20. Обратные клапаны и гидрозамки

Обратные клапаны предназначены для пропускания потока РЖ только в одном направлении и запирания в обратном. Запорный элемент 2 пружиной 3 поджимается к седлу 4. Когда поток РЖ проходит слева направо, запорный элемент отжимается от седла и пропускает поток. В обратном направлении пружина и давление прижимает запорный элемент к седлу.

В качестве запорных элементов используются герметично подогнанные к седлу шарики или конусы, поэтому обратные клапаны полностью герметичны. Давление открывания обратного клапана составляет 0.05…1 МПа. Условное изображение ОК подробное и упрощенное, ОК резьбового и стыкового монтажа.

В отличие от обратных клапанов гидрозамки могут принудительно открываться в запираемом направлении. Для этого необходимо подать давление в линию управления. Гидрозамки применяются для:

запирания находящихся под давлением участков гидросистемы;

предотвращения падения давления при поломке;

предотвращения «сползания» находящихся под нагрузкой гидродвигателей.

Давление РЖ действует на поверхность А₁ обратного клапана и открывает его, пропуская поток из линии В в линию А. Под воздействием управляющего давления, подаваемого через линию Х, управляющий поршень смещается вправо и открывает обратный клапан. Необходимое управляющее давление соответствует отношению площади А₁ к площади поршня. Это отношение составляет от 1:1,5 до 1:10.

Соединение двух гидрозамков в одном корпусе образует сдвоенный гидрозамок. Поток РЖ А1А2 или В1В2 проходит свободно, а в направлении А1А2 или В1В2 – заблокирован.

Пример подключения сдвоенного гидрозамка. Обе линии гидроцилиндра герметично заперты. Гидроцилиндр не сможет перемещаться под действием внешней силы любого направления. Для надежной закрывания обоих клапанов линии А1 и В1 должны соединяться со сливом в средней позиции гидрораспределителя.

21. Гидроаккумуляторы

Гидроаккумулятор – устройство для накопления (аккумулирования) определенного объема жидкости, находящейся под давлением. Основные задачи гидроаккумуляторов:

накопление энергии, например, для выравнивания неравномерной нагрузки во время цикла;

накопление запаса РЖ под давлением, например, для аварийного завершения операции при поломке основного привода или исчезновении питания;

компенсации небольших утечек масла для поддержания постоянного давления, например, при зажиме заготовки;

демпфирование (смягчение) пульсаций нагрузки (давления).

Например, большую часть времени потребная подача для привода пресс-автомата невелика, но на 1…2 секунды требуется максимальная подача. Для обеспечения этой пиковой подачи требуется мощный и дорогой насос.

При использовании гидроаккумулятора можно использовать насос, чья суммарная подача за цикл лишь незначительно превышает среднее потребление РЖ. Тогда при медленных рабочих ходах избыток подачи заполняет гидроаккумулятор, а при ускоренных перемещениях на пониженном давлении гидроаккумулятор совместно с насосом на короткое время обеспечивает повышенную подачу.

Гидроаккумуляторы бывают:

пружинные;

грузовые;

пневмогидроаккумуляторы (гидропневматические).

Пружинные и грузовые гидроаккумуляторы в общем машиностроении практически не используются. Гидропневматические гидроаккумуляторы (ГПА) состоят из газовой и жидкостной камер, герметично разделенных между собой. При повышении давления в гидросистеме аккумулятор заполняется рабочей жидкостью, а газ (азот) сжимается. При снижении давления газ расширяется, вытесняя РЖ в гидросистему. По виду разделительного элемента между газом и жидкостью ГПА делятся на поршневые, баллонные и мембранные.

Основные элементы поршневого ГПА: гильза 1, поршень 2 с уплотнениями, крышки 3 и 4 с маслоподводящим отверстием 5 и зарядным вентилем 6. Разность давлений между газом и жидкостью не превышает 1 атм (0.1 МПа). Поршневой ГПА может работать в любом положении, но желательно вертикально, жидкостной камерой вниз, во избежание попадания загрязнений на уплотнения.

В таких ГПА возможен контроль положения поршня (или степень зарядки ГПА). Для этого предусмотрен выходящий наружу шток с кулачком, воздействующий на конечный выключатель. Обычно с его помощью осуществляется включение или выключение насоса.

Поршневые ГПА имеют наибольший объем (до 250 литров). Отношение между максимальным и минимальным давлением не ограничено, но минимальное давление не должно быть меньше чем 0,5 МПа. Обычно используются для накопления энергии в мощных приводах. Для повышения вместимости ГПА при малой разности между максимальным и минимальным рабочим давлением к газовой полости может подключаться дополнительный газовый баллон.

В баллонных ГПА разделение сред осуществляется резиновым баллоном. Для предотвращения выдавливания баллона при снижении давления служит донный клапан.

Наиболее распространены в общем машиностроении. Рабочий объем не превышает 50 литров при максимальном давлении до 55 МПа, обычно 32 МПа. Отношение между максимальным и минимальным давлением не превышает 4 (P_MAX/P_MIN4). Использование универсальное (накопления энергии, демпфирования колебаний, аварийные и т.д.).

Мембранные (диафрагменные) ГПА содержат разделительную резиновую мембрану. В сварном (неразборном) ГПА мембрана перед сваркой запрессовывается в паз корпуса. В разборных ГПА две половинки корпуса соединяются накидной гайкой.

Имеют наименьший рабочий объем (от 3.5 литров для сварных до 10 литров для разборных конструкций). Наиболее надежны при длительной эксплуатации. Отношение между максимальным P_MAX и минимальным P_MIN давлением не превышает 10 (P_MAX/P_MIN 10). Чаще всего используются для демпфирования колебаний и, реже – накопления энергии.