Пристрій і ремонт гідророзподільників

Пристрій і ремонт гідророзподільників, принципи роботи, схеми

Гидрораспределитель - це гідроапарат, що забезпечує зміну напрямку потоку робочої рідини в двох або більше гідролінії при наявності зовнішнього керуючого впливу. Щоб проводити ремонт гідророзподільників, треба грунтовно розібратися в принципах його роботи:

Гідророзподільники бувають напрямними і дросселірующімі.Направляющім називається гідророзподільник, що забезпечує перекриття або зміна напрямку потоку рідини за рахунок повного відкриття або повного перекриття відповідних прохідних перетинів.

• по конструкції запірно-регулюючого елемента - на золотникові, кранові та клапанні;
• числу зовнішніх гидроліній - на двохлінійні, трилінійні і т.д .;
• характерних позицій запірно-регулюючого елемента - на двохпозиційні, трипозиційні і т.д .;
• виду управління - на розподільники з ручним, механічним, електричним і гідравлічним управлінням;
• числу запірно-регулюючих елементів - на одноступінчасті, двоступінчасті і т.д.

В умовному позначенні гидрораспределителя (рис. 1) вказують число його позицій (I, II), зовнішні гідролінії (А, Д Р, Т7), що підводиться до розподільника, їх з'єднання, а також спосіб управління (ГОСТ 2.871-68 *). Більш детальніше про гідророзподільниках в нашому курсі гідравліки.

Число позицій зображують відповідним числом квадратів (прямокутників). Проходи зображують прямими лініями зі стрілками, що показують напрямок потоків робочої рідини в кожній позиції, а місця з'єднань проходів виділяють точками; закритий прохід зображують тупикової лінією з поперечної рискою. Зовнішні гйдролініі підводять тільки до вихідної позиції. Спосіб управління розподільником вказують знаками, пов'язаними з торців позначення розподільника.

Щоб уявити роботу гидрораспределителя в деякій робочій позиції, необхідно подумки пересунути відповідний цій позиції квадрат позначення на місце квадрата вихідної позиції, залишаючи лінії зв'язку в колишньому положенні. Тоді справжні напрямку потоку робочої рідини вкажуть стрілки, наявні в цьому квадраті.

Умовні позначення єдині для золотникових, кранових і клапанних гідророзподільників, тобто умовне позначення не відображає конструкцію їх запірно-регулюючих елементів.

Крім графічних позначень гідророзподільників, призводять також їх цифрові позначення у вигляді дробу: в чисельнику вказують число підведених до гідророзподільника зовнішніх гидроліній, в знаменнику - число його робочих (характерних) позицій. Наприклад, четирехлінейний трьохпозиційний гідророзподільник позначають дробом 4/3 (див. Рис. 1, г).

Запірно-регулюючі елементи (золотник, кран, клапан) в напрямних гідророзподільниках завжди займають фіксовані позиції за принципом «повністю відкрито» або «повністю закрито». Тому що направляє гідророзподільник практично не впливає на тиск і витрата потоку робочої рідини, що проходить через нього.

Розподільник складається з корпусу 7, циліндричного золотника 8, рукоятки 4 з віссю 3 і пальцем 2, кришок 1 і 9 і ущільнень. У центральному отворі корпусу 8 виконані п'ять кільцевих расточек, що утворюють порожнини Т1 А, Р, В і Т2 які повідомляються каналами з вхідними отворами. Порожнини Т1 і Т2 (зливні) з'єднані каналом Д. Золотник 8, розташований в центральному отворі корпусу 7, має три циліндричних паска, які перекривають відповідні циліндричні розточення корпусу. Каналами, виконаними в корпусі 7 і кришках 1 і 9, торцеві порожнини розподільника з'єднані з дренажною гідролінією. Шарик 5 пружиною б притискається до втулки 10, забезпечуючи фіксацію золотника в робочих позиціях.

