Гидравлический распределитель

   Гидравлическим распределителем называется гидроаппарат, предназначенный для управления пуском, остановкой и направлением потока жидкости в двух или более гидролиниях в зависимости от наличия внешнего управляющего воздействия. Управление потоком жидкости осуществляется с целью обеспечения включения, реверса и остановки гидродвигателей. Основными конструктивными элементами гидрораспределителей являются корпус и запорно-регулирующий элемент.

   Гидрораспределители подразделяются по следующим признакам:

• ·        по конструкции запорно-регулирующего элемента – золотниковые, крановые, клапанные;
• ·        по числу внешних гидролиний, поток в которых управляется распределителем, – двух, трех-, четырехлинейные и т. д.;
• ·        по числу фиксированных или характерных позиций запорно-регулирующего элемента – двух-, трехпозиционные и т. п.;
• ·        по виду управления – распределители с ручным, механическим, электрическим, гидравлическим, пневматическим и комбинированным электрогидравлическим, пневмогидравлическим и управлением;
• ·        по способу открытия рабочего проходного сечения – направляющие и дросселирующие.

      

   а – двухлинейный двухпозиционный; б – трехлинейный двухпозиционный; в – четырехлинейный двухпозиционный; г – четырехлинейный трехпозиционный; д – четырехлинейный четырехпозиционный; е – дросселирующий четырехлинейный трехпозиционный

   Рисунок 1.1 Условное обозначение  распределителей на схемах

Трехлинейные двухпозиционные гидрораспределители (см. рис. 1.1, б) предназначены для управления гидроцилиндрами од­ностороннего действия.

   Четырехлинейные гидрораспределители (см. рис. 1.1, в – д), соединенные с четырьмя внешними гидролиниями (напорной, сливной и двумя исполнительными) используются для управления потоком жидкости в двух полостях, например, у гидроцилиндра двустороннего действия.

   У двухпозиционных распределителей (в) только две фиксирован­ные позиции, у трехпозиционных (г) – три (одна исходная – нейтральная и две рабочие), у четырехпозиционных (см. рис. 1.1, д) – четыре (например, исходная, две рабочие и плавающая).

При плавающей позиции обе полости гидродвигателя соединены между собой и со сливной гидролинией.

   Направляющие распределители предназначены для изменения направления, пуска и остановки потока рабочей жидкости в зависимости от наличия внешнего дискретного управляющего воздействия. Запорно-регулирующий элемент в направляющем распределителе всегда занимает крайние рабочие позиции, а параметры потока жидкости не изменяются.

   Дросселирующие распределители не только изменяют направление потока рабочей жидкости, но и регулируют расход и давление жидкости в соответствии с изменением внешнего управляющего воздействия. Запорно-регулирующий элемент дросселирующего распределителя может занимать бесконечное множество промежуточных рабочих положений, образуя дросселирующие щели. Характер внешнего управляющего воздействия – непрерывный. Условное графическое обозначение дросселирующего распределителя приведено на рис. 1.1, е.

   Широко применяются в гидроприводах гидрораспределители золотникового типа. Они обладают следующими достоинствами:

• ·        простотой осуществления многопозиционности, т.е. способностью обеспечить все необходимые действия выходного звена гидвигателя одним золотником;
• ·        легкостью управления, что важно в системах с ручным управлением;
• ·        высокой герметичностью;
• ·        компактностью и сравнительной простотой конструкции;
• ·        разгруженностью золотника от статических сил, создаваемых давлением рабочей жидкости.

Недостатки золотниковых распределителей:

• ·        высокие требования к чистоте рабочей жидкости;
• ·        сложность изготовления и ремонта;
• ·        возможность заклинивания;
• ·        возможность облитерации (заращивания) щелей золотников,
• ·        необходимость квалифицированного обслуживания.

   На рис. 1.2 показана конструктивная схема распределителя золотникового типа. В корпус 1 распределителя вставлен цилиндрический золотник 2. Золотник имеет три цилиндрических пояска с острыми кромками, а в корпусе выполнены пять цилиндрических расточек. При положении золотника в исходной позиции (а) напорная, сливная и исполнительные гидролинии перекрыты. При перемещении золотника из исходной позиции вправо (б) напорная гидролиния соединяется с поршневой полостью А гидроцилиндра и его поршень перемещается вправо. При этом рабочая жидкость из штоковой полости Б вытесняется в сливную гидролинию. При перемещении золотника из исходной позиции влево рабочая жидкость из напорной гидролинии поступает в полость Б, а из полости А вытесняется в сливную гидролинию. Условное обозначение распределителя (см. рис. 1.2) представлено на рис. 1.1, г.

