5.1.3 Редукционные клапаны

Служат для создания на участке гидросистемы постоянного давления, меньшего, чем давление, развиваемое насосом. Клапаны могут применяться для регулирования усилия, развиваемого рабочим органом. Редукционные клапаны используются также в регуляторах расхода.

Условные изображения и место установки клапана в системе показаны на рис. 4.4,б,в,г.

Вариант конструкции редукционного клапана представлен на рис. 4.4,а.

При холостых режимах работы давление масла в гидросистеме обычно невелико (значительно ниже того, на которое настроен клапан). В результате под действием слабой пружины 5 и собственного веса поршень устанавливается в крайнем нижнем положении, кольцевая щель между кромками нижнего бурта поршня и расточки корпуса при этом имеет максимальную величину и выходное давление меньше того, под которым масло подходит к клапану, лишь на величину потерь, обусловленных конструкцией клапана.

При рабочих режимах давление масла в гидросистеме возрастает и устанавливается равновесие сил на поршне клапана, которое (без учёта сил инерционных, трения и колебаний жёсткости пружины) можно представить уравнением

p₂(F_В+F_Г) = p_ДF_Д+P_пр+G,

где р₂ – давление в потоке на выходе из клапана (редуцированное);

p_Д – давление в полости Д клапана;

F_В, F_Г, F_Д – площади торцев поршня в соответствующих полостях, при этом F_В+F_Г = F_Д;

P_пр – сила пружины; G – вес поршня.

При возрастании давлений p2и pД выше давления "настройки" клапана открывается шариковый клапан, соединяя полость Д со сливной линией и pД резко падает. Быстрому выравниванию давлений p2 и pД препятствует демпфер 3, в результате равновесие сил на поршне нарушается, он поднимается вверх, уменьшая проходное сечение щели. Подача масла в выходную полость Б будет уменьшаться, давление в ней также будет уменьшаться и когда оно достигнет величины, обусловленной настройкой клапана, равновесие сил восстановится и поршень прекратит перемещение. При уменьшении p2 поршень идет вниз, увеличивая щель, связывающую полости А и Б. Давление увеличивается и когда оно достигает величины, на которую настроен клапан, перемещение поршня прекращается. Таким образом, при колебаниях давления p2 поршень смещается, изменяя величину щели, а значит и её сопротивление, и давление стабилизируется.

5.1.4 Клапаны соотношения давлений (пропорциональные)

Клапаны поддерживают постоянное соотношение между давлением на входе р₁ и на выходе р₂.

Уравнение равновесия сил на поршне клапана (рис. 4.5): р1F1 = р2F2, где F1 и F2 – рабочие площади левого и правого торцев поршня. Очевидно: р1/р2=F2/F1=const.

5.1.5 Клапаны (регуляторы) давления для уравновешивающих цилиндров

(рис. 4.6, а также на рис. 7.3 – клапан К8)

Когда рабочий орган движется вверх, поток масла идет в уравновешивающий цилиндр через полость А клапана, щель между корпусом и основной дросселирующей кромкой 2, полость Б и канал 8. При этом клапан, работая аналогично редукционному, поддерживает постоянное давление в выходном канале 8.

При движении рабочего органа вниз масло вытесняется из уравновешивающего цилиндра в канал 8 и идёт через полость Б клапана, щель между корпусом и дополнительной дросселирующей кромкой 3 золотника и полость Е, откуда сливается в бак. В этом случае клапан, работая аналогично переливному, поддерживает постоянное давление во входном канале, которым является тот же канал 8.

При работе клапана в редукционном и переливном режимах давление масла в полости уравновешивающего цилиндра определяется настройкой одного и того же вспомогательного клапана 6, поэтому усилие уравновешивающего цилиндра остается практически постоянным при движении рабочего органа в обе стороны и при остановке его в промежуточном положении.