Гидравлический распределитель: устройство, принцип работы, типы

Гидравлический распределитель – специальное устройство, применяемое в производственных механизмах, которое позволяет менять направление движения жидкости. Он необходим для контроля точности смены потоков, которые должны сменяться в определенной последовательности для включения механизмов. Распределитель может монтироваться к основному механизму с помощью различных креплений. Чаще всего применяется резьбовое, фланцевое и стыковое крепление. Для высокой точности работы обычно применяются электрогидравлические распределители, которые управляются электромагнитами.

Устройство и принцип работы

Гидрораспределители могут применяться при работе с различными типами жидкостей. Но чаще всего такой механизм можно встретить в гидравлических системах, для регулировки потока, уровня и давления масла.

Схема гидрораспределителя зависит от типа механизма и целей его использования. Чаще всего он состоит из корпуса, распределительных каналов, клапанов различных видов, регулировочных механизмов, фиксаторов, в некоторых случаях электромагнитов и других деталей.

Принцип работы электрораспределителя такой:

1. На корпусе установлен электромагнит постоянного тока, который при включении воздействует на палец и толкатель, к которому крепится с помощью рычага.
2. Толкатель воздействует на шариковый клапан, прижимая его к седлу;
3. Такое положение позволяет гидродвигателю включиться в работу, вытесняя жидкость из рабочей емкости в сливную магистраль.
4. Когда на электромагнит не поступает электричество, шариковый клапан прижимается к седлу.
5. Из-за этого с рабочей емкостью соединяется с нагнетательной полостью, что приводит к обратному движению жидкости, которая возвращается в полость двигателя.
6. Рабочая емкость закрывается обратным клапаном, который не позволяет жидкости двигаться в системе.
7. Для работы распределителя не требуется большой мощности, так как вся система уравновешена. Усилие пружины, которая воздействует на шариковый клапан, примерно равняется давлению со стороны толкателя, в полость которого нагнетается рабочая жидкость. Из-за этого даже малейшего усилия электромагнита достаточно для изменения направления и распределения потоков жидкости.

Практически все модели распределителей работают по одному принципу. Отличия могут быть незначительные и зависят от конструкционных особенностей.

Типы гидрораспределителей

На сегодняшний день существует несколько классификаций гидрораспределителей. Наиболее распространенная выделяет три типа – золотниковые, крановые и клапанные, отличие которых заключается в разной схеме запорно-регулирующего элемента.

Но также стоит выделить несколько других принципов классификации:

1. В зависимости от числа внешних гидролиний:

• двухлинейные;
• трехлинейные.

2. Зависимо от числа позиций запорного механизма – двух- и трехпозиционные;
3. Исходя из вида управления бывают:

• с ручным управлением;
• с электрическим;
• с механическим;
• с гидравлическим.

4. Зависимо от количества запорных элементов бывают одно- и двухступенчатые.

Золотниковые

Один из наиболее популярных типов. Устройство золотникового распределителя простое, его отличие от остальных заключается в особом строении распределителя. В его качестве выступает цилиндрический золотник. Его движение провоцирует изменение направления жидкости. В спокойном положении он перекрывает каналы, но при смещении влево или вправо, происходит движение жидкости из рабочей полости, под давлением от насоса, или обратно в полость.

Такой тип распределителя обычно применяется для поршневых систем. Движение золотника провоцирует выдвижение поршня и его обратное втягивание. Среди золотниковых распределителей можно выделить двухходовые, трехходовые и многоходовые.

Управляться такой распределитель может вручную, гидравликой, электромагнитом или смешанной системой управления (электрогидравлической). Ручное управление применяется в простых механизмах и может выполняться с помощью рычага, педали, кнопки, рукоятки или другого простого привода. Механическое управление более сложное, в нем участвует пружина, толкатель или ролик.

В зависимости от сложности конструкции и целей использования, механизм может иметь несколько золотников. Исходя из этого распределители делят на секционные и моноблочные. Секционные обычно соединяются между собой с помощью болтов. Для моделей такого типа разработано несколько запорно-регулирующего механизма:

1. С положительным осевым перекрытием – позволяет фиксировать поршень в нужном положении, но точность фиксации небольшая из-за наличия области нечувствительности.
2. С нулевым перекрытием – более совершенный тип, которой не имеет подобной области, но отличается довольно высокой стоимостью, связанной со сложным процессом производства.
3. С минимальным – имеет небольшую зону нечувствительности, приемлемую стоимость, но надежность конструкции ниже из-за меньшей жесткости.

Крановые

В основу этой модели заложена крановая пробка. С ее помощью происходит распределение потоков, путем поворота пробки. Чаще всего такие изделия имеют коническую форму, или форму цилиндра, но также можно встретить плоские и сферические модели. Чтобы подобный механизм работал эффективно, должна соблюдаться герметичность. За этим обязательно нужно следить, так как во время эксплуатации вследствие износа между пробкой и корпусом может увеличиться зазор. Из-за этого герметичность теряется и происходит утечка жидкости.

