7.2. Направляющие гидрораспределители
Гидрораспределителем называетсягидроаппарат, предназначенныйдля изменения направления потокарабочей жидкостив двухили болеегидролинияхв зависимостиот внешнего управляющего воздействия.
Гидрораспределителибываютнаправляющимиидросселирующими.
Направляющим гидрораспределителем называется направляющийгидроаппарат, предназначенныйдля пуска,остановкиилиизменения направления потокарабочей жидкостив двухили болеегидролинияхв зависимостиотналичиявнешнего управляющего воздействия.
Гидрораспределителиделятся:
- по конструкции запорно-регулирующего элемента назолотниковые(с цилиндрическим или плоским золотником),крановыеиклапанные;
- по числу внешних гидролиний надвухлинейные,трехлинейные, четырехлинейные и т. д.;
- по числу фиксированных или характерных позиций запорно-регулирующего элементана двухпозиционные,трехпозиционные и т. д.;
- по виду управления на распределителис ручным,механическим,электрическим,гидравлическими другими видами управления;
- по числу запорно-регулирующих элементовнаодноступенчатые,двухступенчатые и т.д.
В условном обозначениигидрораспределителяуказываютследующие элементы:позициизапорно-регулирующего элемента;внешние линии связи, подводимые к распределителю;проходы(каналы) иэлементы управления(ГОСТ 2.871–68).Число позицийизображают соответствующимчислом квадратов(прямоугольников).Проходыизображают прямымилиниями со стрелками, показывающиминаправление потоковрабочей жидкостив каждой позиции, аместа соединенийпроходоввыделяют точками;закрытый проходизображаюттупиковой линиейс поперечной черточкой.Внешние линиисвязиподводяттолькок исходной позиции.Виды управленияраспределителямиуказываютсоответствующимизнаками, примыкающимик торцамобозначенияраспределителя.
Условныеграфическиеобозначения единыдлязолотниковых, крановых и клапанныхгидрораспределителей, т.е. условное обозначениене отражает конструкциюих запорно-регулирующих элементов.
Направляющий гидрораспределительпрактическине изменяетвеличинудавления и расходав потокерабочей жидкости, проходящем через него.
На рис. 7.6 приведена конструкциянаправляющегозолотникового гидрораспределителя с ручнымуправлением. Распределительсостоит из корпуса1, цилиндрическогозолотника3,рукоятки2 с осью и пальцем,крышекиуплотнений. В центральномотверстии корпуса1выполнены пять кольцевыхрасточек, образующиеполости Р, TА, TВ, АиВ, которыесообщаются каналамисвходнымиотверстиями.ПолостиTАи TВ(сливные) соединеныобщим каналом.Золотник3, располагающийся в этом центральном отверстии корпуса 1,имеет трицилиндрическихпояска, которыеперекрываютсоответствующиецилиндрические расточкикорпуса.Каналами, выполненнымив корпусе1 и крышках,торцевые полостираспределителясоединены с дренажнойгидролинией.Шарикпружинойприжимается к втулке, обеспечиваяфиксацию золотникав рабочихпозициях.
Принцип работыраспределителяследующий.При смещении золотника вправонапорнаяполость Рраспределителясоединяется с полостью В, ипотокжидкостипод давлением
поступает на выходраспределителя и далее, например, в поршневую полость гидроцилиндра. При этомполость Араспределителя и штоковая полость гидроцилиндра через золотниксоединяется с полостью ТА, т.е.со сливом.При смещении золотникаиз нейтраливлево, т. е. при переключении гидрораспределителя,направление потокажидкостиизменяется:полость Рсоединяетсяс полостью А, аполость Всполостью ТВ.
Рис. 7.6. Золотниковый гидрораспределитель
с ручным управлением
На рис. 7.7 приведена конструкциянаправляющегозолотникового гидрораспределителя с электромагнитнымуправлением.Электрическое управлениев направляющих распределителяхприменяетсяприусловных проходахDy ≤ 10 мм, так как у управляющихэлектромагнитовобычноограниченывеличинатягового усилия и ход.
