4.2. Пример.

Выбрать дроссель, обеспечивающий при полном открытии на режиме Q = 1,2 ^.10^-3 м³/с потери давления р=1,05 МПа. Плотность рабочей жидкости  =890 кг/м³.

Из соотношения (4.1), задавая  = 2,66 ( = 0,62), будем иметь

м² .

Диаметр условного прохода получим

Округляя по ГОСТ 15516-70, назначаем d_у = 8^.10^-3 м. Тогда

4.3. Распределители жидкости

Изменение направления движения рабочих органов гидропривода осуществляется путем изменения направления движения потоков жидкости с помощью распределителей (распределительных устройств). С помощью распределителей обеспечивается направление рабочей жидкости к соответствующему исполнительному гидромеханизму, а также осуществляется реверс механизмов.

По конструктивному исполнению распределители жидкости разделяются в основном на крановые, клапанные и золотниковые.

В крановых распределителях рабочий элемент (пробка) конусного или цилиндрического типа совершает поворотные движения, соединяя соответствующие магистрали. Основными преимуществами крановых распределителей являются компактность, простота и высокая надежность; недостатки: сравнительно малые расходы и давления, большие усилия при управлении. Применяются в основном для выполнения вспомогательных функций – запирания трубопроводов, подсоединения манометров и т.п.

Клапанные распределители состоят из набора клапанов (по числу линий, принимающих участие в распределении жидкости), которые с помощью вспомогательного привода (механического или электрического) открываются по определенному закону, осуществляя распределение жидкости. Клапанные распределители широко применяются в объемных гидромашинах высокого давления. Подробнее о крановых и клапанных распределителях см. [8].

Наиболее распространенными являются золотниковые распределители. Они имеют простую конструкцию, легки в управлении, надежны в работе, могут пропускать через себя большие расходы жидкости.

Основными элементами являются гильза и плунжер. По форме этих элементов в поперечном сечении золотниковые гидрораспре-делители подразделяются на цилиндрические и плоские.

Наиболее важным признаком, характеризующим золотник, является число рабочих окон (щелей). По этому признаку их делят на одно-, двух, четырех и многощелевые. В настоящем учебном пособии представлены наиболее распространенные в практике четырехщелевые гидрораспределители с цилиндрическим золотни-ком.

Сведения по другим гидрораспределителям см. [8].

В основном распределитель состоит (рис.4.3) из корпуса 1 с несколькими внутренними проточками (а – две проточки, б – три проточки) и золотника 2 с двумя, тремя и более буртиками, которые иногда под действием пружин 3 устанавливаются в исходное положение, если нет внешней нагрузки на торцы золотника.

Рис.4.3. Конструктивная схема четырехщелевого гидрораспределителя

По числу фиксируемых положений плунжера различают двухпозиционные и трехпозиционные золотники. Если плунжер золотника не задерживается в среднем положении, такой золотник называется двухпозиционным; если задерживается с помощью каких-либо устройств – трехпозиционным.

Несмотря на конструктивную неодинаковость оба распределителя (рис.4.3) имеют одно и то же значение. При смещении плунжера относительно корпуса две щели открываются, сообщая соответствующие полости гидродвигателя с насосом и сливом, а две прикрываются; при смещении плунжера в другую сторону имеет место другое распределение жидкости.

Рабочие щели I, II, III, IV (см. рис.4.3) образуются между торцами проточек корпуса и буртиками уплотнительных поясков золотников.

На рис.4.4. показана одна из рабочих щелей в среднем (а) и смещенном (б) положении.

Рис.4.4. Рабочая щель гидрораспределителя

Принято выделять следующие основные параметры гидрораспределителя:

- D – диаметр уплотнительного пояска золотника (диаметр корпуса или гильзы D_к = D+2, где  = 812 МКм);

- x  ширина щели в открытом состоянии (в среднем положении обычно х0);

- длина ( периметр) щели П=D ( для кольцевой проточки) ;

- площадь щели f =Dx .

Гидравлические характеристики золотника (в открытом, зафиксированном положении), как и для обычного местного сопротивления, определяются по соотношению

или

(4.3)

Коэффициент расхода  является функцией числа Рейнольдса, однако для турбулентного потока, который в золотниках является преобладающим, можно принимать постоянным  = 0,60  0,62 ( = 2,77  2,6) для острых кромок и =0,75  0,8 (=1,77  1,56 ) – для закругленных кромок.

Размеры золотника определяются в основном расходом, скоростью жидкости в его каналах и доступными потерями давления.

Согласно [8] скорость течения жидкости в каналах корпуса золотника и в проточках плунжера обычно выбирают, в целях уменьшения габаритов, в 2 2,5 раза выше скорости жидкости в подводящих трубах. Однако в реально выполненных четырехщелевых гидрораспределителях потери не превосходят р = 0,2 …0,5 МПа (большие значения соответствуют большим расходам Q>1^.10^-3 м³/с).

При проектировании геометрические размеры распределителя можно подбирать в зависимости от диаметра входной трубы по табл. 4.1 [8].

Т а б л и ц а 4.1

Диаметр			Ширина расходных окон (каналов) – t	Мини- мальное перекры- тие, С	Ход плун-жера, Хmax
Вход- ной трубы, d2	D плунжера	Штока плунжера D1
6 12 18 25 38 50	15 22 25 30 38 50	12 15 15 18 22 30	6 9 9 12 15 18	3 3 3 4 4 6	(4.4)

Затем по формуле (4.3), задаваясь коэффициентом сопротивления, проверяют величину потерь давления (р  0,2 … 0,5 МПа) на расчетном режиме.

4.4. Пример.

Выбрать параметры четырехщелевого гидрораспределителя с цилиндрическим золотником. Диаметр напорной магистрали d₂=12 мм; расход жидкости на расчетном режиме Q*= 0,678^.10^-3 м³/с. Плотность рабочей жидкости  = 890 кг/см³ .

По табл.4.1 выбираем параметры гидрораспределителя: d₂ = 12 мм; D = 22 мм; D₁ = 15 мм; t = 9 мм; С = 3 мм; Х_max = 12 мм.

Площадь расходного окна по соотношению f =Dx =3,14^. 22 ^.12 = 829,4 мм² . Принимая коэффициент сопротивления  = 1,77 (по рекомендации), проверяем величину потерь давления (4.3) Па – в допустимых пределах.

Распределитель управляется ручным, механическим или гидравлическим устройством.

При расчетах обычно считается, что распределитель мгновенно перемещается в одну из фиксируемых позиций.

Графически распределитель (рис.4.5) изображается в виде отдельных элементов, линий связи и системы управления.

Подвижный элемент обозначается квадратом, причем число рабочих позиций соответствует числу квадратов. Обычно в гидравлических схемах распределители (как и другие гидроаппараты) показываются в исходной позиции, к которой подходят линии связи. Иные рабочие позиции представляют передвижением необходимого рабочего квадрата на место исходной позиции с сохранением гидравлических линий.

а б

Рис.4.5. Условное изображение четырехщелевого,

четырехходового распределителя

а – двухпозиционный б – трехпозиционный

На рис.4.5 принято следующее обозначение позиций: а –прямое; б – обратное (реверс): с – среднее (нейтральное) подключение гидродвигателя.