Чаще всего проблемы с герметичностью возникают в моделях с цилиндрической пробкой. Чтобы механизм работал исправно, зазор не должен превышать 0,02 мм. Со временем зазор увеличиваются и происходит утечка жидкости. При этом в некоторых случаях, несмотря на потери, можно продолжать эксплуатацию распределителя. К сожалению, избавиться от утечки можно только с помощью покупки нового устройства. Поэтому все более популярными становятся модели гидравлических распределителей с конической пробкой, в которых проблема с герметичностью отсутствует.

Клапанные

В основе конструкции таких распределителей лежит клапан, который более надежен, чем золотник, и позволяет работать при высоком давлении жидкости. Обычно клапанные распределители способны работать при давлении в три раза превышающим возможности золотниковых. Надежность работы достигается путем использования нескольких проходных клапанов, которые поочередно открываются и закрываются.

Закрытия и открытия клапанов происходит за счет движения стрежня, на котором установлены выступы. В зависимости от направления стержня, открывается нужная пара клапанов и жидкость сливается в рабочую емкость или гидродвигатель.

При производстве распределителей могут использоваться капаны различной формы. Чаще всего применяются конусы и шарики.

Управление подобными распределителями может выполняться вручную, механически или электрическим способом.

К недостаткам таких моделей можно отнести большие габариты. Это связанно с необходимостью обеспечения высокой надежности. При этом пропускная возможность клапанных распределителей может равняться показателям золотниковых, размером практически в два раза меньше. На срок эксплуатации такого распределителя может негативно повлиять гидравлический удар, возникающий во время посадки клапана на седло.

Область применения

Область применения гидрораспределителей не ограничивается отдельными сферами деятельности. Практически в каждой гидравлической системе используется такой механизм. Наиболее распространенными являются золотниковые модели. Это связано с тем, что они простые в использовании, относительно дешевые и имеют небольшие размеры. С помощью таких распределителей обычно происходит управление движением компонентов двигателей.

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.

Сфера применения таких моделей ограничивается лишь уровнем давления рабочей жидкости. При превышении дозволенных показателей система может не выдержать и выйти из строя из-за потери жидкости. При больших нагрузках стоит отдавать предпочтение клапанным устройствам.

Крановые модели редко применяются из-за небольшой пропускной способности. Они часто встречаются в комплексе с золотниковыми и клапанными устройствами в качестве дополнительного механизма.

При покупке распределителя следует изучить технические характеристики каждой модели. Иногда лучше всего посоветоваться со специалистом. От распределителя напрямую зависит надежность работы гидросистемы. Стоит отметить, что даже если правильно подобрать устройство, могут возникнуть проблемы, если неправильно его установить. Поэтому к такому важному этапу также стоит отнестись с особым вниманием.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Золотниковый гидрораспределитель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Золотниковый гидрораспределитель — гидравлический распределитель, в котором запорно-регулирующим элементом служит золотник. В качестве золотника чаще всего выступает плунжер переменного диаметра (рис. 1). Однако известны и другие конструкции золотников. В корпусе золотникового распределителя может также располагаться переливной клапан ^[1].

Рис. 1. Конструктивная схема золотникового распределителя Рис. 2. Принцип действия золотникового гидрораспределителя, управляющего движением штока гидроцилиндра; условное графическое обозначение механизма показано на рис. 3

В простейшем случае золотник может занимать 3 позиции. В нейтральном положении, показанном на рис. 1, каналы распределителя заперты и жидкость не поступает от насоса ни в одну из полостей гидроцилиндра — шток остаётся в покое. При смещении золотника влево рабочая жидкость по каналам в корпусе распределителя и по трубопроводам поступает в левую полость гидроцилиндра, и шток выдвигается. Если же золотник сместить вправо от нейтрального положения, то рабочая жидкость будет поступать уже в правую полость гидроцилиндра, а из левой полости пойдёт на слив в

ru.wikipedia.org

Расшифровка схем подключения гидрораспределителей

В зависимости от способа соединения и разъединения каналов внутри самого гидрораспределители подразделяются на золотниковые гидрораспределители и клапанные. В наше время большой популярностью пользуется подобный материал, как алюминий. Кстати, если вас интересует лист алюминиевый рифленый апельсиновая корка, переходите на сайт cvetprokat.com.ua.

Схема золотникового гидрораспределителя

Гидрораспределители золотникового типа  изображаются в зависимости от конструкции в виде в двух или трех прилегающих друг к другу квадратов, внутри которого проведены линии, показывающие направление течения жидкости через аппарат. С помощью двух изображаются двухпозиционные распределители, т.е. такие, которые могут занимать только два различных положения, обозначенными маленькими буквами “а” и ”b”. С помощью трех квадратов изображаются трехпозиционные распределители, т.е. такие, которые могут занимать еще и третье , среднее положение, обозначенное буквой “о”.