      

   Рисунок 1.2. Схема золотникового распределения

Перемещение золотника в корпусе возможно лишь при наличии радиального зазора 4… 10 мкм.

   По перекрытию рабочих окон золотником (рис. 1.3) различают гидрораспределители с нулевым (ширина цилиндрического пояска золотника l равна ширине цилиндрической расточки корпуса распределителя t), положительным (l>t) и отрицательным (l>t) перекрытиями.

      

   а – наружного; б – положительного; в – отрицательного

      Рисунок 1.3. Схема перекрытия рабочих окон в золотниковых распределениях

   Для управления гидродвигателями распределители могут иметь различные схемы соединения каналов: параллельную, последовательную и индивидуальную.

   На гусеничных и колесных тракторах применяют однотипные трехзолотниковые четырехпозиционные гидрораспределители (рис. 1.4).

   Гидрораспределитель состоит из корпуса 6, верхней и нижней крышек, трех золотников 8, перепускного 10 и предохранительного 12 гидроклапанов. В корпусе гидрораспределителя предусмотрены главный подводящий канал 11 (рис. 1.4), соединяемый с напорной гидролинией от насоса, отводные каналы 5 и 7, выходящие попарно от каждого из золотников и предназначенные для соединения с полостями гидроцилиндров, а также сливной канал 2, находящийся напротив гидроклапана 10 и предназначенный для слива рабочей жидкости через сливную гидролинию в гидробак.

Каждый золотник 8 может управлять одним гидроцилиндром или их парой, занимая одно из четырех положений: среднее положение — «нейтральное», вверх -«подъем», вниз – «опускание», крайнее  нижнее – «плавающее».

   В нейтральном положении (как показано на рисунке) золотники 8 перекрывают рабочие каналы 5 и 7 гидроцилиндров. Рабочая жидкость от насоса поступает в канал 11, создает в нем давление, большее чем в каналах А и Б, и соединенном с каналом 11 пространстве под поршнем перепускного гидроклапана 10. Каналы А и Б связаны вертикальным сверлением (на рисунке не показано) со сливной полостью 2. Благода­ря перепаду давления гидроклапан 10, преодолевая сопротивление пружины, опускается, сообщая полость канала 11 со сливной полостью 2, перепуская тем самым рабочую жидкость на слив в гидробак. Гидроцилиндры при нейтральном положении золотников заперты и неподвижны. Гидрораспределители, у которых напорная гидролиния является тупиковой при нейтральном положении золотников, называ­ют гидрораспределителями с «закрытым центром».

Например, при положении на «подъем» золотник 8 своими поясками открывает доступ жидкости из канала 11 в канал 7, а канал 5 сообщается с по­лостью 2. Одновременно нижние пояски золотника 8 перекрывают канал А и разобщают его с каналом Б, связанным со сливной полостью 2. При этом жидкость, поступающая под давлением в канал 11, через сверление В в поршне гидроклапана 10 поступает также в пространст­во под гидроклапаном 10 и канал А. В результате давление в полостях над поршнем гидроклапана 10 и под ним выравнивается и гидроклапан под действием усилия пружины прижимается к седлу и разобщает канал 11 с полостью 2. При «плавающем» положении рабочая жидкость перепускается гидроклапаном 10 на слив, а каналы 5 и 7 поясками золотника сообщены с полостью 2.

   В случае повышения давления жидкости в нагнетательной полоста 11 выше заданного одновременно возрастает давление в пространстве под поршнем гидроклапана 10 и канале Г, который сообщается с гидроклапаном 12. При этом клапан 12 открывается и перепускает рабочую жидкость в полость 2.

Регулируют гидроклапан 12 на давле­ние до 16 МПа, сжимая пружину 14 с помощью винта 13.

   В положениях «подъем», «опускание» и «плавающее» золотники фиксируются шариками I фиксатора. При повышении давления в системе до близкого к заданному предохранительным клапаном, что возможно при перегрузке рабочего оборудования или упоре поршня в конце хода гидроцилиндра, предусмотрен автоматический возврат золотника и связанной с ним рукоятки в нейтральное положение.

   

   1 – шарик, 2 – полость, 3, 9 – крышки, 4, 14 – пружины, 5, 7, 11 – каналы, 6 – корпус, 8 – золотник, 10, 12 – гидроклапаны, 13 – винт

   Рис 1.4 Гидрораспределитель

Изучаем спецмашины изнутри. Гидрораспределители направляющие

Рабочим органом гидрораспределителей золотникового типа (именно данный тип преимущественно используется в спецтехнике) является перемещающийся в осевом направлении в корпусе цилиндрический плунжер (золотник), на котором выполнено несколько кольцевых проточек и осевых дросселирующих канавок. Подвод и отвод рабочей жидкости производится через окна питания в корпусе и соответствующие проточки плунжера.

