ГІДРОПРИВОД

Електронний підручник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ	ДОДАТКИ
НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА	СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ		УКЛАДАЧІ

2. ГІДРОАПАРАТИ

Тема 2.3: Гідророзподільники.

1. Розподільчі пристрої. Їх призначення, будова, принцип дії та застосування.

1. Розподільчі пристрої. Їх призначення, будова, принцип дії та застосування

Загальні відомості

При експлуатації гідросистем виникає необхідність зміни напрямку потоку робочої рідини на окремих її ділянках з метою зміни напрямку руху виконавчих механізмів машини, потрібно забезпечувати потрібну послідовність включення в роботу цих механізмів, робити розвантаження насоса і гідросистеми від тиску і т.п.

Ці та деякі інші функції можуть виконуватися спеціальними гідроапаратами - напрямними гідророзподільниками.

При виготовленні гідророзподільників в якості конструктивних матеріалів застосовують сталеве лиття, модифікований чавун, високо-і низьковуглецевих марки сталей, бронзу. Для захисту окремих елементів розподільників від абразивного зносу, поверхні ковзання цементують, азотують і т.п.

Розміри і маса гідророзподільників залежать від витрати рідини через них, із збільшенням якого вони збільшуються.

Класифікація гідророзподільників

За способом приєднання до гідросистеми гідророзподільники випускають у трьох виконаннях. Вибір способу приєднання залежить від призначення гідророзподільника і витрати через нього робочої рідини.

По конструкції запірно-регулюючого елемента гідророзподільники поділяються наступним чином:

Золотникові (запірно-регулюючим елементом є золотник циліндричної або плоскої форми). У золотникових гідророзподільниках зміна напрямку потоку робочої рідини здійснюється шляхом осьового зсуву запірно-регулюючого елемента.

Кранові (запірно-регулюючим елементом служить кран). У цих гідророзподільниках зміна напрямку потоку робочої рідини досягається поворотом пробки крана, що має плоску, циліндричну, конічну або сферичну форму.

Клапанні (запірно-регулюючим елементом є клапан). У клапанних розподільниках зміна напрямку потоку робочої рідини здійснюється шляхом послідовного відкриття і закриття робочих прохідних перетинів клапанами (кульковими, тарілчастими, конусними і т.д.) різної конструкції.

За кількістю фіксованих положень золотника гідророзподільники поділяються: на двопозиційні, трипозиційні і багатопозиційні.

По управлінню гідророзподільники підрозділяються на гідроапарати з ручним, електромагнітним, гідравлічним або електрогідравлічним керуванням. Кранові гідророзподільники використовуються найчастіше в якості допоміжних в золотникових розподільниках з гідравлічним управлінням.

Золотникові гідророзподільники

Запірно-регулюючим елементом золотникових гідророзподільників є циліндричний золотник 1, який залежно від числа каналів (підведень) 3 в корпусі 2 може мати один, два і більше пасків (рис.1, а). На схемах гідророзподільники позначають у вигляді рухомого елемента, на якому зазначаються лінії зв'язку, проходи і елементи управління. Робочу позицію рухомого елемента зображують квадратом (прямокутником), число позицій відповідає числу квадратів (рис.1, б).

Рис.1. Схема (а) і позначення (б) гідророзподільника.

Розглянемо принцип роботи розподільника (рис.2). У першій (вихідної) позиції всі лінії А, В, Р і Т, які підходять до розподільника роз'єднані, тобто перекриті (рис.2, а). При зсуві золотника вліво розподільник переходить у другу позицію, в якій попарно з'єднані лінії Р і А, В і Т (рис.2, б). При зсуві золотника вправо - в третьому, де з'єднуються лінії Р і В, А і Т (рис.2, в). Такий розподільник часто називають реверсивним, так як він використовується для зупинки та зміни напрямку руху виконавчих органів.

Рис.2. Схема роботи золотникового гідророзподільника

Залежно від числа підведень (ліній, ходів) розподільники можуть бути двоходові (дволінійні); триходові (трилінійні), чотири-і багатоходові. Відповідно до цього в позначеннях гідророзподільників перша цифра говорить про числі підведень. Наприклад, з позначення гідророзподільника "4/2" можна зрозуміти, що він має 4 підвода, тобто він чотирьохходовий (чотирьохлінійний).

Друга цифра в позначенні говорить про числі позицій. Те ж позначення розподільника "4/2" каже, що у нього дві позиції.

Приклади позначення розподільників наведені на рис.3.

Рис.3. Приклади позначення типів розподільників

Управління становищем золотника розподільника може бути декількох типів.