Каналы распределителя обозначены большими буквами “P”, ”T”, ”A”и ”B”, где Р- нагнетательная магистраль,Т- сливная магистраль, а А и В – магистрали подводящие и отводящие жидкость к гидродвигателю и от гидродвигателя. Для того, чтобы представить себе как происходит распределение жидкости, необходимо мысленно представить распределитель в ту или иную позицию и соединить магистрали системы с соответствующими каналами распределителя.

Схема клапанного гидрораспределителя

Символическая схема гидрораспределителя клапанного  типа  является комбинацией символов распределителя золотникового типа и обратных клапанов размещаемых в тех или иных каналах распределителя.

www.metalstanki.com.ua

схема, устройство, подключение, ремонт своими руками

Гидрораспределитель Р-80 эксплуатируется на тракторах производства МТЗ, предназначен для перераспределения циркулирующей жидкости данных агрегатов. Смесь поступает от насоса в рабочее пространство цилиндра. Конструкция прибора дает возможность корректировать давление масла в системе, фиксировать навесные приспособления в требуемой позиции. Фактически при помощи узла происходит управление рабочим оборудованием техники.

Устройство

Гидрораспределитель Р-80 оснащен корпусом, пружинным механизмом, верхней и нижней крышкой, фиксирующим элементом, каналами для прохода жидкости, несколькими видами клапанов, регулировочным винтом, золотниками, бустером и обоймой фиксатора. Управление узлом осуществляется рычагами со сферическими опорами.

Золотники

Золотники представляют собой валики в виде цилиндров, подвергаемые тщательной обработке. В конкретно определенных местах имеются предусмотренные проточенные гнезда. Они помещаются в подходящие и подготовленные места корпуса. При монтаже золотники проходят через специальные каналы и полости по направлению к осям. В результате золотниковые элементы приоткрывают одни каналы, закрывая другие рабочие отверстия. Такая конструкция способствует изменению направления перетекания жидкости. В движение золотники приводит рычаг, функционирующий в четырех положениях:

1. Нейтральная позиция.
2. Работа на подъем.
3. Свободное плавание.
4. Принудительное опускание.

Указанные позиции гидрораспределителя Р-80 обладают определенной фиксацией. Удерживание рычага рукой предусмотрено только при положении «вынужденное опускание». Золотниковые приспособления оснащены системой автоматического возврата в нейтральное положение из фиксированных режимов.

Принцип действия

Устройство гидрораспределителя Р-80 позволяет золотникам в нейтральной позиции оставаться под усилием пружин. Они перекрывают нагнетающий отсек от рабочих канавок, жидкость при этом к цилиндрам не попадает. Кроме того, отсекается путь масла к сливным отверстиям. Поршень при таком раскладе остается в строго фиксированной позиции. После начала подачи масла посредством насоса в нагнетающую полость происходит воздействие на нижнюю часть перепускающего клапана. Под этой направленной силой элемент открывается, масляная жидкость транспортируется в нижнюю часть гидрораспределителя Р-80 и поступает к сливным каналам.

Контрольный паз остается приоткрытым, при этом часть масла сливается, не препятствуя открытию перепускающего клапана. Если золотник находится в плавающей позиции, оба отсека сообщаются между собой посредством сливной магистрали. Рабочая жидкость от помпы беспрепятственно перетекает через распределитель и поступает в резервуар по каналам, которые задействуются в нейтральном положении. В этом режиме поршень способен перемещаться под воздействием нагрузки штока, благодаря агрегации обоих цилиндров.

Особенности

Гидрораспределитель Р-80, схема которого приведена ниже, работая на подъем или принудительное опускание, сообщает одну рабочую полость со сливной системой, а второй аналог – с нагнетательным элементом. Контрольный канал перекрывается поясом золотника, давление масла в обеих частях поршня перепускающего клапана выравнивается. При этом клапан перераспределяющего механизма уходит вниз под воздействием собственной пружины. Поступление масла на сток завершается.

Под воздействием жидкости поршень в цилиндре перемещается, приводя в эксплуатационный режим оборудование и рабочие элементы техники. Автоматический возврат золотников из режима «подъем» обусловлен создаваемым давлением. Его величина идентична аналогичному показателю, наблюдающемуся при срабатывании клапана-предохранителя. Он соединяется с магистралью стока, после чего параметры давления слегка падают. В противоположном канале оно остается стабильно высоким, так как перепускающий клапан находится в закрытом положении.

За счет разности давлений в каналах узла наблюдается открытие отверстия, после чего масляная жидкость начинает подаваться под бустер. Золотник больше не фиксируется, возвращаясь под действием пружины в нейтральный режим. В позиции вынужденного опускания рабочий канал соединяется со сточным отсеком. Показатель давления, при котором прекращается фиксация золотника, составляет всего 2 МПа.

