Глава 5

РЕГУЛИРУЮЩАЯ ГИДРОАППАРАТУРА

Регулирующие гидроаппараты изменяют давление, расход и направление потока масла путем частичного открытия рабочего проход­ного сечения. К таким аппаратам относятся клапаны давления, ограничивающие, поддер­живающие или регулирующие давление в гид­росистеме; дроссели и регуляторы расхода, поддерживающие заданный расход масла, а также дросселирующие гидрораспределители, обеспечивающие изменение расхода и направ­ления потока масла в нескольких линиях одно­временно (см. гл. 6).

5.1. Клапаны давления

Клапаны давления делятся на напорные (предохранительные или переливные), редук­ционные и клапаны разности давлений. Суще­ствуют также комбинированные аппараты, выполняющие функции переливного или редук­ционного клапанов (в зависимости от направ­ления потока), редукционного клапана и реле давления.

Предохранительные клапаны предохра­няют гидросистему от давления, превышающе­го установленное значение. Они действуют лишь в аварийных ситуациях (перепускают масло из напорной линии в сливную) в отличие от переливных клапанов, предназначенных для поддержания заданного давления путем непре­рывного слива масла во время работы. В стан­костроении централизованно не изготовляются клапаны для работы только в аварийном режи­ме; предохранительные клапаны станочных гидросистем, как правило, работают в режиме переливных клапанов.

При небольших расходах масла и рабочих давлениях применяют предохранительные кла аны прямого действия (рис. 5.1), в которых давление масла, создаваемое насосом 2, воз­действует на шарик 5 (или плунжер) предохра­нительного клапана 3, прижатый к седлу пру­жиной 4. Когда сила от давления масла на ша­рик превышает силу сжатия пружины, шарик отходит влево, и масло через щель между ша­риком и седлом перепускается в резервуар 1, причем вследствие дросселирования потока давление в напорном трубопроводе б поддер­живается постоянным и примерно равным от­ношению силы сжатия пружины 4 к площади шарика 5, на которую действует давление мас­ла. При увеличении расхода масла и рабочего давления резко увеличиваются размеры пру­жины, поэтому в гидросистемах чаще исполь­зуют аппараты непрямого действия, в которых небольшой вспомогательный клапан управляет перемещением переливного золотника, под­ключенного к напорной и сливной линиям.

Предохранительные клапаны должны поддерживать постоянным установленное дав­ление в возможно более широком диапазоне изменения расходов масла, проходящего через клапан. В динамических режимах необходимо быстродействие, исключающее возникновение пика давления при резком увеличении расхода (например, в момент включения насоса или торможения гидродвигателя). Однако повыше­ние быстродействия часто вызывает потерю устойчивости, сопровождающуюся шумом и колебаниями давления. Таким образом, конст­рукция клапана должна обеспечивать опти­мальную величину демпфирования; при этом пик давления обычно не превышает 15... 20 %.

На базе предохранительных клапанов не­прямого действия созданы разгрузочные кла­паны, обеспечивающие автоматическую раз­грузку насоса при условии, что давление в на­порной линии гидросистемы достигло уста­новленного значения. Типичная область при­менения - насосно-аккумуляторные гидропри­воды и гидросистемы с несколькими насосами.

Редукционные клапаны служат для созда­ния установленного постоянного давления в отдельных участках гидросистемы, сниженно­го по сравнению с давлением в напорной ли­нии.

При рабочем давлении до 10 МПа (иногда до 20 МПа) для предохранения гидросистем от перегрузки, поддержания заданных значений давления или разности давлений в подводимом и отводимом потоках масла, для дистанцион­ного управления потоком и различных блоки­ровок применяют гидроклапаны давления (на­порные золотника), в которых на торец золот­ника действует давление масла в одной линии управления, а на противоположный - давление в другой линии управления и регулируемое усилие пружины. Аппараты имеют две основ­ные линии и две линии управления, причем, используя эти линии независимо или соединяя их, можно получить четыре исполнения клапа­на, имеющие различное функциональное на­значение (клапаны могут работать в режиме предохранительного или переливного клапа­нов, а также в режимах регулируемых клапа­нов разности давлений и клапанов последова­тельности).

К группе комбинированных аппаратов относятся трехлинейные регуляторы давления и клапаны усилия зажима. Первые предназна­чены для поддержания установленного давле­ния в линии отвода независимо от направления

потока (например, в системах уравновешива­ния) и являются аппаратами непрямого дейст­вия. Вторые аналогичны по функциональному назначению, однако являются аппаратами пря­мого действия и могут дополнительно осна­щаться микровыключателем, контролирующим осевое положение золотника в корпусе, т.е. со­ответствие редуцированного давления заранее установленному значению.

Исполнения. Клапаны давления имеют различные исполнения по типу управления, условному проходу, присоединению и номи­нальному давлению.

Большинство клапанов имеет ручное управление и лишь некоторые исполнения имеют электрическое управление разгрузкой или пропорциональное электроуправление (см. гл. 6).

Клапаны, применяемые в станкостроении, имеют условные проходы 10; 20 или 32 мм. Промышленностью выпускаются также аппа­раты с условными проходами 40 и 50 мм, од­нако их применение крайне ограничено.

Клапаны имеют резьбовое (трубное) и стыковое исполнения по присоединению. При резьбовом присоединении отверстия корпуса для подключения гидролиний имеют кониче­скую или метрическую резьбу; в клапанах сты­кового присоединения отверстия выводятся на стыковую плоскость и оканчиваются цековками под кольца (по ГОСТ 9833-73) для уплот­нения стыка между аппаратом и специальными панелями или промежуточными плитами, в ко­торых нарезана резьба для монтажа штуцеров.

По номинальному давлению клапаны имеют исполнения на 1; 2,5; 6,3; 10; 20 и 32 МПа.

Гидроклапаны давления Г54-3 по ТУ2-053-1628-83 РУП «Гомельский завод Гидро­привод» (Беларусь), ОАО «Гидравлик» (г. Грязи Липецкой обл.) и ПК ЗАО «Завод Гидроавто­матики» (г. Санкт-Петербург) резьбового при­соединения (рис. 5.2, а) состоят из следующих основных деталей: корпуса 3, колпачка 5, золот­ника 2, пружины б, регулировочного винта 8 и втулки 7. Масло подводится к аппарату через отверстие Р и отводится через отверстие А. В исполнении, показанном на рис. 5.2, а, линия Р через канал 10 и малое отверстие (демпфер) 11 соединяется с полостью 1, а полость 9 через канал 4 - с отверстием А. Когда сила от давле­ния масла на торец золотника в полости / пре­одолевает усилие пружины б (регулируется винтом 8) и силу от давления масла на проти-

Рис. 5.2. Конструкция гидроклапанов давления Г54-3 резьбового (я) и стыкового (б) присоединений

воположный торец золотника в полости 9, зо­лотник перемещается вверх, соединяя линии Р и А. Если линия А соединена с баком, аппарат работает в режиме предохранительного клапана. Аппараты стыкового присоединения (рис. 5.2, 6) отличаются конструкцией корпуса. В состоя­нии поставки гидроклапаны давления имеют конструкцию, показанную на рис. 5.2; при не­обходимости потребитель может переставлять пробки К'/₈" в отверстиях Y, К, С и X, изменяя исполнение по схеме (табл. 5.1).

Основные параметры клапанов приведе­ны в табл. 5.2, размеры - в табл. 5.3, шифр обо­значения - на рис. 5.3.