Золотниковые гидрораспределители уравновешены от действия статического давления жидкости в радиальном и осевом направлениях. Они наиболее технологичны, компактны и позволяют регулировать расход рабочей жидкости. В их конструкции предусмотрена возможность управления перемещением золотников вручную (или с помощью системы рычагов и тяг), дистационно-механическими (гибкими тросиками) и дистационно-гидравлическими или электрогидравлическими устройствами. С помощью многопозиционных золотниковых гидрораспределителей можно поочередно или одновременно управлять несколькими исполнительными механизмами, совмещая операции в рабочем цикле машины.

В зависимости от числа рабочих позиций, то есть фиксированных положений золотника относительно корпуса, выделяют следующие виды:

– двухпозиционные,

– трехпозиционные,

– четырехпозиционные.

А в зависимости от числа присоединений к исполнительным механизмам:

– двухлинейные,

– трехлинейные,

– четырехлинейне.

Обычно на схемах гидрораспределитель обозначают в исходной позиции из отдельных элементов и их комбинаций: подвижного элемента – золотника, каналов и устройств управления. В распределителе дискретного (прерывистого) действия рабочую позицию подвижного элемента изображают квадратом (прямоугольником), число позиций соответствует числу квадратов (см. рис. 1). В первой (исходной) позиции все каналы, подводящие к золотнику, разобщены, то есть перекрыты.

Во второй позиции попарно соединены гидролинии Р и А, В и Т, а в третьей – Р и В, А и Т. Такой гидрораспределитель часто называют реверсивным, так как он используется для остановки и изменения направления движения или вращения гидродвигателей (гидроцилиндров или гидромоторов).

Рис. 1. Схемы направления потока рабочей жидкости четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с ручным управлением в различных позициях золотника

1 позиция – исходная (нейтральная)	2 позиция – рабочая	3 позиция – рабочая
Условные обозначения: А и В – каналы для подвода гидродвигателя; Т – канал для отвода рабочей жидкости в бак (сливной).

 

Рис.2. Схемы исполнений и соединения каналов в промежуточных (переходных) положениях:.

а – двухпозиционного двухлинейного гидрораспределителя,
б – двухпозиционного трехлинейного,
в – двухпозиционного четырехлинейного,
г – трехпозиционного четырехлинейного,
д – четырехпозиционного четырехлинейного.

На рис.2 приведены схемы различных исполнений гидрораспределителей.

Двухлинейные гидрораспределители (рис. 2-а), соединенные с двумя внешними гидролиниями (напорной и управления), служат для пропуска или перекрытия потока рабочей жидкости только в одной гидролинии управления. Ими можно изменять расход и скорость потока, т.е. мощность, подводимую к гидродвигателю от насоса, но нельзя изменять направление потока.

Трехлинейные (рис. 2-6), соединенные с тремя внешними гидролиниями (напорной, сливной и управления), предназначены в основном для управления гидродвигателями одностороннего действия, например, гидроцилиндрами с возвратом штока пружиной или плунжерного гидроцилиндра с противодействующей силой от внешней нагрузки.

Четырехлинейные (рис. 2-в), соединенные с четырьмя внешними гидролиниями (напорной, сливной, с двумя линиями управления) используют для управления потоком жидкости в двух полостях, например, в двух полостях гидроцилиндра двустороннего действия.

У двухпозиционных гидрораспределителей только две фиксированные позиции, у трехпозиционных (рис. 2-г) – три (например, две рабочие и одна нейтральная), у четырехпозиционных (рис. 2-д) – четыре (например, две рабочие, одна нейтральная и одна плавающая). При плавающей позиции обе полости гидродвигателя соединены между собой и со сливной линией.

Для управления исполнительными механизмами машины гидрораспределители могут иметь различные схемы соединения каналов (рис. 3):

– параллельную,
– последовательную,
– индивидуальную.

Рис. 3. Параллельная (а), последовательная (б) и индивидуальная (в) схемы соединения каналов:

Условные обозначения: С1 и С2 – отводящие и подводящие поток рабочей жидкости каналы; С1 – сливные каналы; Н – напорный канал; Р – переливной канал

При параллельной схеме (рис. З-а) напорный канал Н позволяет соединять с насосом несколько гидродвигателей. Отводящие линии гидродвигателей С1 и С2 соединены между собой и со сливной линией гидрораспределителя Г. При этом расход рабочей жидкости, поступающей в гидрораспределитель, делится между включенными гидродвигателями обратно пропорционально их внешним нагрузкам. Давление регулируется во всем диапозоне, включая максимальное значение.