Подсоединение

Подключение гидрораспределителя Р-80 к трубопроводам или шлангам осуществляется исключительно через штуцера, фланцы и прочие промежуточные элементы. Рабочая жидкость в системе должна иметь чистоту не ниже 16 категории по ГОСТу 17216. Очистка масла выполняется при помощи фильтра тонкой очистки (25 мкм).

Контроллеры золотников, которые не участвуют в обслуживании оборудования трактора, желательно установить в нейтральное положение. Во время техобслуживания техники и профилактического осмотра рекомендуется регулировать давление предохранительного клапана до показателей, указанных в руководстве по эксплуатации машины. Данные проверяют при помощи манометра, подсоединенного к напорной части распределителя. Корректировка выполняется при максимальной частоте оборотов коленвала, с учетом расчетной величины давления.

Выходное давление не должно превышать 0,5 МПа, а уровень размещения распределителя – быть не ниже аналогичного показателя верхней точки масляного резервуара. Рассматриваемые приспособления с любыми видами золотников эксплуатируются в гидравлических системах тракторов и аграрной техники.

Ремонт гидрораспределителя Р-80

Ремонт рассматриваемой детали требует определенных познаний в сфере гидравлики. В противном случае проведенный неумело восстановительный процесс может только усугубить положение.

Изучив устройство одного гидравлического распределителя системы, можно без проблем разобраться с аналогичными приводами похожих конструкций. Все они обладают практически идентичным строением с похожим принципом работы, включая модификации с несколькими рычагами или управляемые джойстиком. Особое внимание при диагностике и ремонте обращают на золотник, клапаны и корпус.

Частые неисправности

Довольно серьезной проблемой распределителя является выработка в посадочных гнездах между корпусом и золотником. Выявить подобный дефект можно на ощупь. О его появлении свидетельствуют продольные царапины и задиры, вибрирование золотника. Стоит отметить, что золотниковые элементы не являются взаимозаменяемыми. Некоторые умельцы, выполняя ремонт гидрораспределителя Р-80 своими руками, подгоняют по размерам золотник с другого распределителя. Это дает возможность продлить ресурс работы детали. Специалисты такой подход не рекомендуют, несмотря на то что профессиональное восстановление посадочных зазоров – очень трудоемкий и дорогостоящий процесс.

Основные причины самовольного опускания рабочего оборудования (ковша или стрелы) – отсутствие герметичности в резиновых уплотнителях либо засорение (износ) иглы клапана. При возникновении подобной проблемы диагностику следует начинать именно с клапана.

Проверка всей системы

В случае если неисправность связана только с навесным оборудованием, причина может крыться в дополнительных клапанах, цилиндрах. Проверяют элементы путем поочередного отключения. Если рабочая система отказывается работать полностью, следует повысить значение давления в клапане, проверить иглу, насос, пробку, присутствие посторонних предметов в трубопроводах и распределителе системы.

fb.ru

Гидрораспределители: вопрос -ответ

На этой странице содержится полезная информация по гидрораспределителям

Воспрос: Чем отличаются корпуса гидрораспределителей модификаций Р80-3/1-…, Р80-3/2-…, Р80-3/3-…, Р80-3/4-…

Ответ:  Р80-3/1-… имеет сообщение каналов управления со сливом (“косое” отверстие в зоне КГ1/4), остальные модификации не имеют.

Воспрос: Какие модификации распределителей (Р80-3/1-…, Р80-3/2-…, Р80-3/3-…, Р80-3/4-…) не допускают автономной установки на трактора?

  Ответ:  Р80-3/2-…, Р80-3/3-…, Р80-3/4-… не допускаются 

 

Воспрос: Что произойдет в гидросистеме трактора если установлен распределитель неподходящей модификации? 

  Ответ:  Р80-3/2-…, Р80-3/4-… – сильное гудение; шум насоса в нейтральной 
  позиции; перегрев масла, насоса, распределителя; рукава высокого 
  давления напряжены. 
  При установке Р80-3/3-… высокая вероятность Р А З Р У Ш Е Н И Я 
  элементов гидросистемы (насоса, рукавов)

 

Воспрос: Чем отличается модификация Р80-3/4-… по назначению?

 Ответ: Устанавливается на трактор где имеется силовой регулятор

Воспрос: Какие модификации распределителей типа Р80 должны устанавливаться совместно?

  Ответ: Р80-3/2-… или Р80-3/4-… с Р80-3/3-…

 

Воспрос: Чем отличается переливной клапан модификации Р80-3/4-… 

  Ответ:  Имеет стержневой клапан (“клапанчук”)

 

Воспрос: Имеется ли в модификациях Р80-3/3-… переливной или предохранительный клапана?

  Ответ:  Нет. Вместо них устанавливается заглушка.

