Добавил:
timofeev.9@mail.ru Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
bashta_t_m_gidravlicheskie_privody_letatel_nykh_apparatov.pdf
Скачиваний:
458
Добавлен:
05.01.2020
Размер:
25.41 Mб
Скачать

.будет и давление pi при всех расходах жидкости через переливной кла­ пан 9.

Для компенсации сливного давления р2 в клапане 9 выполнено свер­ ление 10, соединяющее сливную полость клапана с камерой 5, диаметр которой равен диаметру седла клапана.

Схема подобного клапана, применяемого в самолетных гидросисте­ мах, приведена на рис. 194,6.

На рис. 195 представлена схема клапана с расположением вспомо­ гательного шарикового клапана внутри основного (переливного) кла­ пана. Этот клапан более прост, чем клапан, представленный на рис. 194, в изготовлении, однако отличается от последнего неуравновешенностью от действия сил сливного давления. Эта неуравновешенность определя-

ется отношением

 

d \

и ^2 соответственно диаметр поршня

^1

-----$ » гДе

и гнезда клапана.

^2

 

 

 

 

 

 

В ы б о р о сн о в н ы х п а р а м е т р о в к л а п а н а с с е р в о д е й с т в и е м

 

Для повышения чувствительности клапанов с серводействием

(см.

рис. 194,6) диаметр dK сечения

канала вспомогательного шарикового

клапана 3 желательно увеличивать. Однако увеличение сечения

этого

отверстия ведет к

увеличению размера пружины 4. Опыт показывает,

что оптимальный диаметр dKсоставляет 4—5 мм; диаметр шарика вспо­ могательного клапана выбирают равным (1,2—1,3)dK.

Высоту Н пружины 1 в свободном состоянии выбирают на соотно­ шения Я^ЗДдр, где Дф — наружный диаметр пружины.

Скорость течения масла через окна и прочие каналы клапана вы­ бирают, если это не противоречит прочим требованиям, в пределах 5— 6 м/сек.

Диаметр поршенька 2 клапана выбирают равным примерно двум диаметрам D подводящего канала. Увеличение диаметра этого поршень­ ка повышает чувствительность клапана, однако при этом растут его га­ бариты. Диаметр dK дросселя 5 выбирают в 3—4 раза меньше диамет­ ра dKотверстия шарикового клапана 3.

В связи с приведенными рекомендациями по выбору диаметра дрос­ селя 5 следует отметить, что выбор его производится с учетом того, что при уменьшении его ускоряется открывание (подъем) клапана 2 и повы­ шается устойчивость агрегата. Но в интересах повышения интенсив­ ности закрывания клапана 2 диаметр я?д дросселя 5 желательно увеличи­ вать.

Предохранительные сервоклапаны с индикаторным стержнем

 

Применяются

также

сервоклапаны

с индикаторным

стержнем

(рис. 196),

отличительной

особенностью

которых является

то,

что

на

вспомогательный

шариковый кла­

 

 

 

 

 

пан 1 после его открывания дейст­

 

 

 

 

 

вует не пониженное давление р3 над

 

 

 

 

 

клапанной полости 5, как это проис­

 

 

 

 

 

ходит в рассмотренных выше клапа­

 

 

 

 

 

нах (см. рис. 194), а давление р\

 

 

 

 

 

напорной магистрали, передаваемое

 

 

 

 

 

через индикаторный стержень

2.

 

 

 

 

 

Для этого последний посажен в от­

 

 

 

 

 

верстие подвижного клапана 3 с ми­

 

 

 

 

 

нимальным

радиальным

зазором,

 

 

 

 

 

гарантирующим

герметичность

со­

 

 

 

 

 

единения.

 

 

особенно­

Рис. 196. Предохранительный

клапан с

Благодаря указанной

серводействием и индикаторным

стер­

сти время полного открывания

ша­

 

жнем

 

 

 

17*

2 5 9

рикового клапана 1 не будет зависеть от величины сопротивления дрос­ селя 4, проходное сечение которого может быть выбрано достаточно малым, а следовательно, перепад давления дросселя может быть по­ вышен.