Для больших условных проходовнеобходимостьэлектрического управлениягидрораспределителямиобеспечивается за счетихдвухступенчатой конструкции. В этом случаегидрораспределитель называетсягидрораспределителем сэлектрогидравлическим управлением(рис. 7.8 и 7.9).
В составраспределителя типа Рвходятдванаправляющих золотниковыхгидрораспределителя:пилот10 (управляющий распределительс управлением от двух электромагнитов5.1 и 5.2)и основнойгидрораспределительс гидравлическим управлением, состоящий изкорпуса1,золотника2, центрирующихпружин3 и 3.1,боковых крышек.Корпус1имеет присоединительныеотверстия Р, А, В, Тиканалы ХиY(рис. 7.8).Торцевые полостираспределителя 6 и 8соединены свыходнымиотверстиямиА1 и В1пилота10каналамиХ и Y.Принцип работыдвухступенчатого распределителяследующий. Приотсутствии электрическогоуправляющегосигналазолотникиобоих распределителей под действием пружиннаходятся в нейтральных позициях. При этомв пилоте все каналы перекрыты (рис. 7.8), а в основном гидрораспределителевсе внешниегидролинии соединены между собой.Таким образом, в гидросистемеобеспечивается уменьшение давленияна входе в гидрораспределительдо давления управленияпилотом.
При поступленииуправляющегосигнала, например,на вход электромагнита5.2 пилота 10 егозолотник смещаетсядо упоравправои пилотпереключается в рабочую позицию. При этом по каналу Х поток жидкости под давлением управленияпоступает в левуюторцевуюполость основного
Рис. 7.7. Золотниковый гидрораспределитель
с электромагнитным управлением
Рис. 7.8. Схема золотникового гидрораспределителя
с электрогидравлическим управлением
Рис. 7.9. Золотниковый гидрораспределитель
с электрогидравлическим управлением
гидрораспределителя, а егоправаяторцеваяполостьчерезканал Y соединяется со сливом.На торцахзолотника 2возникает перепад давлений, под действием которогоон перемещается вправо.В результатеосновнойгидрораспределительтакжепереключаетсяв рабочуюпозицию. При этомсоединяются гидролинииРсВиАсТ.При снятииуправляющегосигналас электромагнита 5.2 управляющийзолотник пилота10 изолотник 2основногогидрораспределителяпод действием пружин3 и 3.1возвращаются в нейтральное положение.
Основным недостаткомзолотниковых гидрораспределителейс цилиндрическими золотникамиявляетсяналичие утечекрабочей жидкостичерез диаметральный зазормежду цилиндрическимотверстиемв корпусе ипоясками золотника, которыес течением времениэксплуатации постепенноувеличиваются из-за износапрецизионной пары.Всущественноменьшей степениэто свойственнозолотниковым гидрораспределителямс плоским золотником. Конструктивнаясхема такого распределителяприведена на рис. 7.10.
Золотник1 занимаеткрайнее правоеположение,соединяягидролиниюнагнетанияР сгидролиниейВ.Из гидролинииА при этом рабочаяжидкостьчерез открытое окно распределителяпоступает на сливпо каналу Т1.При смещении плоского золотника в крайнее левое положение гидролиния нагнетанияРсоединится сгидролиниейА, а изгидролинии Впри этом рабочаяжидкость поступит на сливпо каналу Т2.
Герметичностьгидрораспределителяобеспечиваетсяза счетпружины4, котораячерез втулку3 прижимаетзолотниккплоскому основанию, а такжеза счет действия давленияв потоке рабочей жидкости, поступающейиз напорной гидролинии. Таким образом,с увеличениемрабочегодавленияв гидросистемевозрастает усилие прижимаплоскогозолотникак основанию, а следовательно,уменьшается расход уте-
Рис. 7.10. Золотниковый гидрораспределитель
с плоским золотником
чекчерез распределитель. Следует также отметить, чтов гидрораспределителе с плоскимзолотником значительнопроще обеспечитьтребуемуюточность изготовленияпрецизионной парыи возможность контроля этой технологической операции. В связи с этимгидрораспределители с плоскимзолотникомиспользуютсяв гидросистемах с давлениембольше 20 МПа.