 

Воспрос: Как отличить гидрораспределитель типа Р160 с двумя каналами подвода масла от насосов от распределителя с одним каналом подвода?

  Ответ:  Для двухканального – обратный клапан устанавливается на боковом торце, имеет вид согнутого под 90º штуцера.

Воспрос: Чем отличаются типы золотников гидрораспределителей:
  а) Р80-3/1-222; б) Р80-3/1-333; в) Р80-3/1-111; г) Р80-3/1-444
 

Ответ:  Для а) – фиксация в трех позициях, автовозврат из позиций “П” и “О”, золотник имеет глубокое сверление.
  Для б) – фиксация в позициях “П” и Пл”, автовозврат из позиции “П”.
  Для в) – фиксации только в позиции “Пл”, позициях “П” и “О” отсутствует глубокое сверление. 
  Для г) – нет фиксации, нет позиции “Пл”. Золотники типа 1, 2 и 3 – четырехпозиционные, золотник типа 4 – трехпозиционный. 

Воспрос: Возможно ли определить загрязненность масла по его цвету после работы на тракторе и снятия распределителя с трактора (промывка распределителя не проводилась)?

  Ответ:  Да. Масло темное, с примесями песка и т.п. 

 

Воспрос: Влияет ли на величину утечек масла по паре “корпус-золотник” марка масла, его температура?

  Ответ:  Да. Различные марки масла при одной и той же температуре имеют разные вязкости, а чем меньше вязкость, тем выше утечки. При повышении температуры утечки растут.

 

Воспрос: На что влияют утечки масла по золотниковой паре?

  Ответ:  Верхнее (транспортное) положение орудия труда (сеялки, плуга) обеспечивается поднятием штока цилиндра вверх и запиранием его золотником. Если утечки большие, то происходит быстрая просадка орудия (опускание вниз). 

 

Воспрос: Что обеспечивает установка гидрозамка в гидрораспределители типа Р80Г?

  Ответ:  Перекрывает полость штока цилиндра с поднятым орудием труда с высокой герметичностью, чем практически исключаются просадки.

 

Воспрос: Как при разборке распределителя определить тип золотника?

  Ответ:  Для типов 2 и 3 имеется гильза автоматики, отверстия под шарики.  
  Для типа 1 – гильзы автоматики нет.
  Для типа 4 – нет гильзы, нет шариков, нет втулки.

 

Воспрос: Как переключением золотника определить его тип?

  Ответ:  Для распределителей Р80-3/…-222 золотник фиксируется в трех положениях. 
  Для распределителей Р80-3/…-333 золотник фиксируется в двух положениях.
  Для распределителей Р80-3/…-111 золотник фиксируется в одном положении.  
  Для распределителей Р80-3/…-444 фиксация отсутствует.

  

Воспрос: Чем отличаются обоймы фиксаторов для различных типов золотников?
 

Ответ:  Количеством кольцевых канавок под шарики:
  – для 2-го типа – 3 канавки;
для 3-го типа – 2 канавки;
для 1-го типа – 1 канавка;
для 4-го типа канавок нет.  

Воспрос: Если не развивается давление, как произвести мелкий ремонт распределителя 
не снимая его с трактора?

  Ответ:  Открутить болты упора, вытащить переливной клапан в сборе, промыть его в солярке, проверить подвижность по направляющей. Осмотреть
  гнездо в корпусе, не попала ли стружка, песчинка и т.п. Произвести сборку.

 

Воспрос: Какие отказы связаны с загрязнением масла песком, стружкой и т. п.

  Ответ: Заклинило золотник, переключение его не возможнОтвет Нет давления или высокое давление, что свидетельствует о заклинке переливного 

  клапана по направляющей. Отсутствие давления может произойти из-за попадания грязи под шарик или седло клапана

 

Воспрос: В чем причина внезапного низкого давления (при переключении золотника в позицию “П” давление не возрастает.

  Ответ: Попадание посторонних частиц (песчинок, кусочков резины, стружки) Под шарик предохранительного клапана или под кромку и конус переливного клапана

 

Воспрос: К каким выводам можно подсоединить манометр для контроля давления предохранительного клапана?

  Ответ: Для этого выкрутить заглушку ввода от насоса или любую из верхних.

    

Воспрос: Как повлияет на работу автоматики возврата снижение на 30-40 атмосфер 
величины давления предохранительного клапана? 

  Ответ:

Для Р80-3/…222 – автовозврат обеспечивается.
  Для Р160-3/1-222 – автовозврат отсутствует.

 

Воспрос: Для каких распределителей давление автовозврата в позициях “П” и “О” одинаковое, а для каких разное?