Принцип роботи розподільника наступний. У вихідній позиції (їй відповідає середній квадрат умовного позначення, показаного на рис. 2, в) все прохідні перетини в Гідророзподільники перекриті. При зміщенні золотника, наприклад вправо (рис. 2, б) в позицію I (при цьому лівий квадрат на рис. 2, в як би пересувається на місце середнього), напірна порожнина Р розподільника з'єднується з порожниною А і потік рідини під тиском надходить на вихід розподільника і далі, наприклад, в ліву порожнину гідроциліндра Ц (див. рис. 2, в). При цьому порожнину В розподільника, а значить, і права порожнину гідроциліндра Ц, через золотник з'єднується з порожниною Т2, тобто зі зливом. При зміщенні золотника з нейтральної позиції вліво, тобто при перемиканні гідророзподільника в позицію II (див. рис. 2, в), напрямок потоку рідини змінюється: порожнину Р (см. рис. 2, а) з'єднується з порожниною В, а порожнину А - з порожниною Т1.

Основним недоліком гидрораспределителя циліндричним золотником є ​​наявність витоків рідини через діаметральний зазор між корпусом (гільзою) і золотником.

Дросселирующим називається гідророзподільник, що забезпечує зміна як напрямку руху рідини в декількох гідролінії одночасно, так і витрати в них відповідно до зовнішнім керуючим впливом.

На відміну від направляючого гидрораспределителя запірно-регулюючий елемент дросселирующего гидрораспределителя може займати безліч проміжних "робочих положень". При цьому він одночасно працює і як запірно-регулюючий елемент регульованого гідродроселя, створюючи опір проходженню потоку робочої рідини. Зазвичай площа прохідного перетину в дроселюючому Гідророзподільники залежить від величини керуючого сигналу.

Таким чином, дросселирующий гідророзподільник є комбінацією направляючого гидрораспределителя і регульованих гідродросель з поєднаним управлінням.

При відсутності сигналу на електромагнітах золотник 2 розподільника знаходиться в вихідної (нейтральної) позиції. При цьому всі прохідні перетини в розподільнику перекриті.

При подачі керуючого сигналу на один з електромагнітів, наприклад ЕМ-1, золотник переміщається вправо в позицію I (рис. 3, б, в) і робоча рідина надходить з гідролінії Р в гідролінію А через дросселирующие щілину 3, витрата робочої рідини через яку залежить від потужності поданого керуючого сигналу. Від гидрораспределителя рідина направляється в ліву порожнину гідроциліндра Ц, а рідина, що витісняється з правої порожнини гідроциліндра Ц, надходить по гідролінії У в гідророзподільник. Тут вона проходить через другу дросселирующие щілину 4 і надходить через гідролінію на слив Т.

Аналогічно працює гідророзподільник і за умови подачі керуючого сигналу на електромагніт ЕМ2. Відмінність полягає лише в тому, що золотник при цьому зміщується вліво.

Зазвичай в системах управління один з керуючих сигналів, що надходять на електромагніт ЕМ-1 або ЕМ2, приймається позитивним, а інший - негативним. Таким чином, гідророзподільник в залежності від знака сигналу забезпечує необхідний напрям руху поршня гідроциліндра, а в залежності від потужності керуючого сигналу - необхідну швидкість його переміщення.

Основні правила побудови умовних позначень напрямних гідророзподільників, поширюються і на дросселирующие гидрораспределители. Ознакою дросселирующего гидрораспределителя в його умовному позначенні є наявність двох додаткових паралельних ліній (над позначенням і під ним) (див. Рис. 3, в). При цьому квадрати в позначенні відповідають характерним позиціям гидрораспределителя.

Основними перевагами золотникових гідророзподільників є їх компактність і розвантажені від осьових сил, що значно зменшує зусилля, необхідне для управління золотником.

Істотним недоліком дросселирующих гідророзподільників є можливість забруднення зазорів між золотником і корпусом. Тому в системах автоматичного управління для усунення зазначеного явища золотникам повідомляють поворотні або зворотно-поступальні коливання високої частоти (більше 50 Гц) і невеликої амплітуди (10. 100 мкм). Забезпечується це за допомогою механічних вібраторів або електромеханічних засобів.

Крім золотникових, до дросселирующим Гідророзподільники відносяться струменеві гидрораспределители. Такі гідророзподільники часто використовуються як попередня щабель гідравлічного управління в гідророзподільниках з багатоступеневим управлінням.

