книги из ГПНТБ / Кожевников С.Н. Гидравлический и пневматический приводы металлургических машин

через второй дроссель b в золотнике / — в камеру f над золот­ ником. При давлении в отводящей магистрали ниже предельного, во всех перечисленных камерах, в том числе и в камере, перекрывае­ мой шариком, давление будет оди­ наково. Если давление жидкости на шарик превысит упругость пружины, то шарик приподнимается и через образовавшуюся щель жидкость сливается в резервуар. Давлением жидкости в камере а золотник будет перемещаться вверх и частично пе­ рекрывать проходное сечение между камерами 1г и d. В результате дрос­ селирования жидкости давление в камере d снизится до первоначаль­ ного. При понижении давления в ка­ мере d будет происходить обратное перемещение золотника до тех пор, пока не восстановится давление в

камере.

Величина поддерживаемого дав­ ления устанавливается регулиров­ кой пружины шарикового предохра­ нительного клапана.

Редукционные клапаны применя­ ют в тех случаях, когда гидросистема имеет главную и вспомога­ тельную линии. При этом клапан предохраняет вспомогатель­ ную линию от повышения давления сверх требуемого. Редукци­ онный клапан, включенный, например, в механизм зажима изде­ лия, позволяет осуществить постоянство зажимного усилия.

Для предохранения гидросистемы от перегрузки, а также для поддержания в ней постоянного давления применяют напорные золотники. Последние могут быть использованы и для дистанци­ онного управления или же для блокировки гидравлических меха­ низмов.

На рис. 31 показана конструкция напорного золотника, кото­ рый может быть смонтирован в нескольких вариантах. У золот­ ника, показанного на рис. 31, а, напорная магистраль Ь соеди­ няется с камерой / отверстиями с, d и е, при этом отверстие d имеет малый диаметр с целью создания сопротивления при про­ хождении через него жидкости. Если давление жидкости на пра-

50

вый торец золотника 1 превысит упругость пружины, то золотник, перемещаясь влево, соединяет напорную линию со сливной g, поддерживая постоянный перепад давления.

На рис. 31, б показана модификация напорного золотника: золотник 1 перемещается совместно с плунжером 2. Демпфиро­ вание колебаний золотника осуществляется гидравлическими сопротивлениями, возникающими при течении жидкости через отверстие /г.

Для использования такого золотника в качестве механизма дистанционного управления крышка 3 поворачивается так, что

перемещаясь под действием которого, золотник соединяет маги­ страль исполнительного механизма с напорной линией. В этом исполнении напорный золотник может быть использован также в качестве клапана последовательности работы гидравлических механизмов.

Напорный золотник в комбинации с другими аппаратами уп­ равления применяется в системах с регулируемой скоростью ис­ полнительного механизма при постоянной производительности насоса, а также для удержания поршня исполнительного меха­ низма в заданном положении, если в камеру давления не подает­ ся жидкость.

В гидросистемах с большим расходом жидкости, в частности в прессах, возникает необходимость наполнять полость цилинд­ ра при холостом ходе под некоторым давлением, исключающим возможность разрыва жидкости. При появлении технологической нагрузки клапан наполнения отключается и цилиндр подклю­ чается к магистрали высокого давления. В системах гидроавто­ матики используются клапаны наполнения нормально открытые и нормально закрытые.

На рис. 32 показан нормально закрытый клапан наполнения, открывающийся при наличии командного давления в верхней камере цилиндра 4. В качестве командного может быть исполь­ зовано давление в возвратных цилиндрах и цилиндре ускоренно­ го хода, как, например, в брикетпровочном прессе. При подаче давления в пространство над поршнем 5 сначала открывается вспомогательный клапан 6, разгружающий рабочий цилиндр от

Рис. 32 Рис. 33

давления, которое может быть к концу обратного хода, а затем

полость рабочего цилиндра от наполнительного бака.

На рис. 33 показан нормально открытый клапан наполнения с встроенной пружиной. Клапан размещается в корпусе, к кото­ рому подводятся трубопроводы. Полость 6 клапана соединяется с рабочим цилиндром, а полость 7 — с наполнительным баком. Клапан силой упругости пружины 4 нормально отжимается от седла 1; второй конец пружины опирается на чашку штока 3, за­ крепленного на фланце 5. При выполнении рабочего хода жид-

52

кость от насосов подается в полость 8 и под действием давления клапан садится на седло, обеспечивая герметичное разделение наполнительного бака и цилиндра.

ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ

Обратные клапаны, устанавливаемые в системах гидроавто­ матики, позволяют направить поток жидкости только в одну сто­ рону. При изменении направления потока обратный клапан за­ крывается и пропуск жидкости в соответствующую магистраль прекращается.

На рис. 34, а и б показаны об­ ратные клапаны с шариком, на­ ходящимся под действием слабой пружины. Если направление пото­ ка жидкости совпадает с указан­ ным стрелкой, то давлением жид­ кости на шарик пружина сжима­ ется п жидкость свободно прохо­ дит в щель между шариком и сед­ лом. При изменении направления потока жидкости шарик силой уп­ ругости пружины и давлением жидкости прижимается к седлу и не пропускает жидкость.

сообщающие внутреннюю полость клапана с запираемой маги­ стралью. Сила прижатия определяется давлением жидкости.

Кроме конических и шариковых обратных клапанов, в гидро­ системах используются пластинчатые обратные клапаны (рис. 34, г). При малом весе пластинки пружина имеет малую жесткость, поэтому потеря давления в пластинчатом обратном клапане весьма незначительна. Размеры проходного сечения обратного клапана должны быть рассчитаны так, чтобы при дан­ ном расходе жидкости не возникало большого гидравлического сопротивления.

ДРОССЕЛИ

Для регулирования скорости поршня в цилиндре или роторе гпдромотора, приводимого в движение жидкостью от насоса по­ стоянной производительности, служат дроссели различного

53

Игольчатые дроссели выполняются нескольких типов: с диа­

никают потери, вызываемые трением жидкости, их характерис­ тика несколько отличается от параболической.

может быть изменено варьированием длины канавки, через ко­ торую протекает дросселируемая жидкость. Перепад давления в дросселях этого типа пропорционален количеству протекающей жидкости, т. е. они обладают линейной характеристикой.

Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И Е Р Е Л Е

В системах гидроавтоматики большое значение имеют различ­ ного вида реле, позволяющие обеспечить определенную последо­ вательность отдельных элементов цикла, установить между ними некоторые, во многих случаях регулируемые интервалы времени, преобразовать сигналы различного вида в гидродинамическое давление, осуществить дистанционное управление и пр. К рас­ сматриваемым устройствам относятся в первую очередь реле давления и реле времени. При помощи реле давления соответст­ вующим элементам автоматических систем подаются сигналы при достижении давления жидкости определенной заданной ве­

Гидравлическое реле давления может быть выполнено в виде отдельного устройства и подключаться к автоматической систе­

давление в рабочей полости; для автоматического отвода голов­ ки или суппорта при их встрече с жестким упором и в ряде дру­ гих случаев.

На рис. 36 показано реле давления, в котором жидкость ока­ зывает давление на мембрану, уплотненную по контуру закреп­ ления. При прогибе мембраны на некоторую величину стержень

55

включения конечного выключателя необходимо, чтобы мембрана переместилась на величину s, то увели­

воды, выжимаемой из аккумулятора / сжатым воздухом, может достигнуть 3,5 кгс/см2 . С целью предохранения пресса от пере­ грузки, которая может появиться во время прессования недо­ статочно нагретой заготовки, служит реле давления 12, управ­ ляющее разгрузочным клапаном / большой пропускной способ­ ности. При случайном пиковом повышении давления срабатывает предохранительный клапан 7 малой пропускной способности.

и пружины 6 клапан прижимается к седлу тем сильнее, чем выше давление воды в цилиндре 2 гидроупора. Верхняя полость ци­ линдра 5 сообщается с реле давления, поршень клапана 7 кото­ рого нагружается силой упругости пружины 15, действующей на рычаг 14. Натяжение пружины 15 регулируется маховиком 16.

56

перепускного клапана сливается в канализацию. Одновременно с этим давление воды в полости цилиндра 5 над клапаном 4 па­ дает за счет дросселирования при проходе через отверстие в кла­

диаметра. Таким образом, при увеличении давления в процессе прессования свыше 130 кгс/см2 гидроупор автоматически сраба­ тывает и при перемещении инструмента вниз вода беспрепятст­ венно сливается в аккумулятор или канализацию.