  Ответ: Для Р160-3/1-222 давление одинаковое, а для Р80-3/…-222 давление

 Мы продаём весь ассортимент гидрораспределителей, самые популярные позиции:

{product_snapshot:id=24}

{product_snapshot:id=32}

{product_snapshot:id=26}

{product_snapshot:id=29}

{product_snapshot:id=36}

Перепечатка материалов разрешена только с указанием активной ссылки на сайт vostok-agro.info

vostok-agro.info

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

for-engineer.info

Управление рабочими гидроузлами спецтехники

Структурная гидросхема машины, показанная на рис. 1, содержит несколько функциональных контуров. Выделим на схеме контур управления гидродвигателями рабочих органов. Его основная функция – регулирование потока рабочей жидкости и давления. От этих параметров зависят скорости движения элементов рабочего оборудования и развиваемые ими усилия.

В зависимости от мощности машины насосы в контурах гидропривода рабочих органов могут быть шестеренными или аксиально-поршневыми. Выбор их типа диктует требуемое давление, которое необходимо развивать при выполнении технологических операций.

Гидрораспределители направляют поток рабочей жидкости от насоса в гидродвигатели (гидроцилиндры, гидромоторы). Они также могут регулировать величину расхода и давление в гидродвигателях.

В мобильной технике очень часто используются гидрораспределители с открытым центром, т.е. при нейтральном положении золотников рабочая жидкость свободно проходит по центральному каналу на слив. Такое техническое решение позволяет экономить значительное количество энергии на холостых режимах работы машин и оборудования.

В корпусах гидрораспределителей для мобильной техники часто устанавливают дополнительные клапаны различного назначения. Поэтому современные гидрораспределители являются управляющими комплексами машины. Гидрораспределители выпускаются двух основных типов: секционные и моноблочные.

Рис. 2. Типовой универсальный моноблочный гидрораспределитель

Моноблочные гидрораспределители содержат в своем корпусе от двух до шести золотников и предохранительный клапан. Часть их, обладающих универсальной гидросхемой, широко используют во многих простых машинах и оборудовании. На рис. 2 показан типовой моноблочный гидрораспределитель.

В ряде моделей моноблочных гидрораспределителей, предназначенных для сложных гидросистем, в рабочих каналах портов дополнительно устанавливаются вторичные клапаны давления (антишоковые), обратные клапаны подпитки (антикавитационные), а также дроссели. Антишоковые клапаны обычно настраиваются на величину, превосходящую значение предохранительного клапана на 10-15%.

Рис. 3. Моноблочный гидрораспределитель с вторичными клапанами и комбинированным управлением золотниками

На рис. 3 показан подобный гидрораспределитель. Такие распределители часто разрабатываются в специализированном исполнении для однотипной техники, выпускаемой в больших количествах: неполноповоротные экскаваторы, погрузчики, краны-манипуляторы, лесозаготовительные машины и
т.п.

 

Секционные гидрораспределители более универсальны. Они состоят из золотниковых секций, которые соединяются между собой шпильками. Между секциями обязательно устанавливают уплотнения.

Первая (входная) секция содержит предохранительный клапан, защищающий от перегрузки все гидравлические контуры, управляемые данным гидрораспределителем. К этой секции подводится нагнетательный поток рабочей жидкости от насоса, а иногда и линия слива.

Рабочие секции управляют гидродвигателями (гидроцилиндрами, гидромоторами). В нагнетательный канал каждой рабочей секции встраиваются обратные клапаны, удерживающие нагрузку. Они предотвращают обратное течение потока жидкости от давления в гидродвигателях.

По техническим требованиям гидросистемы машины в каналы рабочих портов часто устанавливаются вторичные клапаны: антикавитационные, антишоковые, комбинированные. Последняя (сливная) секция направляет поток, совершивший работу, в гидробак.

В ряде конструкций гидрораспределителей сливная секция направляет сливной поток через каналы рабочих секций во входную, в которой предусмотрен порт слива. Такая схема удобна для подвода гидромагистралей.

Рис. 4. Типовой универсальный секционный гидрораспределитель

Используя рабочие секции с одинаковыми или различными функциональными характеристиками, можно легко собрать гидрораспределитель для любой машины или оборудования, в т.ч. с вторичными клапанами.

Количество рабочих секций в некоторых гидрораспределителях достигает 12 шт. На рис. 4 показан типовой универсальный секционный гидрораспределитель с вторичными клапанами.

Рис. 5. Схема входной и рабочей секций гидрораспределителя с открытым центром

А, В – рабочие каналы, соединяемые с гидродвигателем

Схема входной и рабочей секций гидрораспределителя с открытым центром показана на рис. 5. Рабочая жидкость от насоса подается во входной порт. По внутренним каналам она поступает к предохранительному клапану и в центральный байпасный канал рабочей секции.

По нему, свободно проходя через шейки золотника, рабочая жидкость направляется в следующую секцию, а затем на слив. При перемещении золотника в крайнюю позицию центральный байпасный канал перекрывается, и жидкость от насоса поступает в канал А или В, соединенный с рабочей полостью гидродвигателя.

