5. Гидрораспредилительные устройства и гидроклапаны
Гидрораспределитель тракторной навесной гидросистемы предназначен для распределения потока рабочей жидкости, подаваемой насосом, между потребителями (гидроцилиндры и гидромоторы); автоматического переключения системы на холостой ход (перепускание рабочей жидкости в гидробак) в периоды, когда все потребители отключены, и для ограничения давления в гидросистеме при случайных перегрузках.
На тракторах МТЗ-80.1/82.1 устанавливают распределители Р80-3/4-222 (взамен Р-75-23).
Распределитель Р80-3/4-222 (рис. 12) отличается от распределителей типа Р-75 прежде всего номинальным давлением (16 МПа вместо 10 МПа) и приспособленностью к работе с регулятором.
В гидроприводах заднего навесного устройства тракторов МТЗ80.1/80.2 находят применение гидрораспределители следующих типов:
1. Р80-3/4-222Гг;
2. Р80-3/4-111;
3. RS-213 (секционный по заказу);
4. РП-70 (секционный проточный производства РБ).
В распределителе Р-80-23Р три одинаковых шестибуртовых золотника 2 (рис. 12) установлены с минимальным зазором в расточки корпуса 15, фиксируются в положениях «Подъем» и «Опускание» и автоматически возвращаются в нейтральное положение.
Рисунок 12 Гидрораспределитель Р-80-3/4-222:
1 – верхняя крышка; 2 – золотники; 3 – перепускной клапан;4 – фиксатор; 5 – пружина фиксатора; 6 – нижняя крышка; 7 – пружина золотника; 8 – обойма фиксатора; 9 – шарик; 10– бустер; 11 – гильза; 12 – седло клапана; 13 – конусный клапан; 14 – пружина клапана; 15 – корпус; 16 – рычаг; 17 – предохранительный клапан; 18 – регулировочный винт; 19 – колпачок; А – радиальное отверстие в золотнике; Б – канал управления; В – напорная полость; Г – полость под клапаном.
Каждый золотник имеет осевое сверление в виде трех ступеней. Верхняя ступень малого диаметра сообщает радиальные отверстия А в верхнем (на рисунке) бурте с полостью над конусным клапаном 13. В средней ступени нарезана резьба для гильзы 11, а в нижней – для пробки крепления пружины 5. Кольцевая щель между гильзой 1 и золотником уплотнена по верхнему торцу и через радиальные отверстия сообщена со второй его проточкой снизу.
В верхнюю часть гильзы установлен конусный клапан 13 с седлом 12 и пружиной 14, а в нижнюю – бустер 10. Полости над и под клапаном 13 сообщены с кольцевой щелью между гильзой 11 и золотником 2 через два радиальных отверстия в гильзе 11: нижнее отверстие большого диаметра выходит в полость Г под клапаном, а верхнее меньшего диаметра (дроссель) – в полость над клапаном 13.
В нижних радиальных отверстиях золотника установлены шарики 9. Снаружи они закрыты обоймой 8, а изнутри постоянно выталкиваются конусной частью фиксатора 4 под действием пружины 5. Внутренняя поверхность обоймы 8 (цилиндрическая в средней части) имеет на концах профильные расточки для шариков 9.
Золотник удерживается в нейтральном положении пружиной 7. Ее верхняя тарелка упирается в бурт золотника, а нижняя – в пробку. Поэтому при перемещении золотника пружина 7 дополнительно сжимается, упираясь тарелкой в крышку 6 или в корпус 15 через обойму 8.
В нейтральном положении золотников их радиальные отверстия А перекрыты верхним пояском корпуса 15, верхние проточки совмещены с каналом Б управления, а вторые снизу проточки – с напорной полостью В. Конусный клапан 13 под действием пружины 14 и одинакового давления масла сверху и снизу плотно закрывает отверстие в седле 12 и пропускает масло к бустеру 10. Перепускной клапан 3 при включенном регуляторе закрыт, а при выключенном – открыт.
В положении «Подъем» золотник смещен вниз (на рисунке не показано) и удерживается шариками 9, зажатыми между профильным торцом расточки обоймы 8 и конической поверхностью фиксатора 4. Отверстия А совмещены с каналом Б управления, канал опускания через первую снизу проточку золотника – с полостью слива, а канал подъема – с напорной полостью В.