При последовательной схеме (рис. 3-6) соединения каналов устанавливают промежуточную секцию, которая позволяет совмещать выполнение операций двумя гидродвигателями от одного потока. В этом случае отверстие канала соединяется с отверстием А и В первого гидродвигателя, а сливная гидролиния этого гидродвигателя – с напорной гидролинией второго гидродвигателя.

Отводящая гидролиния последнего из включенных гидродвигателей соединяется со сливной гидролинией (отверстие Т). Расход рабочей жидкости для каждого гидродвигателя является почти одинаковым, что обеспечивает одновременную работу нескольких гидродвигателей с одинаковой скоростью.

При такой схеме рабочее давление в каждом последующем гидродвигателе равно давлению на выходе из предыдущего, а давление в подводящей гидролинии определяется внешней нагрузкой на гидродвигатель. Последовательная схема может реализоваться без промежуточной секции по специальному заказу исполнения корпуса распределителя.

При индивидуальной схеме (рис. З-в) соединения каналов гидрораспределитель обеспечивает подвод всего потока рабочей жидкости только к одному гидродвигателю, включенному от золотника, расположенного ближе других к напорной гидролинии. Подвод рабочей жидкости к следующим гидродвигателям перекрыт. Чтобы включить последующий гидродвигатель, необходимо отключить предыдущий гидродвигатель. Такая схема (тандем) предназначена для гидросистем с поочередным включением исполнительных механизмов и находит широкое применение в гидроприводах самоходных машин.

По перекрытию проходных каналов золотником в его исходной позиции различают гидрораспределители:

– с положительным (рис. 4а),
– отрицательным (рис. 46) и
– нулевым (рис. 4в) перекрытием.

В гидрораспределителях с положительным перекрытием длина h рабочего пояска золотника больше длины расточки t в корпусе, поэтому поясок золотника при симметричном положении по отношению расточки перекрывает проходной канал на длине (h-t)/2.

Рис. 4. Схемы расположения золотников в расточке:

а – положительное перекрытие проходного канала	б – отрицательное перекрытие проходного канала	в – нулевое перекрытие проходного канала

В гидрораспределителях с отрицательным перекрытием с открытым центром длина h рабочего пояска золотника меньше длины расточки t в корпусе, в результате в нейтральной позиции золотника по обеим сторонам его пояска образуется зазор, равный величине (t -h)/2.

В гидрораспределителе с нулевым перекрытием t=h.

Регулировочная характеристика, приведенная на рис. 5а, определяет зависимость расхода рабочей жидкости Q от перемещения золотника I; Q=f(I). Обычно ее строят для нескольких перепадов давления на кромках золотника и крутизну наклона оценивают коэффицентом усиления по расходу, который характеризует быстродействие распределительного устройства.

Коэффициент усиления по расходу:

Рис. 5. Регулировочная (а) и гидравлическая (б) характеристики двухлинейного гидрораспределителя:

1 – золотник с положительным перекрытием; 2 – золотник с нулевым перекрытием; 3 – золотник с отрицательным перекрытием

Гидравлическая характеристика, приведенная на рис. 5-6, определяет величину потерь давления р при прохождении жидкости через гидрораспределитель в зависимости от расхода Q при различных позициях золотника.

Величина характеризует зону нечувствительности двухлинейного гидрораспределителя при перемещении золотника из исходной позиции. Гидрораспределитель с положительным перекрытием проходного канала имеет регулировочную характеристику (линия 1 на рис. 5-а) с зоной нечувствительности, равной перекрытию . Такой компонент широко применяют в гидросистемах самоходных машин и в автоматических системах регулирования с высокой динамической устойчивостью, особенно в тех случаях, когда утечки в нейтральной позиции или в начале хода золотника должны быть минимальными, а жесткость (чувствительность к нагрузке) должна быть высокой.

Гидрораспределитель с отрицательным перекрытием проходного канала имеет наибольшую зону нечувствительности (рис. 5-6). Регулировочная характеристика при постоянном давлении на входе и нулевом на выходе имеет излом на длине хода, равном отрицательному перекрытию (линия 3 на рис. 5-а). Эти гидрораспределители рекомендуется применять в гидросистемах, для которых максимальные утечки не являются определяющими факторами, например, для обеспечения разгрузки насоса и свободного (“плавающего”) перемещения исполнительного механизма под действием внешней нагрузки, для дифференциального питания гидроцилиндра с односторонним штоком или плунжерного гидроцилиндра типа размыкателя тормоза в грузоподъемных лебедках.