На рис. 6 показана схема рабочей секции гидрораспределителя с вторичными клапанами, установленными в каналах портов, соединяющих гидродвигатели. Каждая секция может оснащаться золотниками различного исполнения с соответствующими характеристиками управления.

Рис. 6. Схема рабочей секции гидрораспределителя с вторичными клапанами

А, В – рабочие каналы, соединяемые с гидродвигателем; р — канал нагнетания; Т — канал слива

Следует отметить, что схемы золотниковых секций моноблочных гидрораспределителей идентичны. В отличие от гидрораспределителей притычного исполнения (для промышленного оборудования), стыковочные параметры которых установлены международным стандартом, разработанным СЕТОР, каждая модель моноблочных и секционных гидрораспределителей для мобильной техники имеет собственные размеры и
характеристики, определяемые предприятием-изготовителем.

Поэтому полная взаимозаменяемость гидрораспределителей различных производителей отсутствует. Современные гидрораспределители обеспечивают комбинации управления потоком рабочей жидкости и давлением совместно с LS системой, нечувствительной к нагрузке.

Они также позволяют вручную регулировать потребный расход при изменении внешней нагрузки. В этом случае перемещение золотника может управляться различными способами – механическим рычагом, гидравлическим пропорциональным блоком сервоуправления, электрогидравлическим джойстиком с потенциометром.

На рис. 7 приведен секционный гидрораспределитель, оснащенный вторичными клапанами и комбинированными системами управления золотников – механической (ручной), гидравлической, электрической. За счет замены секций с комбинацией различных золотников и внутренних систем управления
можно получить несколько моделей в одной группе.

Рис. 7. Типовой секционный гидрораспределитель с комбинированными системами управления

Гидрораспределители для промышленного оборудования имеют стандартную гидросхему и различные варианты золотников, коммутирующих направления потоков во внутренних каналах.

Некоторые исполнения золотников обеспечивают специальные характеристики регулирования потока рабочей жидкости. Гидрораспределители для мобильной техники выпускаются с разнообразными гидросхемами и также различными исполнениями золотников.

Применение видоизмененных гидрохем распределителей диктуется необходимостью максимально полезно использовать эффективность двигателя внутреннего сгорания на мобильной технике. Комбинация систем управления насосом и опций гидрораспределителя позволяет успешно выполнять такие требования.

Рис. 8. Параллельная гидросхема распределителя

Для примера на рис. 8 и рис. 9 приведены различные гидросхемы распределителей с открытым центром.

Рис. 9. Последовательная гидросхема распределителя

В параллельной гидросхеме нагнетательный канал на входе распределителя содержит ответвление. При положении золотников в нейтральной позиции поток рабочей жидкости свободно проходит через центральный канал и направляется на слив в гидробак.

При перемещении хотя бы одного золотника в рабочую позицию центральный канал перекрывается. Поток по ответвленному каналу поступает к золотнику, который направляет его в гидродвигатель.

При одновременном включении двух или нескольких золотников рабочая жидкость параллельно поступает в каждый гидродвигатель (например, гидроцилиндр). Если давление в рабочих полостях гидроцилиндров будет одинаково, то исполнительные механизмы начнут работать одновременно.

Но при разных давлениях нагрузки первым приступит к работе гидроцилиндр, в котором давление меньше. И только после его остановки заработает второй гидроцилиндр, давление в котором также меньше, чем у остальных.

В последовательной гидросхеме при нейтральном положении золотников рабочая жидкость также через центральный канал проходит на слив. Но при одновременном включении нескольких золотников поступать она будет только в один гидродвигатель.

Если, например, включен золотник 2, то поток рабочей жидкости направится в гидродвигатель 2. Рабочая позиция золотника 2 блокирует центральный канал, и при одновременном включении золотника 3 жидкость в гидродвигатель 3 поступать не будет.

Если одновременно включить золотник 1, он перекроет центральный канал перед золотником 2 и направит поток рабочей жидкости в гидродвигатель 1. Гидродвигатель 2 при включенном золотнике 2 остановится.

 

Таким образом, в последовательной гидросхеме при работе двух или более потребителей поток жидкости направится только в первую секцию гидрораспределителя, а не в последующие, до тех пор пока золотник первой секции не вернется в нейтральную позицию.

При перемещении золотников из нейтральной позиции в рабочие (для обеих гидросхем) поток от насоса поступает в одну или другую полость гидродвигателя. Шток гидроцилиндра выдвигается или втягивается; вал гидромотора вращается в левую или правую сторону, т.е. происходит реверс движения. Таким образом, гидрораспределитель управляет направлением потока.

Вместе с тем гидрораспределители могут регулировать и величину потока, т.е. менять расход рабочей жидкости, поступающий в гидродвигатель. Для этого на рабочих поверхностях золотников выполняют дросселирующие прорези.

