4. Гидрораспределители

При эксплуатации гидросистем возникает необходимость изменения направления потока рабочей жидкости на отдельных ее участках с целью изменения направления движения исполнительных органов машины. Эти и некоторые другие функции могут выполняться специальными гидроаппаратами, которые называются направляющими аппаратами или гидрораспределителями. Размеры и масса гидрораспределителей зависят от расхода жидкости через них, с увеличением которого они увеличиваются.

По конструкции запорно-регулирующего элемента гидрораспределители подразделяются следующим образом.

• Золотниковые. Запорно-регулирующим элементом является золотник цилиндрической или плоской формы. В золотниковых цилиндрических гидрораспределителях изменение направления потока рабочей жидкости осуществляется путём осевого смещения запорно-регулирующего элемента.

• Крановые. Запорно-регулирующим элементом служит кран. В этих гидрораспределителях изменение направления потока рабочей жидкости достигается поворотом пробки крана, имеющей плоскую, цилиндрическую, коническую или сферическую форму.

• Клапанные. Запорно-регулирующим элементом является клапан. В клапанных распределителях изменение направления потока рабочей жидкости осуществляется путём последовательного открытия и закрытия рабочих проходных сечений клапанами (шариковыми, тарельчатыми, конусными и т.д.) различной конструкции.

По числу фиксированных положений золотника гидрораспределители подразделяются: на двухпозиционные, трёхпозиционные и многопозиционные. По управлению гидрораспределители подразделяются на гидроаппараты с ручным, электромагнитным, гидравлическим или электрогидравлическим управлением. Крановые гидрораспределители используются чаще всего в качестве вспомогательных в золотниковых распределителях с гидравлическим управлением.

4.1. Золотниковые гидрораспределители

З

Рис. 14. Схема (а) и обозначение (б)

гидрораспределителя

апорно-регули-рующим элементом золотниковых гидрораспределителей явля-ется цилиндрический золотник 1 (рис. 14, а), который в зависимости от числа каналов (подводов) 3 в корпусе 2 может иметь один, два и более поясков. На схемах гидрораспределители обозначают в виде подвижного элемента, на котором указываются линии связи, проходы и элементы управления. Рабочую позицию подвижного элемента изображают квадратом (прямоугольником), число позиций соответствует числу квадратов (рис.14, б).

В зависимости от числа подводов (линий, ходов) распределители могут быть двухходовые (двухлинейные), трёхходовые (трёхлинейные), четырёх- и многоходовые. В соответствии с этим в обозначениях гидрораспределителей (рис. 15) первая цифра говорит о числе подводов.

Н апример, из обозначения гидрораспределителя «4/2» можно понять, что он имеет 4 подвода, т.е. он четырехходовой (четырехлинейный). Вторая цифра в обозначении говорит о числе позиций. То же обозначение распределителя «4/2» говорит, что у него две позиции. Примеры обозначения распределителей приведены на рис.15.

Н

Рис. 15. Примеры обозначения типов

распределителей

а рис. 16 представлены виды управления гидрораспределителями.

1. Распределитель 4/2 с управлением: а) от кулачка с пружинным возвратом; б) от рукоятки с фиксатором; в) от двух электромагнитов; г) от электромагнита с пружинным возвратом

а б в г

2. Распределитель 4/3 с соединением нагнетательной линии и обоих отводов на бак при среднем положе­нии золотника с управлением: а) от руки с фиксатором; б) от двух электромагнитов; в г) д) ) электрогидравлическим от одного вспомогательного распределителя, от независимого потока, без регулирования времени срабатывания; г) электрогидравлическим от двух вспомогательных распределителей, от основного потока, без регулиро­вания времени срабатывания; д) электрогидравлическим (упро­щенное изображение)

а в б г д

Рис. 16. Обозначения видов управления гидрораспределителями

Рассмотрим устройство и принцип работы золотникового гидрораспределителя 4/3 с электрическим управлением¹ фирмы «Rexroth» (рис. 17).

В корпусе 1 выполнено центральное отверстие, в котором расположен подвижный распределительный золотник 2, и кольцевые расточки, образующие распределительные кромки, соединенные с рабочими каналами распределителя, которые по международным стандартам обозначены буквами латинского алфавита: Р - канал подвода рабочей жидкости под давлением; А и В - каналы соединения с рабочими гидролиниям других гидравлических устройств; Т - сливной канал.

Р ис. 17. Схема и условное обозначение золотникового гидрораспределителя 4/3 с электрическим управлением фирмы «Rexroth»:

1 – корпус; 2 – золотник распределительный; 3 – толкатель; 4 - электромагнит

постоянного тока левый;

5 – электромагнит переменного тока правый; 6 – пружина; 7 – втулка; 8 – шайба упорная; 9 – втулка толкателя; 10 – кнопка ручного управления левая; 11 – кнопка ручного управления правая

Распределительный золотник 2 приводится в действие толкателями 3, которые крепятся к якорям маслонаполненных электромагнитов 4 и 5 постоянного или переменного тока. На рис. 17 для наглядности слева изображен электромагнит 4 постоянного тока, а справа электромагнит 5 переменного тока. Полость якоря обоих магнитов соединена со сливом Т.

