состоит из размещенных в одном корпусе 1 и соединенных между собой трех аппаратов:

двух предохранительных клапанов прямого 4 и непрямого 2 действия и обратного клапана 3. Предназначается эта панель для обеспечения совместной и раздельной работы двух насосов большой Н2 (рис. 6) и малой Н1 подачи и для предохранения их от перегрузок. Ответвление напорной магистрали насоса Н1 соединяют с каналом Б, а напорную магистраль насоса Н2 подсоединяют к каналу А. Предохраннтельньтй клапан 4 прямого действия настраивают на наименьшее рабочее давление, а предохранительный клапан 2 непрямого действия на наибольшее давление гидропривода.

Работа разделительной панели осуществляется следующим образом. На холостом ХОДУ давление в гидросистеме будет невелико, поэтому поток жидкости от насоса Н2, открыв обратный клапан З, пройдет в канал Б и, соединившвсь с потоком насоса Н1, поступит по трубопроводу Г в гидросистему привода. Как только давление в гидросвстеме (трубопроводе Г) достигнет значения, превышающего давление, на которое настроен клапан 4, последний откроется, обратный клапан З закроется, а поток жидкости насоса Н2 направится в бак, В это время в гидросистему будет поступать поток лишь от насоса Н1 малой производительности. Таким образом, при возрастании давления происходит автоматическое отключение подачи насоса Н2 от гидросистемы, а при его снижении — подключение, т. е. суммирование потоков двух насосов. Благодаря этому создается возможность получения быстрых вспомогательных и медленных рабочих ходов, что часто встречается при обработке на металлорежущих станках и при функционировании промышленных роботов. Если же давление в гидросистеме (в канале Б) превышает величину настройки предохранительного клапана непрямого действия 2, то он срабатывает, понижая давление до настроечного значения, направляя поток жидкости от насоса Н1 в бак и предохраняя тем самым гидропривод от перегрузок.

Контрольно-измерительная аппаратура. К этой группе гндравлических аппаратов относят устройства измерения давления и потока рабочей жидкости (манометры, расходомеры, датчики давления), а также устройства для подачи сигнала о достижении тех или иных значений давления или расхода (реле давления, реле времени и т. п.). Рассмотрим некоторые типичные аппараты.

№28 Дроссельное регулирование скорости движения гидродвигателя. Принципиальные схемы, достоинства, недостатки и обозначение.

Гидроприводом с дроссельным управлением называется гидропри­вод, в котором управление параметром движения выходного звена осуществляется при помощи регулируемого дросселя или регулято­ра расхода, дросселирующего распределителя или гидроусилителя,

В зависимости от схемы гидроприводы с дроссельным управлени­ем разделяют на гидроприводы с постоянным и переменным давле­нием. Для гидроприводов с постоянным давлением характерно на­личие переливного клапана, который поддерживает в напорной ли­нии постоянное давление путем непрерывного слива рабочей жид­кости, В гидроприводе с переменным давлением в напорной линии давление изменяется в зависимости от нагрузок гидродвигателя, В таких гидроприводах дроссель устанавливают параллельно гидродвигателю.

Изменение скорости движения выходного звена гидродвигателя осуществляется изменением расхода рабочей жидкости путем дрос­селирования. При этом лишняя часть потока рабочей жидкости не­произвольно сливается в бак либо через переливной клапан, либо через регулируемый дроссель (при его параллельном включении в гидроприводах с переменным давлением).

В гидроприводе с дроссельным управлением в каждый момент времени соблюдается следующее равенство (без учета потерь):

; ;

где Q_н - подача нерегулируемого насоса;

Q_гд – расход жидкости, поступающей в гидродвигатель,

Q_пк - Расход жидкости, проходящей через переливной клапан или дроссель

ГИДРОПРИВОДЫ С ПОСТОЯННЫМ ДАВЛЕНИЕМ

В таких гидроприводах регулируемые дроссели устанавливают либо в напорной линии перед направляющим распределителем (дроссель на входе рис.а), либо в сливной линии после направляющего гидрораспределителя (дроссель на выходе рмс.б),

На рис.,а показана гидравлическая принципиальная схема гидропривода с дросселем, устанавливаемым на входе гидродвигателя (гидроцилиндра) .

