Материал: Исполнительный привод. учебное пособие. Литвиненко А.М

Устройства распределения и регулирования. Распределители разде-

ляют на золотники, краны и клапаны.

Площадь рабочего окна (проходного сечения гидроаппарата, в котором происходит изменение параметров потока) изменяется, соответственно, с помощью:

а) осевого смещения распределительного элемента (золотники); б) путем поворота пробки (краны); в) путем открытия и закрытия расходных окон (клапаны).

Золотниковые и крановые распределители. Такие распределители состоят из перемещающегося во втулке (гильзе) плунжера, на котором выполнены кольцевые проточки. Подвод и отвод жидкости осуществляются через окна питания.

По количеству подключенных внешних линий различают источники четырехлинейные, трехлинейные и двухлинейные золотники (рис. 2.9, 2.10 и 2.11 соответственно).

Если плунжер золотника не задерживается в среднем положении, то такой золотник называют 2-позиционным, если задерживается с помощью каких-либо устройств, то 3-позиционным.

Различают распределители с положительным (рис. 2.12), отрицательным (рис. 2.13) и нулевым (рис. 2.14) перекрытиями.

В идеальном золотнике имеет место линейная зависимость расхода Q от сигнала управления (перемещения золотника) (рис. 2.15).

Гидравлическое сопротивление золотника Р зависит от конструктивных особенностей, достаточно точно выражается параболой и может быть определено (в общем случае) зависимостью

( )

где (ϭ = 3 – 5, в зависимости от числа поворотов потока).

Поток жидкости в золотнике является преимущественно турбулентным. В крановых распределителях рабочий элемент (пробка) цилиндрического или кранового типа (рис. 2.16) совершает поворотные движения относительно

своей оси движения.

Крановые распределители применяются при давлении до 100 кг/м, поскольку при больших давлениях сила трения пробки о стенки должна достигать значительных величин. На рис. 2.17 показаны схемы включения распределителя в систему управления силовым цилиндром.

Пробка имеет два перпендикулярных, но непересекающихся отверстия. Она может занимать два или более угловых положения.

Клапанные распределители. Регуляторы. Эти распределители просты в изготовлении, надежны в эксплуатации, могут обеспечить высокую, практически полную, герметичность. Схема клапана показана на рис. 2.18.

66

Затворы клапанов приводятся в действие ручными, механическими и электромеханическими устройствами.

Распространены клапаны с качающимся рычагом, схема которого для питания гидроцилиндров показана на рис. 2.19 (4-ходовый клапанный распределитель). При повороте рукоятки 1 перемещается пара клапанов 2 или 3, обеспечивая подвод (отвод) жидкости к соответствующей полости силового цилиндра 4.

Сила, действующая на хвостовик закрытого клапана, определяется из выражения (рис. 2.20):

R = P1 F1 + Pnp + Sn – P2 (F2 – f),

где F1 и F2 – площади поверхностей контакта затвора F = π D2/4 с гнездом по

диаметрам D1 и D2;

pnp – усилие затяжки пружины; Sn – сила трения покоя;

f = π d2/4 – площадь хвостовика m затвора.

При условии pnp = const, P1 = const усилие R1, необходимое для перемещения затвора после того, как он оторвется от седла, составит

R1 = P1 F1 + Sϭ + Pnp – P2 (F2 – F) – Pcp (F1 –F2),

где Sϭ – сила трения движения;

Pcp = (R1 – R2)/2 – среднее давление в щели.

Следовательно, после отрыва затвора от гнезда усилие, необходимое для дальнейшего его перемещения, снизится (R > R1).

Клапаны используются в основном в качестве регуляторов давления

ирасхода. Клапанные регуляторы давления бывают нескольких типов.

1.Предохранительные (переливные). Они ограничивают превышение давления путем периодического и однократного отвода жидкости в бак

(рис. 2.21).

2.Редукционные (редукторы). Это автоматические клапаны, сопротивление которых равно разности между переменным давлением Рвх на входе

ипостоянным (редуцированным) давлением Ррез на выходе (рис. 2.22):

Рред < Рвх .

Жидкость под давлением Рвх, подводимая через канал 1 в камеру 2, пройдя дросселирующую щель, поступает в камеру 3 и канал 4 потребителя. Пружина 5 стремится открыть затвор, а силы давления на мембрану 6 Ррез и Рвх стремятся его закрыть. Для демпфирования колебаний применен дроссель 7.

67

Рис. 2.9

Рис. 2.10

Рис. 2.11

68

Рис. 2.12

Рис. 2.13

Рис. 2.14

Рис. 2.15

69