5.3.2. Вспомогательные устройства

Распределительные устройства. Распределительные устройства предназначены для распределения и изменения направления потока жидкости между элементами гидропривода. Золотниковые гидрораспределители (золотники) применяют чаще всего (рис. 5.2). Конструкция золотника включает плунжер 1, цилиндрический корпус 2, фиксатор 3, управляющую рукоятку 4. Путём перемещения плунжера относительно корпуса золотника можно изменять направление движения жидкости за счёт соответствующего перекрытия рабочих окон золотниковой пары. Управление золотником может быть ручным, кулачковым, электромагнитным и гидравлическим. Золотники используют при больших расходах, на малых давлениях рабочей жидкости, так как в этом случае перетечки через зазоры между плунжером и цилиндром не оказывают существенного влияния на работу гидропривода. Наоборот, при малых расходах, но больших давлениях рабочей жидкости целесообразно применять клапанные распределительные устройства, обладающие высокой герметичностью, компактностью и простотой управления.

К гидродвигателю

От гидродвигателя

От насоса

1

2

3

4

Рис. 5.2

Дроссельные устройства. Дроссельные устройства применяют в гидроприводах для ограничения и регулирования расхода жидкости и представляют собой гидравлические сопротивления. Дроссельные устройства подразделяют на нерегулируемые (демпферы) и регулируемые (дроссели).

Демпферы применяют для торможения (дросселирования) жидкости при колебаниях и других нестационарных процессах, т. е. для стабилизации работы элементов гидропривода. Дроссели предназначены для регулирования расхода жидкости посредством изменения величина проходного сечения канала (щели). На рис. 5.3 показаны схемы демпферов, а на рис. 5.4 – дросселей. При прохождении жидкости через щель дросселя часть энергии жидкости теряется на преодоление сопротивления щели, что приводит к снижению расхода жидкости. Следовательно, при помощи дросселя можно регулировать расход жидкости через гидродвигатель, а значит – скорость движения его рабочего органа.

Рис. 5.3

Рис. 5.4

Клапаны. Клапаны являются самыми распространенными элементами гидроприводов. С их помощью предохраняют узлы гидропривода от перегрузок, устанавливают определенную последовательность работы узлов, создают определенное направление потока, устанавливают заданное давление, разделяют поток на части, создают постоянный перепад давления и т. д. Принято различать три группы клапанов: обратные, предохранительные и редукционные.

Обратные клапаны предназначены для пропуска жидкости только в одном направлении. При изменении направления потока обратный клапан закрывается, и пропуск жидкости прекращается. В открытом положении клапаны должны иметь минимальное сопротивление, а в закрытом – обеспечивать заданную герметичность. Плунжерный обратный клапан (рис. 5.5) состоит из корпуса 1, крышки 2, плунжера 3, седла 4 и пружины 5. При работе клапана жидкость подводится к отверстию 6; она поднимает вверх плунжер и открывает проход к отверстию 7. При изменении направления движения жидкости на противоположное клапан закрывается, так как жидкость попадает через отверстие 8 плунжера в надклапанную полость, и плунжер прижимается к седлу. Усилие пружины должно быть минимальным и достаточным только для надежной посадки плунжера в седло, так как клапан открывается и закрывается за счет силы давления жидкости.

Предохранительные клапаны, в отличие от обратных, имеют пружину с большим усилием прижима. Принцип их действия основан на уравновешивании силы давления жидкости усилием пружины или противодавлением жидкости. Предохранительные клапаны используют для ограничения давления в системе гидропривода.

Рис. 5.5

1

2

3

4

5

6

7

8

Редукционные клапаны применяют для снижения давления. Их отличительной особенностью является то, что давление жидкости на выходе из клапана осуществляет управляющее воздействие на работу самих клапанов, т. е. клапаны срабатывают при изменении давления на выходе из них. До срабатывания плунжер редукционного клапана удерживается в открытом положении пружиной. Если давление на выходе из редукционного клапана превысит установленную величину, то сила давления жидкости сожмет пружину, и плунжер начнет перемещаться в сторону закрытия, затрудняя проход жидкости через клапан. Такое движение плунжера будет происходить до тех пор, пока не установится заданное пониженное давление на выходе из клапана.

Трубопроводы. В гидроприводах применяют жесткие и гибкие трубопроводы. Чаще всего используют стальные бесшовные трубы; при их соединении применяют сварку, фланцевые соединения, накидные гайки с развальцовкой труб. В последние годы находят применение шарнирные и пружинящие соединения стальных труб. Если имеет место взаимное перемещение узлов гидроприводов во время работы, то их соединяют гибкими трубопроводами (резинотканевые шланги и металлические рукава). Кроме того, используют трубы из армированных пластмасс на основе полиэфирных и эпоксидных смол с армированием стекловолокном.

Фильтры. При работе гидропривода рабочая жидкость загрязняется попадающими извне инородными веществами и за счет износа трущихся деталей. Поэтому в схемах гидропривода предусматривают фильтры. Их устанавливают, как правило, в напорных магистралях в легкодоступных местах. Наиболее распространены фильтры механической очистки (металлические сетки и пластины, ткань, войлок, пластмасса, пористые металлические порошки, пропитанная маслостойкими смолами бумага). Кроме фильтров механической очистки, применяют центробежные очистители, магнитные и электростатические фильтры.

Баки. Баки необходимы для пополнения и питания системы гидропривода рабочей жидкостью. Для улучшения отстоя жидкости и отвода теплоты минимальная емкость бака должна в 2–3 раза превышать минутную производительность насоса. В баках делают перегородки для отделения линии слива от всасывающей линии насоса. Высота перегородки обычно составляет 2/3 высоты жидкости в баке. Для улучшения всасывания жидкости в насос баки часто делают закрытыми и заполняют под давлением воздухом или другим газом.

Гидроаккумуляторы. Гидроаккумуляторы предназначены для организации рациональной работы насоса: если подача насоса больше расхода жидкости через гидродвигатель, то жидкость накапливается в объеме гидроаккумулятора; если же она меньше расхода через гидродвигатель, то аккумулятор возвращает жидкость под давлением в систему, обеспечивая вместе с насосом требуемую подачу жидкости. Применение гидроаккумулятора позволяет повысить коэффициент использования мощности насоса и обеспечить более равномерную работу гидродвигателей за счет устранения пульсаций давления, создаваемых работой насоса. Различают гидроаккумуляторы пневматические, грузовые и пружинные. Наибольшее распространение получили пневматические гидроаккумуляторы, конструкция которых принципиально не отличается от устройства воздушных колпаков, рассмотренных в главе "Насосы".

Гидравлические мультипликаторы. Предназначены для получения высоких давлений, которые не могут быть созданы насосом. Схема простейшего мультипликатора приведена на рис. 5.6. Насос подает рабочую жидкость в цилиндр большего диаметра и создает в нем давление р₁. При движении плунжера мультипликатора в малом цилиндре будет создано давление, равное , т. е. увеличение давления пропорционально соотношению площадей цилиндров. Мультипликаторы устанавливают в схемах гидропривода между насосом и гидродвигателем.