Из полости В через радиальные отверстия в золотнике, кольцевую щель и радиальные отверстия в гильзе 11 масло поступает в обе полости конусного клапана 13, а из канала Б управления – к предохранительному клапану 17. При открытии клапана 17 масло начнет вытекать из канала Б и благодаря дросселю гильзы 11 давление над клапаном 13 уменьшится по сравнению с давлением под ним (в полостях В и Г).
Вследствие разности давлений пружина 14 сожмется, клапан 13 откроется и пропустит масло из кольцевой щели через большее отверстие в гильзе 11 и отверстие в седле 12 к бустеру 10, который как толкатель переместит фиксатор 4 вниз. Освобожденные шарики 9 закатятся в радиальные отверстия, и золотник установится в нейтральное положение.
В положении «Опускание» золотник смещен вверх и тоже удерживается шариками 9. Отверстия А совместятся с полостью крышки 1, сообщая полость над клапаном 13 с полостью слива. Дроссель в гильзе 11 создает достаточный для открытия клапана 13 перепад давления при значительно меньшем давлении в полости В (2 МПа вместо 20МПа).
Золотник гидрораспределителя типа Р-80 (рис.13,а) имеет шесть распределительных буртов, изготовленных в соответствии с размерами и расположением полостей в корпусе. В верхних двух буртах выполнены три сверления диаметром 5 мм через 120° (сечение I-I) для гидравлической разгрузки от действия боковой силы и центрирования золотника, что обеспечивает его работу без гидрозащемления.
Между четвёртым и пятым буртами под углом 60° к оси золотника просверлены два отверстия, соединяющихся с осевым сверлением золотника, ведущим к бустерному устройству.
В сечении II-II выполнены пять радиальных отверстий через 72°, в которых помещаются фиксаторные шарики. Ниже от этих отверстий (сечение III-III), просверлены ещё пять радиальных отверстий для слива рабочей жидкости, выходящей из бустерного устройства в полость нижней крышки.
Бустерное устройство (рис.13, в) помещается в гильзе золотника. С верхнего торца гильзы вставлена направляющая, которая свободно перемещается в канале гильзы под действием силы тяжести. Она имеет вид колпачка, в донышке которого выполнено сверление, и служит центрирующим передвижным упором для пружины и шарикового клапана.
В гильзе над направляющей помещён клапан и запрессовано гнездо, в торце которого имеется осевое ступенчатое отверстие. Верхняя часть отверстия служит дросселем, а нижняя - гнездом для шарикового клапана бустера.
С нижнего торца в гильзу вставлена пружина бустера, сжатая регулировочным болтом, в торце которого также есть осевое отверстие.
Отверстия в деталях 14, 16 и 18 служат для подвода рабочей жидкости к бустеру 13 при увеличении давления в напорной полости гидрораспределителя выше 16 МПа. Это давление устанавливается с помощью пружины 17 и регулировочного винта 18.
После регулировки и проверки давления срабатывания клапана гильзу ввинчивают в золотник, а затем в неё устанавливают бустер с таким же номером группы, как и у гильзы.
Фиксаторное устройство золотника (рис. 13, а) состоит из обоймы, пяти шариковых фиксаторов, втулки и пружины. Фиксаторная втулка выполнена в виде колпачка с коническим донышком. Внутренняя цилиндрическая поверхность её служит направляющей пружины фиксатора. Коническая часть втулки используется для выжимания фиксаторов в соответствующие углубления обоймы. В донышко втулки опирается хвостовик бустера.
Рисунок 13 Золотник распределителя типа Р80:
а - золотник в сборе; б - золотник; в - бустерное устройство в сборе; 1 - гильза золотника; 2 - золотник; 3 - обойма фиксатора; 4 - шариковый фиксатор; 5 - пружина фиксатора; 6 - верхний стакан; 7 - фиксаторная втулка; 8 - пробка; 9 - нижний стакан; 10 - пружина золотника; 11 - прокладка; 12 - фильтр (сетка); 13 - бустер (толкатель); 14 - гнездо клапана бустера; 15 - шариковый клапан бустера; 16 - направляющая бустерного клапана; 17 - пружина бустера; 18 - регулировочный винт.
Внутри обоймы имеется три кольцевых проточки для выжимания в них шариковых фиксаторов, когда золотник устанавливается в рабочее или плавающее положение.