Рис. 37

Обратное действие реле давления исключено блокирующим рычагом 9 с пружиной 10, которая удерживает его в положении, соответствующем открытому клапану 11. Схема может быть включена после устранения причин перегрузки.

С целью создания некоторой выдержки времени между фаза­ ми движения отдельных рабочих органов применяются гидравли­ ческие реле времени. Выдержка реле может зависеть: 1) от вре­ мени наполнения жидкостью специального цилиндра, в котором поршень, перемещаясь в крайнее положение, переключает зо­ лотник или же включает конечный выключатель цепи соленоид­

57

В И Д Ы У П Р А В Л Е Н И Я Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И М И М Е Х А Н И З М А М И

Управление работой исполнительных гидравлических меха­ низмов может быть ручным или автоматическим. При ручном управлении следует различать способ приведения в действие распределительных устройств, при помощи которых поток нагне­ таемой насосом жидкости направляется в соответствующие по­ лости цилиндров. Управление может быть непосредственным и дистанционным. В случае непосредственного ручного управле­ ния направление потока жидкости может быть изменено при по­ мощи кранового, клапанного или золотникового распределителя поворотом пли иным перемещением рукоятки.

Однако в случае мощных потоков жидкости, направляемых в гидравлический механизм, высоких давлений жидкости и от­ даленности пульта управления от исполнительного механизма непосредственное ручное управление для неавтоматизированной гидросистемы может оказаться нерациональным. Более выгод­ ным в этом случае может быть дистанционное управление при помощи вспомогательных устройств. Для дистанционного управ­ ления распределительными устройствами гидросистем применя­ ются вспомогательные системы с гидравлическим датчиком и приемником, а также пневматические и электрические системы.

Автоматическое управление работой гидравлических испол­ нительных механизмов может быть: 1) позиционным, при кото­ ром звено, изменяющее направление потоков жидкости или от­ секающее их, может занимать несколько позиций, например три: вперед, назад и нейтрально; 2) пропорциональным, в котором перемещение звена, изменяющего величину и направление пото­ ков жидкости, пропорционально перемещению управляющего элемента, зависящего от какой-либо другой величины, например координаты, давления, количества, температуры и пр.; 3) про­ граммным, когда работой гидравлических механизмов управляет командоаппарат, воспроизводящий заданную во времени после­ довательность работы механизмов; 4) следящим, в котором рас­ пределительное звено «следит» за перемещением управляющего элемента.

Крановые распределители

В крановых распределительных устройствах изменение на­ правления потока жидкости производится поворотом пробки на определенный угол. Пробка может быть конической и цилиндри­ ческой, имеющей различное число ходов.

На рис. 38 показан крановый распределитель с цилиндриче­ ской пробкой для ручного или автоматического управления гид­ росистемой. Уравновешенность пробки достигается тем, что ка­ меры крана, расположенные диаметрально противоположно, находятся под одним и тем же давлением при любом из двух

58

возможных фиксированных положений пробки. Если жидкость от насоса подается к отверстию d корпуса, то через радиальное отверстие пробки и отверстие b корпуса она отводится в рабо­ чую камеру цилиндра, т. е. «а пробку в противоположных на­ правлениях действуют равные силы. Отработавшая в цилиндре жидкость подводится к отверстию с корпуса, а отводится в ре­ зервуар через отверстие а. Поворотом пробки крана на 45° сое­ диняются между собой отверстия d и с кранового распределите­ ля, вследствие чего изменяется направление подачи жидкости

его отсечки используются тарельчатые клапаны и распредели­ тели.

На рис. 39 показано устройство двухседельного дифференци­ ального отсечного клапана. В рабочем состоянии катушка соле­ ноида находится под током и клапан приподнят, открывая про­ ход для жидкости. При обесточивании катушки соленоида клапан под действием пружины резко опускается, перекрывая проход для жидкости.

В силу неуравновешенности клапанов тяговое усилие, опре­ деляемое величиной перестановочной силы клапана, оказывается очень большим, соответственно растут и размеры электромаг­ нита. Поэтому в практике используются клапаны с двух- и мно­ гоступенчатым управлением: электропневмогидравлические, электрогидравлические, электрогидромеханические или с пред-

59