Они позволяют плавно открывать площадь рабочих окон при перемещении золотника из нейтрали в рабочую позицию и тем самым управлять величиной потока.

От формы и размеров прорезей зависит качественная картина характеристики регулирования. Золотники с прорезями называют дросселирующими, а гидрораспределители с ними – пропорциональными.

В некоторых золотниках выполняют специальные каналы, позволяющие организовать LS управление, т.е. управление гидродвигателем, нечувствительное к действию внешней нагрузки.

Рис. 10. Конструктивные схемы золотников с дросселирующими прорезями и LS каналом

А, В – рабочие каналы, соединяемые с гидродвигателем; р — канал нагнетания; Т — канал слива, LS – каналы управления, нечувствительного к нагрузке

На рис. 10 показаны конструктивные схемы двух золотников с треугольными дросселирующими прорезями и LS каналом. Визуально ясно видна разница в размерах прорезей. Прорези с большим углом раскрытия пропускают увеличенный поток при одинаковом смещении золотника.

Действительные размеры прорезей соответствуют коду, обозначенному на торце золотников, и приведены в каталоге производителя. На рис. 11 показаны различные формы прорезей на реальных дросселирующих золотниках.

Рис. 11, а. Дросселирующий золотник с треугольными прорезями

Рис. 11, б. Дросселирующий золотник с комбинированными полукруглыми прорезями

Рис. 11, в. Дросселирующий золотник с прямоугольными прорезями

Рассмотрим изменение расхода, проходящего через золотник, в зависимости от площади рабочего окна и перепада давления на нем. Допустим, что максимальное перемещение золотника составляет 7 мм, 100%-ный расход при его крайнем положении – 25 дм3/мин, а величина перепада давления между нагнетательным каналом распределителя и гидродвигателем = 1,0 МПа. Обратимся к графику на рис. 12.

Рис. 12. Изменение расхода в зависимости от положения золотника и перепада давления

Перепад давления и расход начинают расти после преодоления зоны нечувствительности золотника, равной 1,5 мм. Такое перекрытие необходимо, чтобы предотвратить перетечки рабочей жидкости в гидродвигатель при положении золотника в нейтральной позиции.

Расход изменяется благодаря росту перепада давления на золотнике. Величину перепада давления при постоянной внешней нагрузке регулирует перемещение золотника, изменяя площадь проходного сечения для потока рабочей жидкости.

Значение расхода, поступающего в гидродвигатель, будет влиять на рабочее давление в нем. Таким образом, в зависимости от положения дросселирующего золотника пропорционально меняется величина расхода рабочей жидкости.

Когда золотник достигнет своего крайнего положения в рабочей позиции (7 мм), перепад давления на распределителе возрастет до установленногозначения (1,0 МПа), расход станет максимальным (25 дм3/мин). Рассмотрим теперь конструктивную схему типовой рабочей секции пропорционального гидрораспределителя, представленную на рис. 13.

Рис. 13. Конструктивная схема типовой рабочей секции пропорционального гидрораспределителя

А, В – рабочие каналы, соединяемые с гидродвигателем; р — канал нагнетания; Т — канал слива; LS – каналы управления нечувствительного к нагрузке

Из этого простого рисунка видно следующее. В нейтральной позиции золотника LS канал соединен со сливом. Давление в системе LS управления снижается до нуля.

Это позволяет насосу работать в разгруженном режиме и экономить значительное количество энергии. Во время начального движения золотника (примерно 1,5 мм) LS канал соединяется с рабочими портами А или В (в зависимости от направления перемещения).

В результате в канале нагнетания р устанавливается давление насоса. Его величина в конечном счете позволит гидродвигателю преодолеть внешнюю нагрузку, когда золотник откроется, и поток жидкости поступит в рабочий порт.

Для наглядности этого положения рассмотрим работу пропорционального гидрораспределителя совместно с насосом, оснащенным регулятором. Такая схема представлена на рис. 14.

Рис. 14. Схема работы гидропривода в холостом режиме

В нейтральной позиции дросселирующего золотника LS сигнал дренируется в гидробак, и запуск насоса осуществляется в условиях разгрузки при давлении 2,0 МПа. А теперь рассмотрим движение гидроцилиндра под нагрузкой в 16,0 МПа. Обратимся к схеме на рис. 15.

Рис. 15. Схема работы гидропривода под нагрузкой

Рабочая полость р1 гидроцилиндра соединяется с внутренним LS каналом гидрораспределителя, который связан с подпружиненной полостью регулятора насоса.

Система LS в насосах с переменным рабочим объемом при изменении внешней нагрузки поддерживает постоянный перепад давления и экономит значительное количество энергии, потребляемое от первичного двигателя. В данной схеме постоянным поддерживается перепад давления между насосом и гидроцилиндром = рн – р1.

 

cdmteh.ru