В золотник перед гнездом вкладывают фильтр (сеточку) и закручивают гильзу в сборе (без бустера) до отказа, затем вставляют бустер нужной группы в гильзу, собирают фиксаторное устройство и пружину золотника со стаканами, после чего завинчивают пробку до отказа.
Собранный золотник устанавливают в соответствующем колодце корпуса гидрораспределителя и соединяют с двуплечим рычагом.
Бустерное устройство предназначено для возвращения золотника в нейтральное положение после подъёма или принудительного опускания навесной машины.
Фиксаторное устройство фиксирует золотник во всех положениях, кроме нейтрального и находится в его хвостовой части.
В нейтральном положении золотник удерживается предварительно сжатой пружиной (рис. 13, а), которая стремится разжаться и заполнить расстояние между нижним торцом обоймы фиксатора и дном нижней крышки. Поэтому при нейтральном положении золотника торцы верхнего и нижнего стаканов прижаты соответственно к нижнему торцу обоймы фиксаторов и ко дну нижней крышки.
Взаимодействие этих двух устройств обусловлено кинематической связью их деталей и тем, что они смонтированы на золотнике.
Любое положение золотника достигается передвижением его вдоль оси. Обойма фиксаторов неподвижна в корпусе гидрораспределителя. Поэтому при установке золотника, например в положение «подъём», его сдвигают вниз вместе с опорным стаканом. Шарики 4, свободно вложены в отверстия стенки золотника, выталкиваются наружу конусной фаской на торце втулки (рис. 13,а), которая отжимается пружиной 5. При перемещении золотника шарики располагаются против внешней канавки неподвижной обоймы, пружина разжимается, и конус втулки фиксатора выталкивает шарики из отверстий в золотнике в канавку фиксатора на половину их диаметра.
После этого пружина 10 разжимается, надавливает на золотник, прижимая шарики к стенке канавки обоймы фиксатора, надёжно фиксирует его в положении «подъём». При автоматическом возврате золотника поршень гидроцилиндра упирается в крышку. В этот момент повышается давление в гидросистеме и шариковый клапан 15 перемещается от гнезда 14, обеспечивая нужное давление рабочей жидкости в начале срабатывания бустерного устройства.
В начальный момент рабочая жидкость, оказывая давление на шариковый клапан 15, преодолевая только сопротивление бустерной пружины 17, потом давит на торцевую поверхность бустера 13, поперечное сечение которого больше поперечного сечения шарикового клапана, вследствие чего выжимная сила резко возрастает. Пружина 5 фиксатора сжимается, втулка 7 перемещается, шарики 4 фиксатора не выжимаются конической головкой втулки и могут свободно перемещаться в радиальном направлении. Золотник освободится, и он под действием пружины 10 возвратится в нейтральное положение.
Перепускной клапан 3 (рис. 12) предназначен для перепускания нагнетаемой насосом рабочей жидкости из напорной полости гидрораспределителя в гидробак при нейтральном и плавающем положениях золотников. При любом рабочем положении золотника перепускной клапан закрыт.
Перепускной клапан состоит из крышки, направляющей, пружины, клапана и седла, запрессованного в корпус гидрораспределителя.
Собранный перепускной клапан вставляют в соответствующее отверстие корпуса гидрораспределителя и закрывают крышкой, которую крепят двумя болтами. Во избежание самоотворачивания болтов под их головки подкладывают пружинные шайбы.
На заводе при сборке направляющего клапана и перепускной канал разбивают на четыре группы, а затем подбирают по ним пары.
Предохранительный клапан предохраняет гидромеханизм от возможных нагрузок.
При повышении давления рабочей жидкости в системе до 17,5 МПа предохранительный клапан открывается, вследствие чего над цилиндрическим буртом перепускного клапана понижается давление, и он также открывается. После этого рабочая жидкость из напорной полости гидрораспределителя поступает в сливную, чем и устраняется перегрузка в системе.
Таким образом, предохранительный и перепускной клапаны являются одним узлом - дифференциальным перепускным клапаном.
Предохранительный клапан регулируется винтом 18 (рис. 12) на нужное давление рабочей жидкости в напорной полости гидрораспределителя.
Регулировочный винт 18 выполнен в виде цилиндрического стакана с наружной резьбой. Герметичность резьбы регулировочного винта 18 и гайки достигается применением резиновых уплотнительных колец в гайке и колпачке 19. Все детали предохранительного клапана помещаются в соответствующем колодце корпуса гидрораспределителя.