Гидрораспределители. Введение При эксплуатации гидросистем возникает необходимость изменения направления потока рабочей жидкости на отдельных ее участках с целью изменения направления движения исполнительных механизмов машины,

• Название: Введение При эксплуатации гидросистем возникает необходимость изменения направления потока рабочей жидкости на отдельных ее участках с целью изменения направления движения исполнительных механизмов машины,
• Анкор: Гидрораспределители
• Дата: 16.04.2022
• Размер: 97.69 Kb.
• Имя файла: Гидрораспределители.docx
• Тип: Документы; #479104

Введение

При эксплуатации гидросистем возникает необходимость изменения направления потока рабочей жидкости на отдельных ее участках с целью изменения направления движения исполнительных механизмов машины, требуется обеспечивать нужную последовательность включения в работу этих механизмов, производить разгрузку насоса и гидросистемы от давления и т.п.

Эти и некоторые другие функции могут выполняться специальными гидроаппаратами - гидрораспределителями.

Что такое гидрораспределители?

Гидравлическим распределителем называют гидроаппарат, пред­назначенный для изменения направления потока рабочей жидко­сти в двух или более гидролиниях в зависимости от внешнего управляющего воздействия. Основными конструктивными элементами распределителя являются корпус и запорно-регулирующий эле­мент.

Распределители под­разделяют по следующим признакам: по числу внешних гидро­линий — двухлинейные, трехлинейные, четырехлинейные и т.д.; по числу фиксированных или характерных позиций запорно- регулирующего элемента —двухпозиционные, трехпозиционные и т. д.; по виду управления — распределители с ручным, механи­ческим, электрическим, гидравлическим, пневматическим и ком­бинированным управлением; по способу открытия рабочего про­ходного сечения —направляющие и дросселирующие.

Направляющие. Предназначены для изменения направления, пуска или остановки потока рабочей жидкости в зависимости от наличия внешнего управляющего воздействия.

Дросселирующие. Не только изменяют направле­ния потока рабочей жидкости, но и регулируют расход и давле­ние рабочей жидкости в соответствии с изменением внешнего воздействия.

При изготовлении гидрораспределителей в качестве конструктивных материалов применяют стальное литье, модифицированный чугун, высоко - и низкоуглеродистые марки сталей, бронзу. Для защиты отдельных элементов распределителей от абразивного износа, поверхности скольжения цементируют, азотируют и т.п.

Размеры и масса гидрораспределителей зависят от расхода жидкости через них, с увеличением которого они увеличиваются.

По способу присоединения к гидросистеме гидрораспределители выпускают в трех исполнениях: резьбового, фланцевого и стыкового присоединения. Выбор способа присоединения зависит от назначения гидрораспределителя и расхода через него рабочей жидкости.

Распределители по типу запорно-регулирующего элемента разделяют на: золотниковые, крановые и клапанные;

Золотниковые гидрораспределители

В золотниковых распределителях запорно-двигательным элементом выступает золотник (золотниковый клапан), направляющий поток рабочей жидкости путём смещения подвижной части относительно окон в поверхности, по которой она скользит. В качестве золотника чаще всего выступает цилиндр переменного диаметра.

Золотник помещается в корпус распределительного устройства и занимает одно из трех положений:

1. 
   Нейтральное. В этом состоянии капан запирает каналы распределения и не допускает движения рабочей жидкости. В среднем положении золотник удерживается специальными пружинами.
   
2. 
   Положение слева от нейтрального. По каналам внутри гидрораспределителя жидкость подается в левую часть цилиндра, в результате шток выдвигается.
   
3. 
   Положение сп рава от нейтрального. Жидкость перемещается на правую сторону гидроцилиндра, после этого шток задвигается.
   

Подобным гидравлическим распределителем можно управлять в ручном режиме, а также за счет действия электромагнитов или других механизмов, иногда используют смешанные системы управления.

Золотниковые распределители получили широкое распространение благодаря своим преимуществам:

• 
  Простая конструкция
  
• 
  Незначительные переключающие усилия
  
• 
  Высокая переключаемая мощность
  
• 
  Низкие потери
  
• 
  Большое количество вариантов управления
  

К недостаткам золотниковых гидрораспределителей можно отнести невозможность работы при давлении более 32 МПа и возрастающие утечки рабочей жидкости с увеличением срока эксплуатации.



