3.3.2 Распределители

Распределители рабочей жидкости предназначены для выключения, переключения и регулирования потоков рабочей жидкости в гидравлических установках. Они бывают непрерывного и дискретного действия. Распределители непрерывного действия имеют, наряду с двумя фиксированными конечными положениями, множество не фиксированных промежуточных положений, обеспечивающих разную степень дросселирования потока рабочей жидкости и, соответственно, разное давление и расход жидкости в гидродвигателях гидравлических установок. К таким распределителям относятся сервоклапаны и распределители с пропорциональным управлением, и применяются они в гидравлических сервоприводах, например, в самолетах.

Распределители дискретного действия имеют фиксированное количество позиций при переключении. Эти распределители изображают на гидравлических схемах несколькими квадратами, расположенными вплотную друг к другу (рис. 3.19).

а б в г

Рис. 3.19. Символьное изображение распределителей в гидравлических схемах:

а  2/2 с кнопкой; б – 3/2 с толкателем; в – 4/2 с электромагнитом и ручным дублированием; г – 4/3 с рукояткой и фиксатором

Число квадратов указывает на количество возможных положений запорно-регулирующего элемента распределения. Стрелки в квадратах указывают направление течения рабочей жидкости. Линии показывают, каким образом связаны между собой каналы распределителя в различных положениях запорно-регулирующего элемента. Буквами P, A, B, T, L обозначают входы и выходы (штуцеры) распределителя. На гидравлических схемах распределители показывают в нейтральном или исходном положении, когда управляющее воздействие отключено. Другие положения, когда управляющее воздействие включено, получают сдвигом квадратов (обычно мысленно) на один шаг (рис. 3.20).

При выключенном управляющем воздействии пружина 1 поставила запорно-регулирующий элемент в исходное положение (рис. 3.20, а), напорная линия Р соединена с рабочей линией А. При включенном управляющем воздействии (нажата кнопка 2, рис. 3.20, б) напорная линия Р отсоединена от рабочей линии А.

1 2

А

а б

Рис. 3.20. Положения запорно-регулирующего элемента:

а  управляющее воздействие выключено; б  включено

Управляющее воздействие может осуществляться мускульной силой человека через кнопку, рукоятку, педаль или внешним механизмом: рычагом, толкателем, кулачком и т. п. или двигателем: электромагнитом, гидроцилиндром и т. п. На рис. 3.19, а обозначена кнопка, на рис. 3.19, б  толкатель, на рис. 3.19, в  электромагнит с ручным дублированием, на рис. 3.19, г  рукоятка с фиксатором положений.

В названии распределителей всегда сначала указывают количество присоединяемых линий, а затем количество положений, которые может занимать запорно-регулирующий элемент распределителя. Поэтому распределители на рис. 3.19 имеют следующие обозначения: на рис. 3.19, а – распределитель 2/2, на рис. 3.19, б – 3/2, на рис. 3.19, в – 4/2, на рис. 3.19, г – 4/3 (читается распределитель "четыре на три").

Распределители, как и клапаны давления, могут быть седельного (клапанного) или золотникового типа. У первых в качестве запорно-регулирующего элемента используются шарик, конус или диск, которые прижимаются к опорной поверхности седла. У вторых в качестве запорно-регулирующего элемента используется цилиндрический или дисковой золотник. Распределители клапанного типа обеспечивают герметичное закрытие, мало чувствительны к загрязнениям, но не могут иметь более трех линий и двух положений.

Распределители золотникового типа могут иметь много линий и положений, но имеют утечки и перетечки рабочей жидкости и чувствительны к загрязнениям.

Распределитель 4/2 золотникового типа изображен на рис. 3.21.

Рис. 3.21. Распределитель 4/2 золотникового типа

В выключенном состоянии, как изображено на рисунке, напорная линия Р соединена с рабочей линией В, а линия А соединена с линией слива Т. Утечки по торцам золотника собираются отводом L. Во включенном состоянии, кнопка нажата, напорная линия соединяется с линией А, а линия В соединяется со сливом Т.

Распределитель 2/2 клапанного типа с фиксацией положений изображен на рис. 3.22.

Рис. 3.22. Распределитель 2/2 клапанного типа с фиксацией положений:

1 – рукоятка; 2 – фиксатор; 3 – клапан; 4 – седло; 5 - пружина

В исходном состоянии пружина 5 поджимает клапан 3 к седлу 4, линия Р закрыта. Если нажать на рукоятку 1 и сжать пружину, клапан откроется и благодаря фиксатору 2 останется в положении «открыто», линия Р соединится с линией А. Для возврата в исходное состояние надо вытянуть рукоятку 1 влево.

Для механического (не ручного) перемещения золотника или клапана чаще всего используют соленоид (электромагнит) постоянного или переменного тока, заполненный гидравлическим маслом («мокрый») или без заполнения («сухой»). Чаще используется электромагнит постоянного тока с заполнением специальным маслом (рис. 3.23).

При подаче в обмотку 5 постоянного электрического тока сердечник 3 втягивается и вместе с плунжером 7 перемещает золотник 8 вправо. Обратный ход золотника осуществляется за счет встроенной в распределитель пружины или за счет другого электромагнита, расположенного на другом конце золотника.

Такой, заполненный маслом электромагнит имеет герметичную, коррозионностойкую конструкцию и обеспечивает плавное, безударное переключение золотника.

В устройстве управления гидроцилиндром электромагнит с золотником играет роль преобразователя сигнала управления (электрический сигнал в гидравлический сигнал); соответственно распределитель с электромагнитом называют электрогидравлическим.

Рис. 3.23. Электромагнит распределителя:

1  кнопка ручного (нештатного) управления; 2  толкатель ручного управления; 3  стальной сердечник; 4  гильза из немагнитного материала; 5  обмотка электромагнита; 6  масло; 7  плунжер-толкатель; 8  золотник; 9 – корпус-магнитопровод; 10 – линии магнитного поля

Электромагнит 1 (рис. 3.24) включается в цепь питания 3 через контакт 2 реле. Реле, в свою очередь, подключают к электрическому или электронному устройству управления, например контроллеру.

24 В

3

0

1

2

Рис. 3.24. Электрическая схема подключения электромагнита распределителя:

1 – электромагнит; 2 – контакт реле; 3 – цепь питания

Здесь реле играет роль усилителя сигнала управления. Распределитель можно подключить напрямую к контроллеру, если в него встроен преобразователь и усилитель сигнала управления – "пилотный" электромагнитный клапан в первом каскаде управления (преобразователь) и гидравлический усилитель во втором каскаде. На гидравлической схеме распределитель с обычным электромагнитным управлением изображается как на рис. 3.25, а, а с пилотным управлением – как на рис. 3.25, б.

Рис. 3.25. Изображение распределителей с электромагнитом и пилотным управлением