Нетрудно видеть, что шариковый клапан 1 отрывается в рассмат­ риваемой схеме от своего гнезда под действием как силы давления р\ жидкости, поступившей в надклапанную полость 5 через дроссель 4, так и силы этого давления на индикаторный стержень 2.

Так как применение индикаторного стержня позволяет значительно увеличить перепад давления на дросселе 4, ускоряется открывание ос­ новного клапана 3 и повышается его чувствительность, а также повыша­ ется благодаря демпфирующему действию дросселя 4, его устойчивость против колебаний и стабильность работы.

Место установки клапанов

Предохранительные клапаны должны устанавливаться возможно ближе к тем агрегатам, для защиты которых они предназначены.

Для сглаживания (срезания) пиков давлений, развивающихся при мгновенно нарастающих расходах через клапаны или гидравлическом ударе, рекомендуется применять клапаны прямого действия (см. рис. 185, а и 186) с минимальной массой подвижных частей, так как при применении для этих целей клапанов с серводействием (см. рис. 194) мо­ гут возникнуть из-за неизбежного запаздывания в открывании основного клапана большие забросы давления (см. стр. 93). Как видно на рис. 194, а, смещение основного переливного клапана 9 и плунжера 3 мо­ жет произойти лишь после того, как будет открыт вспомогательный кла­ пан 7 и жидкость, заполняющая камеру 4, вытеснится в бак. Процесс вытеснения жидкости, а следовательно, и открывания основного клапана будет зависеть также от перетекания в камеру 4 жидкости из напорной магистрали через дроссель 2. Испытания показали, что даже в лучших образцах подобных клапанов разрыв между началом открывания вспо­ могательного клапана 7 и основного переливного клапана 9 составляет 0,01 сек, однако подобное запаздывание может послужить при некото­ рых условиях причиной большого заброса давления, способного разру­ шить трубопроводы и вывести из строя различные приборы.

Для уменьшения заброса давления необходимо стремиться к умень­ шению величины пути перемещения переливного клапана.

ДИ АФ РАГМ ЕН Н Ы Е (ПЛАСТИНЧАТЫ Е) ПРЕД ОХРАНИ ТЕЛ ЬНЫ Е КЛАПАНЫ

Втех случаях, когда применение обычных предохранительных клапанов затруднительно, часто применяют разрывные диафрагменные

 

(пластинчатые) клапаны (рис. 197), рабочая

 

часть которых представляет собой пластину,

 

закрепленную по контуру и воспринимающую

 

перепад давления жидкости. При повышении

 

перепада давления сверх расчетного диафраг­

 

ма разрушается.

 

 

 

 

Пластины изготовляются из красной меди,

 

серебра,

биметаллов

и

других

материалов.

 

Кромка зажимного фланца обычно выполняет­

 

ся острой, вследствие чего пластина будет ра­

 

ботать на срез у места ее закрепления.

 

Для этого случая расчет производят по

Рис, 197. Расчетная схе­

выражению

 

 

 

 

ма пластинчатого предо­

Р

JT <72

,

р

л

s

хранительного клапана

~

—тсря ds,

4 тСр

^ ,

разрывного типа

260

где тСр — касательное напряжение

при работе материала пластины на

срез;

 

пластины в начальный момент нагружения;

5 — толщина

d — диаметр

отверстия, закрываемого пластиной.

В соответствии с этим толщина пластины 5 определится

 

 

 

5=

pd

(296)

 

 

 

 

4тср

 

Для красной меди марки М2 тСр=15 кГ/мм2.

Применяют

также

зажимные

фланцы

с закругленными краями

(кромкой) со стороны диафрагмы. При этом

более точные результаты

получаются при

острых

кромках зажимных фланцев, так как возмож­

ные (неизбежные)

отклонения в величине радиуса закруглений кромки

вносят в расчеты значительную ошибку.

 

РЕД УКЦИ О Н Н Ы Е КЛАПАНЫ ПОСТОЯННОГО ДАВЛ ЕН И Я

В тех случаях, когда от одного насоса с давлением рвх питается не­ сколько потребителей с рабочими давлениями ниже рвх для понижения давления применяют редукционные клапаны.