Возврат распределительного золотника 2 в исходное положение осуществляется центрирующими пружинами 6, которые размещены во втулках 7, опирающихся на шайбы 8, установленные на золотнике 2. Пружины 6 с одной стороны опираются на внутреннюю торцевую поверхность втулок 7, а с другой стороны – на втулки 9, зафиксированные на толкателях 3. Электромагниты 4 и 5 имеют кнопки 10, 11 ручного (аварийного) управления, с помощью которых можно перемещать распределительный золотник 2 при отключенном электромагните.

Принцип действия. При отсутствии сигнала управления, т. е. в исходном положении, распределительный золотник 2 под действием усилия, развиваемого центрирующими пружинами 6, занимает положение, при котором все рабочие каналы Р, Т, А, В при помощи распределительного золотника 2 и распределительных кромок, выполненных в корпусе 1, перекрыты, т. е. отсечены друг от друга. При подаче сигнала управления¹ на электромагнит 4, распределительный золотник 2 под действием управляющего усилия перемещается в крайнюю правую позицию.

При этом с помощью распределительного золотника 2 и распределительных кромок, выполненных в корпусе 1, обеспечивается следующее взаимное соединение рабочих каналов: Р-В и А-Т, т.е. в гидролинию, соединенную с каналом А, из канала Р подается рабочая жидкость под давлением, а гидролиния, соединенная с каналом В, соединяется со сливом Т. При подаче сигнала управления на электромагнит 5 распределительный золотник 2 под действием управляющего усилия перемещается в крайнюю левую позицию. При этом с помощью распределительного золотника 2 и распределительных кромок, выполненных в корпусе 1, обеспечивается следующее взаимное соединение рабочих каналов: Р-А и В-Т, т.е. в гидролинию, соединенную с каналом В, из канала Р подается рабочая жидкость под давлением, а гидролиния, соединенная с каналом А, соединяется со сливом Т.

На рис. 18 показан гидрораспределитель 4/3 с ручным управлением типа WMM фирмы «Rexroth». При отсутствии управляющего усилия, т.е. в исходном положении, распределительный золотник 2 под действием усилия, развиваемого центрирующими пружинами 9, занимает положение, при котором рабочие каналы Р, Т, А, В при помощи распределительного золотника 2 и распределительных кромок, выполненных в корпусе 1, перекрыты, т.е. отсечены друг от друга.

При отводе рукоятки 8 механизма управления влево распределительный золотник 2 под действием управляющего усилия перемещается в крайнюю правую позицию. При этом с помощью распределительного золотника 2 и распределительных кромок, выполненных в корпусе 1, обеспечивается следующее взаимное соединение рабочих каналов: Р-В и А-Т, т.е. в гидролинию, соединенную с каналом А, из канала Р подается рабочая жидкость под давлением, а гидролиния, соединенная с каналом В, соединяется со сливом Т.

Рис. 18. Схема и условное обозначение гидрораспределителя 4/3 с ручным управлением фирмы «Rexroth»:

1 – корпус; 2 – золотник распределительный; 3 – кольцо стопорное; 4 – толкатель;

5 – уплотнение; 6 – втулка;

7 - кулиса; 8 – рукоятка механизма управления; 9 – пружина центрирующая; 10 – шайба упорная; 11 – кольцо стопорное; 12 - уплотнение

При отводе рукоятки 8 механизма управления вправо распределительный золотник 2 под действием управляющего усилия перемещается в крайнюю левую позицию. При этом с помощью распределительного золотника 2 и распределительных кромок, выполненных в корпусе 1, обеспечивается следующее взаимное соединение рабочих каналов: Р-А и В-Т, т.е. в гидролинию, соединенную с каналом В, из канала Р подается рабочая жидкость под давлением, а гидролиния, соединенная с каналом А, соединяется со сливом Т.

Н а рис. 19 изображен гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением, макет которого имеется в лаборатории кафедры гидравлики.

О

Рис. 19. Принципиальная схема и условное обозначение гидрораспределителя

с электрогидравлическим управлением

н состоит из основного гидрораспределителя 2 с гидравлическим управлением и вспомогательного гидрораспределителя 1 с электромагнитным управлением. Основной гидрораспределитель управляет потоком рабочей жидкости гидросистемы, а вспомогательный регулирует поток управления. Такие гидрораспределители применяют в гидроприводах с дистанционным и автоматическим управлением при больших расходах и высоком давлении в гидросистеме, когда применение гидрораспределителей с электромагнитным управлением невозможно.

В

Рис. 20. Общий вид (а) и продольный разрез (б) моноблочного четырехзолотникового гидрораспределителя

зависимости от числа золотников гидрораспределители подразделяют на распределители с одним и несколькими золотниками. В последнем случае распределители могут быть моноблочными или секционными. Секции распределителя соединяют между собой болтами. На рис. 20 показан моноблочный гидрораспределитель.