Материал: 2008
Рис. 28. Условные обозначения направляющих гидрораспределителей: а) двухлинейный двухпозиционный гидрораспределитель (2/2) с ручным управлением; б) двухлинейный двухпозиционный гидрораспределитель (2/2) с гидравлическим управлением;
в) трехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель (3/2) с управлением от кулачка; г) четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель (4/3) с двухсторонним управлением от электромагнитов
Правило чтения условного графического обозначения гидрораспределителя следующее: чтобы представить работу гидрораспределителя в некоторой рабочей позиции по условному обозначению, необходимо мысленно передвинуть соответствующий этой позиции квадрат обозначения на место квадрата исходной позиции, оставляя линии связи в прежнем положении. Тогда истинные направления потока рабочей жидкости укажут стрелки, имеющиеся в этом квадрате. Условные графические обозначения едины для золотниковых, крановых и клапанных гидрораспределителей, т. е. условное обозначение не отражает конструкцию их запорно-регулирующих элементов. Кроме графических обозначений гидрораспределителей, установлены также цифровые обозначения в виде дроби: в числителе указывают число подведенных к гидрораспределителю внешних гидролиний, в знаменателе – число его рабочих (характерных) позиций. Например, четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель обозначают дробью 4/3. Запорно-регулирующие элементы (золотник, кран, клапан) в направляющих гидрораспределителях всегда занимают фиксированные позиции по принципу «полностью открыто или полностью закрыто». Поэтому направляющий гидрораспределитель практически не изменяДросселирующимет величину давлениягидрораспределителемрасхода в потокеназываетсярабочейрегулирующийжидкости, гидпрохоаппаратдящемчерез, предназначенныйнего. для изменения величины расхода и направления движения потока рабочей жидкости в нескольких гидролиниях одновременно в соответствии (пропорционально) с изменением величины внешнего управляющего воздействия. Чаще всего в качестве дросселирующих гидрораспределителей используются золотниковые гидрораспределители. Функции, близкие к тем, что решают золотниковые дросселирующие гидрораспределители, позволяют обеспечить струйные гидрораспределители и гидрораспределители типа «сопло-заслонка». Такие гидрораспределители часто используются как предварительная ступень гидравлического управления в гидрораспределителях с многоступенчатым управлением.
Золотниковые дросселирующие гидрораспределители. В отличие от направляющего гидрораспределителя, запорно-регулирующий элемент дросселирующего гидрораспределителя может занимать, кроме характерных, бесконечное множество промежуточных рабочих положений, образуя
46
дросселирующие проходные сечения для потока рабочей жидкости. Обычно площадь рабочего проходного сечения находится в прямо пропорциональной зависимости от величины управляющего сигнала.
Струйный гидрораспределитель. Примером струйного гидрораспределителя является гидрораспределитель типа «струйная трубка», принципиальная схема которого представлена на рисунке 29,а. К струйной трубке 1, имеющей возможность поворачиваться на некоторый угол, подводится поток жидкости. В сливной полости размещена плата 4 с приемными окнами, к которым подключены гидролинии 2 и 3, связанные с гидродвигателем. В струйной трубке энергия давления потока жидкости преобразуется в кинетическую энергию струи, которая затем при попадании жидкости в расширяющееся приемное окно платы 4, расположенное напротив струйной трубки, преобразуется опять в энергию давления. При повороте струйной трубки происходит перераспределение энергии жидкости между приемными окнами. В них возникает некоторый перепад давления, который и обеспечивает движение ведомого звена гидродвигателя. Чем больше угол поворота струйной трубки, тем больше перепад давления и тем больше скорость движения ведомого звена гидродвигателя.
Рис. 29. Струйный гидрораспределитель типа «струйная трубка»: а) принципиальная схема; б) и в) примеры схем гидрораспределителей
смеханическим отклонением струи
Кдостоинствам гидрораспределителя «струйная трубка» относятся малая чувствительность к загрязнению рабочей жидкости и незначительное влияние вязкости на его характеристики. К недостаткам относятся: конструктивная и технологическая сложность подвода жидкости к поворачивающейся струйной трубке и возможность возникновения вибрации последней при некоторых значениях давления питания. Разновидностью гидрораспределителя со струйной трубкой являются распределители с механическим отклонением струи. Их схемы представлены на рисунке 29,б и в. На рисунке 29,б деление струи между приемными окнами осуществляется с помощью подвижного клина 1, который образуется поверхностями двух цилиндрических отверстий в подвижном элементе, просверленных под углом друг к другу. Получило
47
широкое распространение отклонение струи с помощью подвижного сходящегося насадка 1 (рис. 29,в). Эта конструкции упрощает и даже решает ряд вопросов, связанных с регулировкой гидрораспределителя.