Недостатком гидрораспределителей с отрицательным перекрытием является потеря расхода и дросселирование потока рабочей жидкости при нейтральной или близкой к нейтральной позиции золотника.

Гидрораспределитель с нулевым перекрытием рабочего окна (линия 2 рис. 5-а) не имеет зоны нечувствительности, он обладает высоким быстродействием, имеет линейную зависимость расхода жидкости Q через проходной канал от перемещения золотника. Следовательно, это идеальный гидрораспределитель, имеющий оптимальную регулировочную характеристику для следящих гидросистем. Однако, следует иметь в виду, что обеспечить выполнение нулевых перекрытий в гидрораспределителях с цилиндрическими золотниками при серийном производстве очень трудно из-за высоких требований к точности и стабильности размеров. В необходимых случаях для этих целей применяют плоские золотники.

Перемещение золотников осуществляется:

– механическим,
– гидравлическим,
– электрическим или
– электрогидравлическим способом.

Механическим способом управляются гидрораспределители до типоразмеров .

Наиболее распространенный тип механического управления – рычажный, с помощью рукояток.

Это наиболее простой и надежный тип управления, однако он требует установки гидрораспределителя непосредственно перед оператором, что не всегда удобно при компоновке машины и безопастности оператора.

В последнее время находит все более широкое применение дистационно – механическое управление с помощью механических джойстиков и гибких тросиков, длина которых может достигать 7-8 метров и более.

Дистационно-механическое управление позволяет удобно компоновать гидрораспределители на машинах.

При увеличении потока, а следовательно, диаметра золотника существенно возрастают силы трения и осевые гидродинамические силы, направленные на закрытие золотника при его движении. При усилия на рычагах управления гидрораспределителями превышают установленные эргономические нормы.

Чтобы снизить усилия на органах управления применяют гидравлические и электрогидравлические системы управления.

Многозолотниковый гидрораспределитель по конструктивному исполнению может быть секционным или моноблочным.

Гидравлический клапан 2 секции Линия HM 90 л/мин 24 галлона в минуту 12V золотник цилиндра двойного действия + Дистанционное включение/выключение радио

Домашний Гидравлический клапан 2 секции Линия HM 90 л/мин 24 галлона в минуту 12V золотник цилиндра двойного действия + Дистанционное включение/выключение радио

Состояние: Новый продукт

Гидравлический клапан 2 секции Линия HM 90 л/мин 24 гал/мин 12 В двойного действия для золотника цилиндра

+ Дистанционное радио Juuko 400 кнопок = 2 секции двойного действия 12 – 24 В

Подробнее

24 Элемент Предметы

Клапан обладает превосходными рабочими характеристиками при номинальном расходе 90 л/мин и рабочем давлении до 315 бар.

Также оснащен регулируемым главным предохранительным клапаном. Доступны в параллельной (в стандартной) и последовательной цепях. Обратный клапан удержания нагрузки. Широкий выбор катушек. Сменные шпули диаметром 16 мм. Вариант с переносом и закрытым центром.

Рабочие условия:
Рекомендуемый диапазон вязкости масла: от 10 сСт до 75 сСт
Рекомендуемый диапазон температур жидкости: от -20 до +80
Диапазон температур окружающей среды: от -40 до +60
Максимальный уровень загрязнения: Класс 10 (NAS 1638 ) 19/16 (ISO 4406)

Технические характеристики:
Номинальный расход: 90 л/мин (24 галлона США в минуту)
Максимальное рабочее давление: 315 бар (4600 фунтов на кв. дюйм)
Максимальное обратное давление: 30 бар (430 фунтов на кв. дюйм)
Внутреннее Утечка: 4 см3-9см3 (0,24-0,54 дюйм3/м)

Стандартная и дополнительная резьба:

BSP

P-P1-T1   = G 1/2″

        A/B = G 1/2″

T2 = G 3/4 “

T = G 3/4″

Juuko HSK Промышленная радиостанция управления с удаленным Сопротивление антенны 50 Ом
Типичное время отклика на команду и команды Stop 50 мс ~ 100 мс
Блок питания LR6(AA)1,5 В x2
Средняя потребляемая мощность 8 мА при 3 В пост. тока
Температура эксплуатации и хранения (-20°C)~(+55°C)/(-40°C)~(+65°C)
Радиочастотная мощность <10 дБм
Степень защиты IP65
Размеры 193x57x51 мм
Вес 226 г
Материал корпуса PA (30% GF)
2 КНОПКИ

Независимые светодиоды, показывающие состояние батареи.
Импульсная система питания.
Активация передатчика защищена электронным ключом-кодом и опцией автоматического отключения, которую можно запрограммировать.
Система автоматически переключается на другую частоту при наличии радиопомех.
Система управления питанием Eco. Экономьте на батареях.
Может принимать и отображать через светодиоды 1 и светодиоды 2 сигналы, поступающие от системы управления машиной (релейная обратная связь).
Кнопка EMO грибного типа.
Процедура беспроводного сопряжения с помощью кнопок на клавиатуре.