Пристрій ручного гідророзподільника 4/3 і його умовного позначення представлено на рис.4. Перемикання позицій розподільника здійснюється рукояткою 1, яка за допомогою сережки 2 шарнірно приєднується до золотника 10. З корпусом 6 рукоятка шарнірно з'єднана з вушком 11. Для фіксації кожного положення золотника служить кульковий фіксатор 9, поміщений в задній кришці 8. Витоку рідини по золотнику з боку передньої кришки 3 виключаються манжетним ущільненням. Робоча рідина підводить до отвору 5, а відводиться через отвір 4. Канал 7 дренажний, служить для відводу витоків.

Відео. Як працює гідророзподільник

На рис.5 зображений гідророзподільник з електрогідравлічним керуванням і його уловного позначення. Він складається з основного гідророзподільника 2 з гідравлічним керуванням і допоміжного гідророзподільника 1 з електромагнітним керуванням. Основний гідророзподільник управляє потоком робочої рідини гідросистеми, а допоміжний регулює потік управління. Такі гідророзподільники застосовують в гідроприводу з дистанційним і автоматичним управлінням при великих витратах і високому тиску в гідросистемі, коли застосування гідророзподільників з електромагнітним управлінням неможливо.

Рис.4. Гідророзподільник з ручним керуванням

Відео. Будова і схеми роботи гідророзподільників

Рис.5. Гідророзподільник з електрогідравлічним керуванням

Відео. Гідророзподільник

Залежно від числа золотників гідророзподільники підрозділяють на розподільники з одним та кількома золотниками. В останньому випадку розподільники можуть бути моноблоковими або секційними. Секції розподільника з'єднують між собою болтами. На рис.6 представлений моноблочний гідророзподільник.

Рис.6. Загальний вигляд (а) і поздовжній розріз (б) моноблочного чотирьохзолотникового гідророзподільника

Золотники гідророзподільника можуть виконуватися в трьох виконаннях (рис.7).

Золотники з позитивним осьовим перекриттям (рис.7, а) мають ширину пасків b більше, ніж ширину проточки c або діаметр робочих вікон в корпусі. При нейтральному положенні золотника такого гідророзподільника напірна гідролінія відділена від ліній, що з'єднують порожнини гідродвигуна і зливу. Величина перекриття П = (b - c) / 2 залежить від діаметра золотника: при d = 10 ... 12 мм перекриття приймають рівним 1 ... 2 мм; при d до 25 мм - 3 ... 5 мм; при d до 50 мм - 6 ... 8 мм. Золотники з позитивним осьовим перекриттям дозволяють фіксувати положення виконавчого механізму. Недоліком є наявність у них зони нечутливості, обумовленою величиною осьового перекриття: в межах цієї зони при переміщенні золотника витрата рідини через гідророзподільник дорівнює нулю, а виконавчий механізм не рухається, незважаючи на що подається до золотника сигнал управління.

Рис.5.7. Конструктивні виконання золотників

Золотники з нульовим осьовим перекриттям (рис.7, б) мають ширину паска b рівну ширині проточки c або діаметру робочих вікон, а осьове перекриття П = 0. Такі золотники не мають зони нечутливості і найкращим чином задовольняють вимогам стежать гідросистем. Проте виготовлення таких золотників пов'язано зі значними технологічними труднощами.

Золотники з негативним осьовим перекриттям (рис.7, в), у яких b <c; при нейтральному положенні їх напірна гідролінія з'єднана зі зливом і з обома порожнинами гідродвигуна. При цьому рідина через зазори безперервно надходить на злив, а в обох порожнинах гідродвигуна встановлюється однаковий тиск. У гідророзподільниках з таким золотником зона нечутливості зводиться до мінімуму, але через зливу робочої рідини частина потужності втрачається. Крім цього, гідросистема з таким золотником буде мати меншу жорсткість, так як через перетікання рідини через початкові зазори в золотнику переходитиме зміщення виконавчого механізму при зміні подоланої навантаження.

Кранові гідророзподільники

У кранових гідророзподільниках зміна напрямку потоку робочої рідини досягається поворотом пробки, що має плоску, циліндричну, сферичну або конічну форму.

На рис.8 показана схема включення поширеного кранового розподільника в систему управління силовим циліндром. Пробка крана має два перпендикулярних, але не пересічних отвори. Вона може займати два і більше кутових становища.