Гидрораспределитель типа «сопло-заслонка». В гидрораспределителе типа
«сопло-заслонка» распределение жидкости основано на принципах построения гидравлических делителей давления, в которых используются регулируемые и настраиваемые гидродроссели. На практике широкое распространение получили одно- и двухдроссельные (по числу регулируемых гидродросселей) гидрораспределители типа «сопло-заслонка». Схема простейшего однодроссельного гидрораспределителя «conло-заслонка» приведена на рисунке 30,а. Гидрораспределитель состоит из постоянного гидродросселя 1, сопла 2 и заслонки 3. Поток жидкости с постоянным давлением подводится к гидродросселю 1. Гидролиния, соединяющая постоянный гидродроссель 1 и сопло 2, образует междроссельную камеру. К ней подключена гидролиния 4, связывающая гидрораспределитель с рабочей полостью гидродвигателя. При уменьшении расстояния между соплом и заслонкой за счет поворота заслонки (увеличения сопротивления регулируемого гидродросселя «сопло-заслонка» потоку жидкости) давление р в междроссельной камере увеличивается. Под действием силы от этого давления поршень гидроцилиндра 5 смещается вправо, преодолевая сопротивление пружины. При увеличении расстояния между соплом и заслонкой давление р в междроссельной камере уменьшается. Поршень гидроцилиндра 5 при этом под действием пружины будет двигаться влево до тех пор, пока сила пружины не уравновесится силой давления жидкости и левой полости гидродвигателя.
Рис. 30. Гидрораспределители типа «сопло-заслонка»: а) однодроссельный; б) двухдроссельный
Принципиальная схема двухдроссельного гидрораспределителя типа «сопло-заслонка» приведена на рисунке 30,б. Этот гидрораспределитель представляет собой гидравлический мостик, состоящий из двух регулируемых гидродросселей «сопло-заслонка» и двух постоянных (балансных) дросселей. В диагональ гидравлического мостика включена нагрузка (гидродвигатель).
48
Поток жидкости с постоянным давлением подводится к точке между двумя постоянными гидродросселями. При смещении заслонки от нейтрального положения, например влево, давление р1 увеличивается, а давление р 2 уменьшается. Под действием возникающего перепада давлений выходное звено гидродвигателя движется со скоростью, пропорциональной смещению заслонки. При смещении заслонки вправо возникает перепад давления противоположного знака и выходное звено гидродвигателя движется в противоположную сторону.
Пневмораспределители
Пневмораспределители предназначены для изменения направления или пуска и останова потоков сжатого воздуха в двух или более внешних пневмолиниях в зависимости от внешнего управляющего воздействия. Под внешними пневмолиниями понимают воздухопроводы и каналы для течения воздуха (в том числе и отверстия для связи с атмосферой), соединяемые в определенных
сочетаниях при различных положениях распределительного органа. Число внешних линий определяет линейность распределителя. Применяют в основном двух-, трех-, четырех- и пятилинейные распределители. Распределители для специальных целей, а также крановые применяют и с большим числом линий. По числу фиксированных положений распределительного органа различают двух-, трех- и многопозиционные распределители. Последний тип (за исключДвухпозиционныениемкрановыхпневмораспределителилей) примемогутняютиметьредкоодности ороннеетносят ик специальдвустороннееым. управление (трехпозиционные – только двустороннее). Под односторонним понимают такой вид управления, при котором для переключения распределительного элемента управляющее воздействие прикладывается только к одному чувствительному элементу и в одном направлении, а возврат в исходное положение происходит после снятия управляющего воздействия под действием сил механической или пневматической пружины. При двустороннем управлении, чтобы распределительный элемент привести в заданное состояние, необходимо управляющее воздействие приложить к соответствующему чувствительному элементу (если их два) или изменить направление действия. На рисунке 31 приведена схема пятилинейного двухпозиционного распределителя с односторонним управлением. Управляющее отверстие обозначается двумя цифрами. Вторая цифра указывает отверстие, которое будет соединено с отверстием 1 при подаче единичного сигнала к управляющему отверстию.
49
Рис. 31. Схема пятилинейного двухпозиционного распределителя
содносторонним управлением
2.3.Регулирующие устройства ГПА
Гидродроссель – это регулирующий гидроаппарат, предназначенный для получения заданной величины расхода при данной величине перепада давления в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости. Гидродроссель представляет собой местное гидравлическое сопротивление, которое также может использоваться для снижения давления в отводимом потоке рабочей жидкости при данном расходе. Важной особенностью гидродросселя является то, что проходное сечение в нем не изменяется под действием потока рабочей жидкости. Применение гидродросселей в качестве регулирующих элементов объемных гидроприводов требует от них двух качеств:
-возможность получения характеристики гидродросселя желаемого вида;
-сохранение стабильности характеристики гидродросселя во время эксплуатации.
Линейность характеристики линейного гидродросселя на практике обеспечивается за счет наличия в его конструкции протяженного канала малого проходного сечения, внутри которого получают ламинарный режим течения жидкости.
Вкачестве примера на рисунке 32 приведена конструктивная схема линейного регулируемого гидродросселя, в котором дросселирующим каналом является винтовая линия прямоугольного сечения, нарезанная на поверхности цилиндрического плунжера 1, образующего прецизионную пару с поверхностью гильзы 2.
Рис. 32 Линейный регулируемый дроссель
Регулирование гидродросселя осуществляется изменением рабочей длины Lк дросселирующего канала за счет вращения винтовой головки 3. Основным недостатком линейных гидродросселей является нестабильность их характеристики, а именно: зависимость крутизны их характеристики от температуры рабочей жидкости (от ее вязкости). Из-за этой температурной
50