Количество	Скидка	Вы экономите
5	10%	Вплоть до 560 $
10	15%	Вплоть до 1 680 $
20	25%	Вплоть до 5 600 $

Основы регулирующих клапанов | Power & Motion

Bang-bang — это термин, часто используемый для описания основных направляющих клапанов. Это относится к тому, как смещаются клапаны — от полностью открытого до полностью закрытого. Обычно это происходит мгновенно, заставляя жидкость быстро ускоряться и замедляться. При определенных условиях это может вызвать гидравлический удар, который звучит как удар молотка по гидравлической системе изнутри. Следовательно, смещение клапана из одного положения в другое может производить звук «хлоп-бах».

Менее неформальный термин для описания этих компонентов — дискретные клапаны. Этот термин относится к тому, как работают клапаны: они переходят из одного дискретного положения в другое, например, выдвигаются, втягиваются и становятся нейтральными. Пропорциональные клапаны, с другой стороны, контролируют направление и скорость. Помимо переключения в отдельные положения, они могут перемещаться в промежуточные положения для управления направлением привода, скоростью, ускорением и замедлением.

Бинарный клапан еще более прост, чем дискретный гидрораспределитель. Как и в цифровой электронике, бинарные вентили работают либо во включенном, либо в выключенном состоянии. В то время как в дискретных клапанах обычно используется золотник для достижения двух, трех или более положений, в дискретных клапанах используется плунжер, тарелка или шар, которые плотно прилегают к седлу. Преимущество этого типа операции заключается в том, что он обеспечивает надежное уплотнение для предотвращения утечки через порт.

Возможно, самым простым из всех направляющих клапанов является обратный клапан , особый тип бинарного клапана. Простые обратные клапаны позволяют жидкости течь в одном направлении, но предотвращают поток жидкости в противоположном направлении. Как и все гидравлические компоненты, гидрораспределители могут быть представлены стандартными символами, опубликованными в ISO 1219. На рис. 1 показано поперечное сечение подпружиненного обратного клапана и его представление в соответствии с ISO 1219.

1. Базовый обратный клапан позволяет жидкости течь в одном направлении, в данном случае снизу вверх. Показаны символ ISO и фотография поперечного сечения подпружиненного обратного клапана. Пружина удерживает жидкость от протекания, пока давление на выходе, действующее на тарелку, не превысит усилие пружины.

Порты и положения

Двумя основными характеристиками при выборе гидрораспределителя являются количество портов для жидкости и количество состояний или положений направления, которые может достичь клапан. Отверстия клапанов обеспечивают проход гидравлической жидкости для протекания к другим компонентам или от них. Количество положений относится к числу различных путей потока, которые может обеспечить клапан.

4-ходовой 3-позиционный золотниковый клапан служит удобной иллюстрацией n (рис. 2) . Один порт получает жидкость под давлением от насоса, а другой направляет жидкость обратно в резервуар. Два других порта обычно называются рабочими портами и направляют жидкость к приводу или от него. В этом случае одно рабочее отверстие направляет жидкость к штоковому концу цилиндра или от него, а другое направляет жидкость к концу крышки или от него.

Клапан, представленный в Рис. 2 , можно установить в любое из трех дискретных положений. Как показано, в нейтральном положении все порты заблокированы, поэтому жидкость не течет. Смещение клапана вправо направляет жидкость от насоса к штоку цилиндра, заставляя шток поршня втягиваться. Когда шток поршня втягивается, жидкость с конца крышки цилиндра стекает в резервуар. Смещение клапана влево направляет жидкость от насоса к крышке цилиндра, в результате чего шток поршня выдвигается. При этом жидкость из штоковой части цилиндра поступает в резервуар. Возврат золотника клапана в центральное положение снова блокирует весь поток. (На самом деле между насосом и направляющим клапаном должен быть предусмотрен предохранительный клапан. Здесь он не показан для простоты.)

2. На схеме показана простая схема управления выдвижением и втягиванием цилиндра с использованием 4-ходового 3-позиционного золотникового клапана.