Рис.8. Схеми включення в гідросистему коркового крана

Серійний двопозиційній крановий гідророзподільник Г71-3 (рис.9) з циліндричною пробкою складається з корпусу 3, фланця 5, кришки 1, пробки 2, ущільнення 4, маточини 7, рукоятки 8 і кулькового фіксатора 6. У положенні пробки крана, зазначеному на малюнку, рідина через отвір 17 надходить в камеру 16; з неї через канал 18 в пробці крана (показаний пунктиром) - в камеру 12 і далі через отвір 11 в корпусі до гідродвигуна або до іншого керованої об'єкту. З іншого порожнини гідродвигуна рідина надходить в отвір 9, далі в камеру 10 і через канал 13 в камеру, яка отвором 15 в корпусі крана з'єднана зі зливом. При повороті пробки крана за годинниковою стрілкою на кут 45 відбувається зміна напрямку потоку робочої рідини.

Рис.9. Крановий гідророзподільник і його умовне позначення

Герметичність кранового гідророзподільника забезпечується за рахунок притирання пробки до корпусу крана. Для кранів з циліндричною пробкою зазор між пробкою і корпусом приймають рівним 0,01 ... 0,02 мм. У цих кранах внаслідок зносу пробки і корпусу зазор між ними, а отже, і витік робочої рідини з плином часу збільшуються, що є недоліком такого кранового розподільника. Такого недоліку немає в кранових гідророзподільниках з конічною пробкою.

Кранові гідророзподільники найчастіше застосовують в якості допоміжних в золотникових гідророзподільниках з гідравлічним управлінням.

Клапанні гідророзподільники

У гідросистемах деяких машин застосовують також клапанні розподільники, які прості у виготовленні і надійні в експлуатації, а також можуть забезпечити високу герметичність.

Затвори клапанів приводять в дію ручними, механічними та електротехнічними пристроями. З ручних пристроїв найбільш поширені клапани з хитним важелем, схема якого для харчування однієї порожнини гідродвигуна наведена на рис.10, а.

Рис.10. Клапанні розподільники:

а, б - з хитним важелем; в - з кулачковим приводом; г - з електромагнітним приводом

У клапанному розподільнику (см.рис.10, а) в нейтральному (середньому) положенні хитного важеля 1 обидва клапани 2 і 3 знаходяться в своїх гніздах; в цьому положенні клапанів канал b гідродвигуна від'єднаний як від каналу a, пов'язаного з насосом, так і від каналу c, пов'язаного з баком. При повороті важеля 1 вправо з гідродвигуном з'єднується канал a насоса, при повороті вліво - канал c бака.

Схема чотириходового клапанного розподільника представлена на рис.10, б. При повороті рукоятки 1 переміщається та чи інша пари клапанів 2 або 3, забезпечуючи підвід (відведення) рідини до відповідної порожнини силового циліндра 4.

Поширені також клапани з кулачковим приводом (рис.10, в). На валику 3 знаходяться чотири кулачка 2, відповідним чином орієнтовані один щодо іншого. При повороті валика кулачки впливають на штоки відповідного конусного затвора 1, забезпечуючи підвід робочої рідини в порожнині мулового циліндра 5 і її відведення. У положенні, показаному на розглянутому малюнку, рідина від каналу, пов'язаного з насосом, надходить через відкритий (втоплений) затвор 4 в ліву порожнину силового циліндра 5 і віддаляється в бак з правої порожнини циліндра через клапан. Інші два затвора перебувають у своїх сідлах. При повороті валика вступають в дію ці затвори, забезпечуючи підвід рідини в праву порожнину циліндра 5 і відведення її з лівої порожнини.

На рис.10, г представлена схема трипозиційного клапанного розподільника прямої дії з двома клапанами 1 і 4, керованими електромагнітами 2 і 3. При вимкнених електромагнітах обидва клапани притиснуті пружинами до своїх сідел. При цьому магістраль нагнітання перекрита, а порожнини гідродвигуна з'єднані зі зливом.

При включенні електромагніта 2 клапан 1, стискаючи пружину, переміститься в крайнє ліве положення і пригорнеться до лівого сідла. У цьому положенні одна з порожнин споживача з'єднається з напірної магістраллю. При включеному електромагніті 3 і вимкненому електромагніті 2 спрацює клапан 4, з'єднавши другий порожнину споживача з магістраллю нагнітання.

Запитання для самоконтролю

1. Призначення гідророзподільника.

2. За якими параметрами класифікують гідророзподільники.

3. Поясніть принцип роботи золотникових гідророзподільників.

4. Що є запірно-регулювальним елементом золотникового гідророзподільника?

5. Назвіть основні деталі кранового гідророзподільника.

6. Як приводять у дію затвори клапанів клапанних розподільників?

Попередня тема

На початок

Наступна тема