Гидропривод состоит из нерегулируемого насоса, бака, переливного клапана КП, регулируемого дросселя ДР направляющего распределителя РН и поршневого гидроцилиндра ПЦ.

Принцип работы гидропривода следующий. Насос всасывает рабочую жидкость из бака и нагнетает ее под давлением в напорную линию. Далее рабочая жидкость поступает через дроссель и распределитель в одну из полостей цилиндра например в левую. Под действием давления жидкости поршень перемещается вправо, в из правой полости цилиндра рабочая жидкость вытесняется через распределитель и по сливной линии поступает в бак.

Направление движения поршня цилиндра изменяют с помощью направляющего распределителя РН, а скорость с помощью регулируемого дросселя ДР.

Расход жидкости Q_ц, подводимой к цилиндру, равен расходу жидкости через дроссель Qдр.

Излишек жидкости, равный Q_н - q_др, сливается в бак через переливной клапан, который поддерживает давлениер₁ постоянным давление р₂ в линии после дросселя зависит от нагрузки.

Гидроприводы с дросселями, установленными на входе гидродвигателей, нельзя использовать для работы с отрицательным нагрузкой т.е. с нагрузкой направление действия которой совпадает с направлением движения штока цилиндра. Под действием отрицательной нагрузки скорость штока может увеличиться настолько, что произойдет разрыв сплошности потока в рабочей полости цилиндра, и движение поршня цилиндра станет неуправляемым, так как в сливной линии, отсутствуют тормозные или демпфирующие устройства.

На рис. б показана гидравлическая принципиальная схема гидропривода с дросселем, установленным на выходе гидроцилиндра, т.е. в сливной линии.

В этой схеме регулирования, как в предыдущей, давление р₁ в напорной линии насоса равно настройке переливного клапана, часть потока насоса сливается в бак, а через дроссель в установившемся режиме проводит поток, вытесняемый поршнем.

Преимущества рассматриваемого гидропривода: возможность управления скоростью движения выходных звеньев гидродвигателей при знакопеременной нагрузке быстрое торможение выходного звена гидродвигателя; отвод теплоты, выделяющейся при дросселировании рабочей жидкости в бак, минуя гидродвигатель недостаткам относятся зависимость скорости движение выходного гидродвигателя от нагрузки, а также меньшая экономичность по сравнению с дросселем на входе (часть мощности гидродвигателя затрачивается на преодоление гидравлического сопротивления в сливной магистрали).

ГИДРОПРИВОДЫ С ПЕРЕМЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ.

На рис.в показана гидравлическая принципиальная схема гидропривода, в котором регулируемый дроссель установлен параллельно гидроцилиндру, т.е. в линии, соединяющей напорную линию со сливной.

В схеме отсутствует переливной клапан, в результате чего давление в напорной линии зависит от нагрузки гидродвигателя, без учета сил трения

где F- нагрузка на штоке;

А_n - площадь поршня.

Для предохранения гидропривода от давления, превышающего допустимое в напорной линии, установлен предохранительный клапан К. При работе гидропривода поток рабочей жидкости, создаваемый насосом Н, разделяется на два параллельных потоков, один из которых поступает по напорной линии через направляющий распределитель РН в одну из полостей гидроцилиндра, в другой - через дроссель ДР по сливной линии 2 в бак, Следовательно, расход рабочей жидкости, подводимой к гидроцилиндру.

Скорость штока цилиндра зависит от настройки дросселя, площади его рабочего проходного сечения) и внешней нагрузки. При постоянной нагрузке скорость штока цилиндра максимальна при полностью закрытом дросселе. По мере открытия дросселя часть жидкости отводится в бак, и шток цилиндра остановится.

Для гидроприводов с переменным давлением характерны следующие преимущества; они имеют более высокий КПД по сравнению с гидроприводами с постоянным давлением, так как их мощность зависит от нагрузки, тепловой поток, образующийся при дросселировании рабочей жидкости, отводится вместе с жидкостью в бак. К недостаткам относятся невозможность управления скоростью при отрицательной нагрузке и невозможность подключения нескольких гидродвигателей к одному насосу.