Клапаны золотникового типа широко используются, поскольку их можно устанавливать в два, три и более положения для направления жидкости между различными комбинациями впускных и выпускных отверстий. Они широко используются для управления приводами по направлению, потому что один клапан может производить выдвижение, втягивание и нейтраль. Однако те же самые функции могут выполняться с помощью бинарных клапанов. На рис. 3 показаны четыре нормально закрытых (НЗ) бинарных клапана, сгруппированных в гидравлическую интегральную схему для обеспечения той же функциональности, что и золотниковый клапан, представленный на рис. 2 .

3. Объединение бинарных клапанов в гидравлическую интегральную схему позволяет им выполнять те же функции, что и дискретные золотниковые клапаны, сохраняя при этом преимущества бинарных клапанов.

Однако необходимо различать бинарные гидравлические и электрические переключатели. Когда электрический переключатель замкнут, переключающий элемент позволяет электрическому току течь через переключатель. Когда переключатель разомкнут, электрический путь прерывается, поэтому ток не может течь. Напротив, когда гидравлический клапан открыт, он позволяет жидкости течь. Когда он закрыт, жидкость не может течь, потому что ее путь потока заблокирован.

Когда все клапаны находятся в нейтральном положении, как показано, поток жидкости к насосу, резервуару и приводу и от них блокируется. Активирующий клапан A направляет жидкость под давлением к крышке цилиндра, вызывая выдвижение штока. Одновременно активирующий клапан D направляет жидкость от штоковой части цилиндра в резервуар. Аналогичным образом, при подаче питания только на клапаны B и C шток втягивается и направляет жидкость из конца крышки цилиндра в резервуар.

Клапаны в рис. 3 расположены так, чтобы соответствовать состоянию золотника с закрытым центром клапана в рис. 2 . Состояние (фиг. 4) с открытым центром может быть достигнуто просто за счет того, что все бинарные клапаны будут нормально открытыми (НО) вместо нормально закрытых. Аналогично, конфигурации с тандемным и поплавковым центром могут быть выполнены с использованием двойных клапанов NO и NC.

4. Выше приведены распространенные схемы центрального золотника для согласования маршрутов жидкости в нейтральном положении с условиями применения.

Эти и другие распространенные конфигурации центрального положения могут быть весьма специализированными, в зависимости от области применения клапана. Большинство производителей предлагают различные конфигурации с центральным положением в качестве стандартных готовых изделий. Хотя подавляющее большинство гидрораспределителей для промышленного применения являются 2- и 3-позиционными, многие клапаны, используемые в мобильном оборудовании, имеют 4-позиционные конфигурации для удовлетворения особых потребностей.

При указании конкретного типа клапана, необходимого для применения, в Северной Америке стало обычной практикой указывать количество портов на клапане как путь, например, 2-ходовой, 3-ходовой или 4-ходовой. . Однако в международных стандартах используется слово порты . Таким образом, то, что известно как 2-ходовой 2-позиционный направляющий клапан в США, на международном уровне называется 2-ходовым 2-позиционным клапаном и может быть сокращено до 2/2. Число перед косой чертой указывает на количество портов, а второе число указывает на количество позиций.

Золотниковые клапаны

Наиболее распространенным золотниковым клапаном является клапан золотникового типа ( рис. 5) . Жидкость направляется к рабочим отверстиям или от них по мере того, как золотник скользит между проходами, открывая и закрывая пути потока, в зависимости от положения золотника. Золотниковые клапаны легко адаптируются ко многим различным схемам переключения золотников, что расширяет возможности их использования в самых разных областях применения.

Многие мобильные приложения требуют измерения или регулирования, чтобы оператор мог медленно или плавно ускорять или замедлять нагрузку. В этих случаях золотник может быть модифицирован V-образными пазами, например, так, чтобы небольшое смещение золотника позволяло постепенно увеличивать или уменьшать поток жидкости для постепенного ускорения или замедления движения привода и нагрузки. Этот метод также используется в клапанах для промышленного оборудования. Скошенная или зазубренная кромка на катушке обычно называется 9.0127 функция плавного переключения .

Разновидностью одно- или многозолотникового клапана является многосекционный клапан, в котором несколько секций золотника и оболочки соединены болтами между входной и выходной секциями для обеспечения управления несколькими путями потока. В дополнение к центральному расположению клапана для оператора, такая группа клапанов уменьшает количество задействованных гидравлических соединений и упрощает герметизацию. Количество клапанов, которые можно сложить таким образом, варьируется от одного производителя к другому.

Приводы клапанов

Приводы клапанов — это части, которые прилагают усилие для смещения направляющих поток элементов клапана, таких как золотники, тарелки и плунжеры. Последовательность, время и частота переключения клапанов являются ключевыми факторами производительности гидравлической системы. Пока оператор производит достаточное усилие для переключения клапана, разработчик системы может выбрать любого оператора, подходящего для условий и типа управления, при которых система будет работать.