Редукционный клапан представляет собой автоматически действую­ щий дроссель, величина сопротивления которого равна в каждый дан­

ный момент разности между пере­

 

 

менным давлением

на

входе в ре­

 

 

дукционный

клапан

рвх и постоян­

 

 

ным

(редуцированным)

выходным

 

 

давлением /?ред.

 

 

 

 

 

 

В простейшем виде редукцион­

 

 

ный клапан (рис. 198) представляет

 

 

собой плунжерное устройство, плун­

 

 

жер 2 которого с конусной головкой

 

 

на одном конце усилием пружины 1

 

 

отжимается вправо и открывает про­

 

 

ход

жидкости от линии 3 высокого

 

 

давления рвх к линии

4

понижен­ Рис.

198.

Схема редукционного кла­

ного

(редуцированного)

давления

 

пана

Рред. После

того как

давление рред

на

которую рассчитана пру­

в выходной линии 4 превысит величину,

жина /, плунжер 2 под действием этого давления переместится влево и частично или полностью перекроет доступ жидкости в линию понижен­ ного давления.

Клапан будет открыт при

и закрыт при

Л п р ^

/^ р е д /'к

 

 

 

 

 

 

где Я1пр и Я2пр~Усилие

^2пр ^ Рреж/к»

закрытом

и открытом

сжатия

пружины при

клапане

(практически можно

принять

Я1пр = Я2пр)

— площадь сечения плунжера 2.

На рис. 199 изображена принципиальная схема редукционного кла­ пана диафрагменного типа, в котором редуцированное давление дейст­ вует на диафрагму 2, площадь которой превышает сечение редукцион­ ного клапана 4, благодаря чему повышается чувствительность клапана.

Жидкость от гидросистемы с давлением рвх подводится к каналу 6 и, пройдя клапан 4, поступает через канал 3 к потребителю пониженно­ го давления рред. Клапан 4 удерживается в открытом состоянии пружи­ ной 1, которая воспринимает как усилие давления жидкости рвх в полос­

261

ти 5 на тарелку клапана 4, так и давление рред жидкости в полости 7, действующее на диафрагму 2.

После того, как давление в полости 7, соединенной с каналом 3, ве­ дущим к потребителю пониженного давления, поднимется выше уста­ новленной величины, пружина 1 сожмется и клапан 4 под действием

Рис. 199. С хема редукционного клапана диаф рагм ен ­ ного типа

давления жидкости в полости 5 переместится влево, прикрывая проход­ ную щель, редуцируя при этом давление.

При понижении давления в камере 7 (в выходном канале 3) пру­ жина 1 отожмет клапан 4 вправо, уменьшая его сопротивление, в ре­ зультате жидкость будет свободно проходить от канала 6 к каналу 3.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ КЛАПАНОВ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

При конструировании предохранительных и редукционных клапа­ нов для работы в условиях высоких температур должно быть учтено влия­ ние температур в первую очередь на характеристики пружин, которые могут значительно нарушиться вследствие изменения модуля упругости

Рис. 200. Ш ариковый предохранительны й клапан

стемпературны м компенсатором

ипрочности металла, из которого изготовлены пружины. Изменение же характеристик пружин вызовет нарушение регулировки предохранитель­ ных, редукционных и прочих клапанов. Замечания, приведенные на стр. 190, справедливы и для настоящего случая применения пружин.

Следует также учесть более высокую вероятность возникновения ко­ лебания клапанов при высоких температурах.

262

Последнее обусловлено тем, что материалы, применяемые для изго­ товления пружин, предназначенных для работы при высоких температу­ рах, обладают более низким модулем упругости, чем обычные пружин­ ные стали, предназначенные для температур в пределах от —55 до + 80° С, а следовательно, пружины из высокотемпературных материалов будут более длинными.

Чтобы устранить влияние температуры на характеристики пружин предохранительных и редукционных клапанов, применяют специальные компенсаторы, принцип действия которых основан на температурном расширении жидкости. Схема одного из таких компенсаторов примени­ тельно к шариковому предохранительному клапану приведена на рис. 200. Температурная коррекция в нем достигается путем дополни­ тельного поджатия пружины и клапана за счет температурного расши­ рения жидкости, заполняющей сильфон а.