Рисунок 1. Схема и обозначение гидрораспределителя

1 – золотник, 2 – корпус, 3 – каналы (подводы)
Рассмотрим принцип работы распределителя (рис. 2). В первой (исходной) позиции все линии А, В, Р и Т, подходящие к распределителю разобщены, т.е. перекрыты (рис. 2, а). При смещении золотника влево распределитель переходит во вторую позицию, в которой попарно соединены линии Р и А, В и Т (рис. 2, б). При смещении золотника вправо - в третью, где соединяются линии Р и В, А и Т (рис. 2, в). Такой распределитель часто называют реверсивным, так как он используется для остановки и изменения направления движения исполнительных органов.


Рисунок 2. Схема работы золотникового гидрораспределителя
Распределители с плоскими золотниками отличаются от рас­пределителей с цилиндрическими золотниками простотой изготов­ления (доступность обработки и контроля плоских поверхностей) и повышенной надежностью из-за наличия гарантированного за­зора между плоским золотником и основаниями. На рисунок 3, а показана конструктивная схема распределителя с плоским золот­ником и гидравлической разгрузкой. Плоский золотник 3 распре­делителя закреплен на двух плоских пружинах 2 и 7 и расположен между двумя неподвижными основаниями 1 и 4. Золотник выпол­нен в виде пластины, в которой имеются два рабочих цилиндриче­ских отверстия и одно центральное отверстие. В основания 1 и 4 запрессованы четыре дросселирующие втулки 5, 6, 8 и 9. В основаниях распределителя на сторонах, обращенных к золотнику, профрезерованы пазы для слива рабочей жидкости. Участки па­зов, расположенные между втулками, образуют нижнюю В и верхнюю Г напорные полости. Рабочие проходные сечения D (рис.3, б) в распределителе образуются острыми кромками рабочих цилиндрических отверстий золотника и острыми кром­ками дросселирующих втулок. Рассматриваемый распредели­тель является четырехщелевым распределителем

Рисунок 3. Распределитель с плоским золотником и гидравлической разгрузкой
Принцип работы распределителя заключается в следующем. При соединении полости В распределителя с напорной линией гидросистемы (рис.3, а) рабочая жидкость под давлением через центральное отверстие золотника попадает в полость Г. Благо­даря наличию двух напорных полостей Б и Г на золотник дей­ствуют одновременно две силы давления: одна снизу вверх, а дру­гая сверху вниз. В результате плоский золотник 3 от гидравли­ческих сил разгружен. При расположении золотника в исходной позиции все проходы закрыты. При смещении золотника, напри­мер, вправо (рис.3, б) образуются рабочие проходные сечения (дросселирующие щели). Через две левые дросселирующие щели (снизу и сверху) рабочая жидкость под давлением подводится в полость А цилиндра. Поршень цилиндра под действием давле­ния перемещается вправо и вытесняет рабочую жидкость из по­лости Б цилиндра, которая поступает во втулки 8 и 6 и далее через две правые дросселирующие щели (снизу и сверху) попа­дает в сливную линию.

В зависимости от числа подводов (линий, ходов) распределители могут быть двухходовые (двухлинейные); трехходовые (трехлинейные), четырех - и многоходовые. В соответствии с этим в обозначениях гидрораспределителей первая цифра говорит о числе подводов. Например, из обозначения гидрораспределителя "4/2" можно понять, что он имеет 4 подвода, т.е. он четырехходовой (четырехлинейный).

Вторая цифра в обозначении говорит о числе позиций. То же обозначение распределителя "4/2" говорит, что у него две позиции.

Примеры обозначения распределителей приведены на рисунке 4.


Рисунок 4. Примеры обозначения типов распределителей

Крановые гидрораспределители

Крановые распределители применяют при небольших расходах и давлениях рабочей жидкости.

В данных гидрораспределителях изменение направления потока рабочей жидкости достигается поворотом пробки, имеющей плоскую, цилиндрическую, сферическую или коническую форму.

На рис.5 показана схема включения распространенного кранового распределителя в систему управления силовым цилиндром. Пробка крана имеет два перпендикулярных, но не пересекающихся отверстия. Она может занимать два и больше угловых положения.


Рисунок 5. Схемы включения в гидросистему пробкового крана
Серийный двухпозиционный крановый гидрораспределитель Г71-3 (рис.6) с цилиндрической пробкой состоит из корпуса 3, фланца 5, крышки 1, пробки 2, уплотнения 4, ступицы 7, рукоятки 8 и шарикового фиксатора 6. В положении пробки крана, указанном на рисунке, жидкость через отверстие 17 поступает в камеру 16; из нее через канал 18 в пробке крана (показан пунктиром) - в камеру 12 и далее через отверстие 11 в корпусе к гидродвигателю или к другому управляемому объекту. Из другой полости гидродвигателя жидкость поступает в отверстие 9, далее в камеру 10 и через канал 13 в камеру, которая отверстием 15 в корпусе крана соединена со сливом. При повороте пробки крана по часовой стрелке на угол 45 происходит изменение направления потока рабочей жидкости.