Приводы для направляющих клапанов могут быть механическими, пилотными, электрическими и электронными или их комбинацией. Все типы приводов могут быть установлены на одну и ту же базовую конструкцию клапана. Часто используется обычный ходовой клапан, который позволяет устанавливать на его корпус множество различных приводов.

При использовании механического оператора элемент машины или человек прикладывает усилие к направляющему потоку элементу клапана, чтобы переместить его в другое положение. К ручным операторам относятся рычаги, кнопки на ладони, нажимные кнопки и педали. К чисто механическим операторам относятся кулачки, ролики, рычаги, пружины, штоки и винты. Пружины используются в большинстве направляющих клапанов для удержания направляющего поток элемента в нейтральном положении. Например, в 2-позиционных клапанах пружины удерживают незадействованный клапан в одном положении до тех пор, пока приводное усилие, достаточно большое для сжатия пружины, не сместит клапан. Когда приводное усилие снимается, пружина возвращает клапан в исходное положение. В 3-позиционных клапанах две пружины удерживают незадействованный клапан в его среднем положении до тех пор, пока приводное усилие не сместит его. Когда приводное усилие снимается, пружины повторно центрируют клапан, что приводит к общей идентификации, подпружиненный клапан . Стопоры представляют собой замки, которые удерживают клапан в его последнем положении после снятия приводного усилия до тех пор, пока не будет приложено более сильное усилие для перемещения клапана в другое положение. Фиксаторы могут затем удерживать это новое положение после того, как приводное усилие снова будет снято.

Механическое управление, вероятно, является наиболее оптимальным способом управления промышленным гидравлическим силовым оборудованием. Если клапан должен смещаться только тогда, когда элемент машины находится в определенном положении, оборудование может быть спроектировано так, чтобы элемент машины физически перемещал клапан с помощью механического оператора, когда элемент достигает правильного положения. Такое расположение практически исключает любую возможность ложных или фантомных сигналов от переключения клапана в неподходящий момент.

Однако установка клапанов с механическим приводом на машине требует некоторых особых предосторожностей. Клапан и привод могут подвергаться воздействию влажной или грязной среды, что требует специального уплотнения. Привод, вероятно, будет подвергаться ударным нагрузкам, которые должны быть ограничены во избежание физического повреждения. Соосность клапана с рабочим элементом также важна, поэтому клапан должен быть установлен точно и надежно для обеспечения длительного срока службы.

Клапаны с сервоприводом смещаются жидкостью под давлением (часто около 50 фунтов на кв. дюйм), которая воздействует на поршень, смещающий направляющие поток элементы клапана. Важным преимуществом пилотного режима является то, что можно развивать большие усилия переключения без ударов и износа, характерных для клапанов с механическим приводом. Клапаны с пилотным управлением могут быть установлены в любом удобном или удаленном месте, куда может подаваться рабочая жидкость. Отсутствие искр и накопления тепла делает пилотные клапаны привлекательными для применения в легковоспламеняющихся или взрывоопасных средах.

Электрический или электронный Работа клапана включает подачу питания на соленоид. Сила, создаваемая плунжером соленоида, смещает направляющий поток элемент клапана. Клапаны с электромагнитным приводом особенно популярны для промышленных машин из-за доступности электроэнергии на промышленных предприятиях. Однако в мобильном оборудовании также широко используются электромагнитные клапаны. Выбор соленоидов переменного или постоянного тока зависит от доступной формы электропитания. Когда-то соленоиды постоянного тока предлагали более длительный срок службы, но усовершенствования конструкции соленоидов переменного тока устранили это преимущество.

Существует практический предел силы, которую могут создавать соленоиды. Это означает, что они не могут напрямую переключать клапаны, требующие больших усилий переключения. Кроме того, клапаны, использующие большие соленоиды, также потребляют значительную электроэнергию, когда клапаны должны оставаться активированными в течение длительных интервалов времени. Накопление тепла также может создавать проблемы в этих ситуациях. Решение состоит в использовании небольших маломощных соленоидов в сочетании с управляющим давлением. Соленоид запускает и останавливает поток пилота, а давление пилота создает большую силу для смещения механизма направления потока клапана 9.0127 (рис. 5) .

5. На этом виде в разрезе золотникового гидрораспределителя имеется пилотный клапан. Когда усилие, необходимое для смещения основного золотника клапана, превышает практический предел соленоида, пилотный клапан использует давление жидкости для смещения основного золотника влево или вправо.

Многие клапаны имеют комбинации этих операторов, так что клапан может переключаться в ответ на более чем один тип сигнала.