Клапанные гидрораспределители

В гидросистемах некоторых машин применяют также клапанные распределители, которые просты в изготовлении и надежны в эксплуатации, а также могут обеспечить высокую герметичность.

Затворы клапанов приводят в действие ручными, механическими и электротехническими устройствами. Из ручных устройств наиболее распространены клапаны с качающимся рычагом, схема которого для питания одной полости гидродвигателя приведена на рис.5.10, а.

Рис.5.26. Клапанные распределители:
а, б - с качающимся рычагом; в - с кулачковым приводом;
г - с электромагнитным приводом

В клапанном распределителе (см.рис.5.26, а) в нейтральном (среднем) положении качающегося рычага 1 оба клапана 2 и 3 находятся в своих гнездах; в этом положении клапанов канал b гидродвигателя отсоединен как от канала a, связанного с насосом, так и от канала c, связанного с баком. При повороте рычага 1 вправо с гидродвигателем соединяется канал a насоса, при повороте влево - канал бака.

Схема четырехходового клапанного распределителя представлена на рис.5.26, б. При повороте рукоятки 1 перемещается та или другая пары клапанов 2 или 3, обеспечивая подвод (отвод) жидкости к соответствующей полости силового цилиндра 4.

Распространены также клапаны с кулачковым приводом (рис.5.10, в). На валике 3 находятся четыре кулачка 2, соответствующим образом ориентированные один относительно другого. При повороте валика кулачки воздействуют на штоки соответствующего конусного затвора 1, обеспечивая подвод рабочей жидкости в полости илового цилиндра 5 и ее отвод. В положении, показанном на рассматриваемом рисунке, жидкость от канала, связанного с насосом, поступает через открытый (утопленный) затвор 4 в левую полость силового цилиндра 5 и удаляется в бак из правой полости цилиндра через клапан. Остальные два затвора находятся в своих седлах. При повороте валика вступают в действие эти затворы, обеспечивая подвод жидкости в правую полость цилиндра 5 и отвод ее из левой полости.

На рис.5.26, г представлена схема трехпозиционного клапанного распределителя прямого действия с двумя клапанами 1 и 4, управляемыми электромагнитами 2 и 3. При выключенных электромагнитах оба клапана прижаты пружинами к своим седлам. При этом магистраль нагнетания перекрыта, а полости гидродвигателя соединены со сливом.

При включении электромагнита 2 клапан 1, сжимая пружину, переместится в крайнее левое положение и прижмется к левому седлу. В этом положении одна из полостей потребителя соединится с напорной магистралью. При включенном электромагните 3 и выключенном электромагните 2 сработает клапан 4, соединив вторую полость потребителя с магистралью нагнетания.

В настоящее время наряду с гидрораспределителями с цилиндрическими золотниками в гидроприводах применяют гидрораспределители с плоскими зо­лотниками, которые более технологичны и просты в изготовлении, чем цилин­дрические. На рис. 5.27 представлена схема гидрораспределителя с плоским золотником. Золотник 2 совершает поступательное движение относительно кор­пуса 1, соединяя соответственно гидролинии А и Б то с напорной линией, то со сливом. Пружина 3 через втулку 4 диаметром D прижимает золотник к плоскому основанию силой F_п, обеспечивая тем самым герметичное разделение каналов в корпусе распределителя при малом значении рабочего давления. Если же давление насоса р велико, то суммарная сила прижатия F может быть выражена следующим образом:

. (2)

В формуле (2) существенную роль играет второе слагаемое. Распреде­лители с плоским золотником используют в системах с давлением более 20 МПа, обеспечивая при этом минимальные утечки рабочей жидкости.

По назначению гидрораспределители можно разделить на направляющие, которые предназначены только для изменения направления потока рабочей жидкости, и дросселирующие — изменяющие расход и направление потока. Все вышеприведенные схемы рассматривались как схемы направляющих рас­пределителей, однако каждый из этих распределителей может работать и как дросселирующий за счет постепенного перекрытия проходных сечений. Особен­но широко в качестве дросселирующих распределителей используются золотни­ковые. Если обратиться к схеме рис. 18, то можно заключить, что при по­стоянном перепаде давлений в гидрораспределителе расход через него

Q = φ (L),

где L — перемещение золотника от внешнего воздействия.

Формула определения расхода через дросселирующий гидрораспределитель аналогична формуле для расчета квадратичного дросселя (1). Только в отличие от регулируемого гидродросселя, который изменяет расход от 0 до Q_max, дросселирующий распределитель изменяет расход от

+Q_max до -Q_max, совмещая в себе функции дросселя и распределителя.

На рис. 5.28 представлена схема двухступенчатого дросселирующего рас­пределителя с электрическим управлением, получившая широкое распростране­ние в дистанционных системах управления гидроприводами большой мощности.

Электрический сигнал поступает на электромеханический преобразователь 1, который преобразует этот сигнал в механическое перемещение заслон­ки 2. Заслонка 2 и сопла 3 и 9 представляют собой два регулируемых дросселя типа «сопло-заслонка», которые совместно с настраиваемы дросселями 6 и 7 образуют гидравлический мост. В диагональ моста включен четырехлинейный золотниковый распределитель 8, управляющий основным потоком жидкости Q.

При смещении, например, заслонки 2 влево сопротивление сопла 9 увеличивается, а сопротивление сопла 3 уменьшается. Вследствие этого давление в торцевой полости золотника а увеличивается, а в полости б уменьшается. Под действием перепада давлений золотник, преодолевая усилие пружины 5, смещается вправо, изменяя тем самым направление и величину расхода Q. Чем больше отклонение заслонки от нейтрального положения, тем больше перепад давления в полостях а и б и, следовательно, больше смещение золотника.

В качестве электромеханических преобразователей в дросселирующих распределителях этого типа используют дифференциальные электромагнитные или поляризованные электромагнитные преобразователи.

[*] Пат. 2218540 (ФРГ). Stumpmeier Fritz. – Опубл. 24.10.74.