Рисунок 6. Крановый гидрораспределитель и его условное обозначение
Крановые гидрораспределители чаще всего применяют в качестве вспомогательных в золотниковых гидрораспределителях с гидравлическим управлением.

Клапанные гидрораспределители

В гидросистемах некоторых машин применяют также клапанные распределители, которые просты в изготовлении и надежны в эксплуатации, а также могут обеспечить высокую герметичность.

Затвора клапанов приводят в действие ручными, механическими и электротехническими устройствами. Из ручных устройств наиболее распространены клапаны с качающимся рычагом, схема которого для питания одной полости гидродвигателя приведена на рис.7, а.


Рисунок 7. Клапанные распределители: а, б - с качающимся рычагом; в - с кулачковым приводом; г - с электромагнитным приводом
В клапанном распределителе (см. рис.7, а) в нейтральном (среднем) положении качающегося рычага 1 оба клапана 2 и 3 находятся в своих гнездах; в этом положении клапанов канал b гидродвигателя отсоединен как от канала a, связанного с насосом, так и от канала c, связанного с баком. При повороте рычага 1 вправо с гидродвигателем соединяется канал a насоса, при повороте влево - канал c бака.

Схема четырехходового клапанного распределителя представлена на рис.7, б. При повороте рукоятки 1 перемещается та или другая пары клапанов 2 или 3, обеспечивая подвод (отвод) жидкости к соответствующей полости силового цилиндра 4.

Распространены также клапаны с кулачковым приводом (рис.7, в). На валике 3 находятся четыре кулачка 2, соответствующим образом ориентированные один относительно другого. При повороте валика кулачки воздействуют на штоки соответствующего конусного затвора 1, обеспечивая подвод рабочей жидкости в полости илового цилиндра 5 и ее отвод. В положении, показанном на рассматриваемом рисунке, жидкость от канала, связанного с насосом, поступает через открытый (утопленный) затвор 4 в левую полость силового цилиндра 5 и удаляется в бак из правой полости цилиндра через клапан. Остальные два затвора находятся в своих седлах. При повороте валика вступают в действие эти затворы, обеспечивая подвод жидкости в правую полость цилиндра 5 и отвод ее из левой полости.

На рис.7, г представлена схема трехпозиционного клапанного распределителя прямого действия с двумя клапанами 1 и 4, управляемыми электромагнитами 2 и 3. При выключенных электромагнитах оба клапана прижаты пружинами к своим седлам. При этом магистраль нагнетания перекрыта, а полости гидродвигателя соединены со сливом.

При включении электромагнита 2 клапан 1, сжимая пружину, переместится в крайнее левое положение и прижмется к левому седлу. В этом положении одна из полостей потребителя соединится с напорной магистралью. При включенном электромагните 3 и выключенном электромагните 2 сработает клапан 4, соединив вторую полость потребителя с магистралью нагнетания.

Клапанные распределители применяют также в быстроразъем­ных соединениях трубопроводов и гибких шлангов, а также в гидрозамках.

Заключение

Таким образом, гидрораспределитель – устройство, позволяющее измененять направление потока рабочей жидкости на отдельных ее участках с целью изменения направления движения исполнительных механизмов машины.

Обычно встретить такие гидравлические распределители можно на:

• 
  станках:
  
• 
  крановых установках, подъемниках и манипуляторах;
  
• 
  грузовых автомобилях;
  
• 
  сельскохозяйственной технике;
  
• 
  специальной технике, применяемой в строительстве и горнодобывающей промышленности.
  

Библиографический список

1. Андреев А.Ф. Артемьев П.П. , Бартош П.Р. Гидропневматика и гидропривод мобильных машин. Средства гидропневматики. – ЮНИТИ БГПА – ИСН, 1998. – 224 с.

2. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневматика. – М.:Машиностроение, 1972. - 320 с.

3. Чупраков В.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики – М.:Машиностроение, 1979. - 232 с.

4. Никитин О.Ф. , Хомин К.М. Объёмные гидравлические и пневматические приводы, 1981. – 256 с.