Крановые гидрораспределителиприменяютсяпри небольших давлениях и расходах. Их запорно-регулирующие элементывыполняются в видецилиндрическогоиликонического крана.Чащеиспользуюткрановыераспределители сконическимзапорно-регулирующимэлементоми ручным управлением.При переключенииэтого гидрораспределителя его запорно-регулирующийэлемент поворачиваетсявокруг своейоси. На рис. 7.11 показанаконструкция трехпозиционногокранового гидрораспределителяс ручным управлением, состоящего изкорпуса3,крана 4,крышек2 с уплотнительными манжетами,рукоятки1 с фиксатором и пружиной, а такжекрепежных деталей. В корпусе 3имеются резьбовые отверстиядля соединения снапорной(Р),сливной(Т) идренажнойгидролиниями, а также сгидролиниями(АиВ), по которым рабочая жидкость поступает к другим гидравлическим устройствам.Гидрораспределительработаетследующим образом.При положениикрана 4в позицииI (рис. 7.11)напорнаягидролинияР соединенасгидролиниейА, агидролиния В–сосливнойгидролиниейТ. Дляизменения направленияпотока рабочей жидкостив гидролиниях А и Внеобходимоповернуть кран4 на 45°по часовой стрелке. ТогданапорнаягидролинияР соединитсясгидролиниейВ, агидролиния А– сосливнойгидролиниейТ.
Клапанные гидрораспределителипо конструкциизапорно-регулирующего элементаделятся на шариковые и конические, апо способу переключения– на распределителис ручным, электромагнитнымигидравлическимуправлением.На рис. 7.12 приведенаконструкция клапанногогидрораспределителяс гидравлическим управлением. Вкорпусе1 распределителяразмещеныдва конических клапана2 и 4 итолкатель3сосевымипроточными каналамидля прохода рабочей жидкости.Клапан4 имеетуплотнительное кольцо5. Клапан 2 прижат к седлу корпуса 1 цилиндрической пружиной6.В корпусе 1 имеются:отверстия Рдля соединения с напорной гидролинией,Т– для соединения со сливной гидролинией,А– для соединения с потребителем рабочей жидкости (например, с гидроцилиндром),торцевая полостьГиполость управления Х.
Гидрораспределитель работаетследующим образом.В исходной позиции, когдаотсутствуетгидравлическийсигнал управленияв канале Х,гидролиния А соединена со сливнойгидролинией Т,клапан2прижат к седлуне толькопружиной 6, нои силой давленияжидкости, находящейся в полости Г. В результатенапорная линияРперекрыта.
Рис. 7.11. Крановый гидрораспределитель
Рис. 7.12. Клапанный гидрораспределитель
При наличии сигналауправления в видедавления в полость Х клапан4 итолкатель3перемещаютсяпод действиемсилы давленияжидкостивлево. При этомпроисходит переключениегидрораспределителяв другуюрабочуюпозицию, а именно: клапан4 садитсяна седлоиотсекает сливнуюполость Т, атолкатель3 принудительнооткрывает клапан2,соединяя напорнуюполость Рс гидролинией А.
На рис. 7.13 приведена конструкциягидрораспределителя клапанноготипас электроуправлением.
Существенным преимуществом клапанныхгидрораспределителейпо сравнению с золотниковымиявляется ихвысокая герметичность. С этой точки зренияклапанные гидрораспределителимогут бытьрекомендованыдляиспользованияв гидросистемахс высокимрабочимдавлением.Однакоприсущая имзависимость усилия, необходимогодля переключенияклапанного гидрораспределителя,от рабочего давления, существенносужает областьихиспользования.Поэтомув гидросистемахс повышеннымрабочимдавлениемнаходятприменение клапанныегидрораспределители, в основном,с гидравлическим управлением.
Основными параметраминаправляющих распределителейявляются:условный проходDy,номинальное давление на входеpном,номинальныйимаксимальный расходыжидкости, максимальныевнутренние утечкиимасса(без рабочей жидкости).
Рис. 7.13. Гидрораспределитель клапанного типа
с электроуправлением