Гідророзподільники з електричним керуванням. Електричне управління в гідророзподільниках застосовується при умовних проходах Dy <10 мм, так как у управляющих электромагнитов обычно ограничены тяговое усилие и ход. Для больших условных проходов такие гидрораспределители делают двухступенчатыми, причем первая из ступеней является гидравлическим устройством предварительного усиления мощности входного управляющего сигнала. Эти гидрораспределители называются еще гидрораспределителями с электрогидравлическим управлением, а если гидрораспределитель дросселирующий — электрогидравлическими усилителями (ЭГУ). Для такого устройства входным является электрический сигнал, а выходным — некоторый поток рабочей жидкости с параметром (расходом или давлением), пропорциональным мощности входного сигнала. Направление потока и знак перепада давления при этом соответствуют знаку входного электрического сигнала.

ЕГУ складається з електромеханічного перетворювача, в якому електричний сигнал перетвориться в якийсь механічне переміщення (поворот валу або переміщення штовхача електромагніту), і гідравлічного підсилювача потужності.

При відсутності електричного сигналу, що управляє золотники обох розподільників під дією пружин знаходяться в середніх (нейтральних) позиціях. При цьому золотник 1 з'єднує торцеві порожнини розподільника другого ступеня зі зливом, а золотник 5 перекриває всі прохідні перетини

При надходженні сигналу, наприклад на електромагніт ЕМ-1, золотник 1 зміщується до упору вправо, т. Е. Розподільник першого ступеня перемикається в позицію I. При цьому по каналу X потік рідини під тиском надходить у ліву торцеву порожнину гидрораспределителя другого ступеня, а його права торцева порожнину через канал Yсоедіняется зі зливом. На торцях золотника 5 виникає перепад тисків, під дією якого він зміщується вправо, тобто основний гідророзподільник перемикається в позицію I. При цьому з'єднуються гідролінії Р з А і В з Т.

При надходженні сигналу на вхід електромагніту ЕМ2 золотники 7 і 5 переміщаються вліво, т. Е. Гідророзподільник перемикається в позицію II. При цьому з'єднуються гідролінії Р з В і А з Т.

На практиці найбільш широкого поширення набули двох-дросельні (по числу регульованих гідродросель) гідропідсилювачі типі «сопло - заслінка» гідропідсилювач складається з двох регульованих гідродросель типу «сопло - заслінка» і двох постійних (балансних) гідродросель 1 і 6. Важливий елемент цього пристрою - підпружинений центрирующими пружинами 8 золотник 7 дросселирующего гидрораспределителя, який є гідропідсилювачем другого каскаду посилення ЕГУ.

Ремонт секційних гідророзподільників доцільніше проводити на УП "Белгідросіла".

Розглянутий електрогідравлічний підсилювач можна представити у вигляді блок-схеми. Відповідно до неї електричний сигнал управління i надходить на електромеханічний перетворювач 3, який повертає заслінку 4 на деякий кут. пропорційний сигналу (силі електричного струму) i. При цьому гідравлічний опір одного з регульованих дроселів типу «сопло-заслінка» (з соплом 2 або 5) зростає, а іншого - зменшується. В результаті утворюється перепад тиску? Р = р1 - р2, пропорційний куту. Таким чином, для гідропідсилювача типу «сопло -заслонка» вхідним сигналом служить кут повороту а заслінки, а вихідним - перепад тиску? Р. Гідропідсилювач типу «сопло-заслінка» є гідропідсилювачем першого каскаду.

Так як тиску р1 і р2 підводяться до торцевих порожнин дросселирующего гидрораспределителя, то утворився перепад тиску? Р створює відповідне зусилля, що діє на золотник 7. Це призводить до того, що золотник 7 зміщується з нейтрального положення на деяку відстань х. Цей зсув визначається жорсткістю центрирующих пружин 8 золотника 7, а значить, пропорційно перепаду тиску р на його торцях, тобто центрирующие пружини 8 і торцеві поверхні золотника 7 виконують роль гідромеханічного перетворювача, який перетворює виник перепад тиску? р на торцях золотника 7 в його зміщення х.

Зсув золотника 7 з нейтрального положення на відстань х призводить до того, що відкриваються відповідні прохідні перетини дросселирующего гидрораспределителя. Наприклад, якщо золотник 7 зміститься вправо, то гидролінія А з'єднається з напірним трубопроводом, а гидролінія В - із зливним. Через відкриті дросселирующие вікна гидрораспределителя почнеться рух робочої рідини з витратою Q, пропорційним зсуву золотника х. Таким чином, для дросселирующего гидрораспределителя, що є гідропідсилювачем другого каскаду, вхідним сигналом управління служить зсув золотника х а вихідним - витрата робочої рідини Q, що надходить до споживача.