3.Гидроаппаратура

Гидроаппаратами называют устройства, служащие для управления потоками жидкости: изменения или поддержания заданного давления или расхода,а также изменения направления движения потока.

Среди гидроаппаратов можно выделить три наиболее характерных типа.

Гидрораспределители-устройства, основным назначением которых является изменение согласно внешнему управляющему воздействию направления движения потоков жидкости в нескольких гидролиниях. Наиболее широко применяют золотниковые гидрораспределители.

Клапаны- устройства, способные изменять проходную площадь, пропускающую поток, под его воздействием. Основное назначение клапанов – поддержать в полостях гидросистем давление жидкости в заданных пределах независимо от пропускаемого расхода ( напорные и редукционные клапаны), ограничивать в безопасносных пределах повышение давления (предохранительные клапаны), допускать движение потока в одном определенном направлении( обратные клапаны)

Дроссели- регулирующие устройства, способные устанавливать определенную связь между перепадом давлений до и после дросселя и пропускаемым расходом.

Часто гидроаппараты совмещают функции основных перечисленных типов. Например, гидрораспределители кроме распределительных функций выполняют функции дросселей, а клапаны используются как элементы, распределяющие потоки.

Гидроаппараты совместно с гидромашинами( насосами и гидродвигателями) образуют гидросистемы и , в частности, гидропередачи.

Гидрораспределители разделяют по типу запорно-регулирующих элементов на золотниковые, крановые, и клапанные.

Простейшие двухпозиционный золотниковый гидрораспределитель служит для изменения направления движения поршня гидроцилиндра и способен работать в двух крайних позициях.Такой гидрораспределитель выполняет только функции позиционного переключателя и не может выполнять регулирующие функции, т.е. плавно и непрерывно изменять скорость и направление движения поршня в гидроцилиндре.

Четырехщеловой золотниковый гидрораспределитель,выполняющий функции как переключателя так и регулирующего органа, предназначен для управления движением жидкости по четырем гидролиниям.

Линейность связи между расходом Q и величиной смещения золотника является важнейшим свойством золотникового гидрораспределителя как регулирующего устройства. Питание гидроприводов осуществляется большей частью насосными установками с переливным клапаном, которые подают жидкость при р=соnst. Если к штоку гидроцилиндра приложена постоянная сила F=pS( где S-площадь поршня), то скорость поршня будет прямо пропорциальна смещению золотника.

Если сила F или давление p изменяются незначительно, то сила F и при постоянной скорости поршня V=Q/S прямо пропорциональна смещению.

Таким образом, золотниковый гидрораспределитель как регулирующий гидроаппарат позволяет осуществить простейшую наиболее удобную связь между величиной смещения, скоростью золотника и силой F при управлении гидродвигателями.

Цилиндрические и плоские золотниковые гидрораспределители удобны как для позиционного переключения, так и для регулирования работы гидродвигателей. Их главным недостатком являются утечки, которые не позволяют удерживать гидродвигатель под нагрузкой в неподвижном состоянии. В таких случаях для позиционного переключения предпочтительны клапанные гидрораспределители, имеющие увеличенные по сравнению с золотниками размеры и массу, но позволяющие герметически перекрывать гидролинии.

Клапаны используют в гидросистемах и гидропередачах в качестве автоматических регулирующих устройств.

Клапаны гидросистем в отличие от насосных клапанов соприкасаются с седлом по достаточно острой кромке.При таком контакте и в случае ограниченного числа рабочих циклов легче обеспечивается хорошая герметичность закрытого клапана.

В отличии от насосных клапанов, работающих при малых перепадах давлений, клапаны гидросистем используют во всем диапозоне давлений, в том числе при самых высоких давлениях (30…45 МПа) С ростом давления увеличивается вероятность работы клапанов в режиме автоколебаний, что нежелательно.

При использовании в гидросистеме клапаны должны обеспечивать заданную герметичность , работать без автоколебаний и, самое главное,иметь характеристику – зависимость перепада давлений от пропускаемого расхода нужной формы. Последняя зависит от свойств проточной части клапана и его пружины.

Назначение дросселей- устанавливатьжелаемую связь между пропускаемым расходом и перепадом давлений до и после дросселя. По характеру рабочего процесса дроссели являются гидравлическими сопротивлениями с регламентированными характеристиками. Приенение дросселей в качестве регулирующих элементов требует от них двух качеств:

-возможность получения характеристики, т. Е. зависимости p=f(Q), желаемого вида;

-сохранение стабильности характеристики при эксплуатации, а именно ее слабая зависимость от изменения температуры ( вязкость) жидкости, подверженность засорениям, облитерации.

Использование в качестве дросселей капилляров, т. е. длинных трубок со значительными сопротивлениями трения в зоне ламинарного течения, позволяет получать дросселирующие элементы с линейной взаимосвязью между между расходом Q и потерями р давления, что весьма желательно.

Учитывая, что при ограниченной длине дроссельных капилляров длина начального участка ламинарного потока соизмерима с полной длиной капилляра, линейность указанной взаимосвязи будет приближенной.

Из-за ограничений линейные дроссели с ламинарным течением применяют редко.

Широко применяют в качестве дросселирующих устройств местные сопротивления, используемые в зоне квадратичных режимов течения,- демпфирующие дроссели в виде цилиндрических насадков. Их назначение – гашение колебаний клапанов. Сопротивление таких дросселей должно быть достаточным, чтобы препятствуя быстрому втеканию и вытеканию жидкости не давать возможности возникнуть периодическим колебаниям клапана. Однако слишком большое сопротивление замедляет подъем и посадку клапана при смене его режимов работы,т.е. лишает его быстродействию, что недопустимо. Подбор сопротивлений дросселей выполняют экспериментально.

В системах гидроавтоматики широко используют квадратичные дроссели для малых расходов,но с необходимостью обеспечения значительного понижения давления.