Распределительная часть приводов. Вспомогательные устройства Распределительные устройства

Распределительные устройства служат для изменения направления потока жидкости в гидросистемах; с их помощью рабочие органы двигателей могут соединяться с линией высокого давления или с линией слива. При изменении направления потока жидкости осуществляется реверс рабочего органа.

Распределительные устройства можно разделить на пробковые, золотниковые и клапанные. Наиболее простыми в конструктивном отношении являются пробковые распределительные устройства. В корпус такого устройства (рис. 80) вставлена пробка, поворот которой

вызывает изменение направления движения жидкости. Отверстие 1 соединяется постоянно с линией высокого давления, отверстие 4 – с линией слива, а отверстия 2 и 3 – с полостями двигателя (например, с полостями силового цилиндра). Пробку делают цилиндрической или конической формы. В последнем случае ставят пружину для постоянного прижима пробки к гнезду. Так как с увеличением давления возрастает сила, стремящаяся вытолкнуть пробку, то при больших давлениях и расходах надо ставить пружину, рассчитанную на большие усилия, а это приводит к увеличению силы, прикладываемой к рукоятке управления для поворота пробки.

В распределительных устройствах с цилиндрической пробкой во избежание утечек жидкости необходимо очень хорошо обрабатывать сопрягаемые поверхности. При больших давлениях и расходах пробка прижимается к поверхности, в пределах которой находится отверстие, соединённое с линией слива. Это увеличивает нагрузку на рукоятке управления. Для устранения одностороннего прижима пробки её гидравлически разгружают; для этого противоположные поверхности пробки соединяют специальными каналами (рис. 80, б). легко видеть, что утечки жидкости при этом увеличиваются. Поэтому пробковые распределительные устройства обычно применяют в качестве вспомогательных устройств, а самостоятельно – для распределения небольших расходов жидкости.

Наибольшее распространение в гидроприводах получили золотниковые распределительные устройства (или просто золотники). Они сравнительно просты в изготовлении, компактны, надёжны в работе и могут применяться для распределения больших расходов жидкости.

Основными элементами золотниковых распределительных устройств являются плунжер и гильза (корпус). Плунжер имеет проточки и уплотняющие пояски, с помощью которых происходит распределение потока жидкости; в гильзе сделаны выточки. При смещении плунжера жидкость через проточки в плунжере и выточки в гильзе направляется в рабочие полости двигателя.

Золотниковые распределительные устройства бывают двух- и трёхпозиционные. У первых плунжер занимает два положения (две позиции) – крайнее левое и крайнее правое; у трёхпозиционного устройства плунжер может занимать ещё и среднее положение.

По расположению поясков на плунжере относительно выточек в гильзе различают две схемы золотников (82,а и 82,в). Жидкость, в зависимости от положения плунжера (рис. 82, а), подводится по трубопроводу высокого давления р либо к левой, либо к правой полости силового цилиндра. При смещении плунжера золотника вправо левая полость силового цилиндра соединяется с линией слива, а правая (штоковая) – с линией высокого давления. Так как давление в полости 1 золотника больше, чем в полости 2, то плунжер находится под действием неуравновешенных сил, стремящихся переместить его вправо. Для разгрузки плунжера от давления в сливной линии делают два дополнительных пояска – 3 и 4 (рис. 82, б).

Золотник, представленный на рис. 82, в, также разгружен от давления жидкости в сливной магистрали, поэтому он может быть рекомендован тогда, когда для перемещения плунжера должны быть приложены небольшие усилия. При небольших расходах жидкости, а также при управлении золотником с помощью сервопривода, могут применяться золотники, представленные на рис. 82, а.

В зависимости от соотношения ширины уплотняющего пояска на плунжере и выточки в гильзе различают золотники с положительным перекрытием, когда b₁>b₂ (где b₁ – ширина уплотняющего пояска, а b₂ – ширина выточки в гильзе), с отрицательным перекрытием, когда b₁< b₂, и с нулевым перекрытием, когда b₁=b₂.

Золотники с положительным перекрытием имеют меньшие утечки жидкости, чем золотники с отрицательным перекрытием, но обладают некоторой зоной нечувствительности, равной 0,5 (b₁-b₂). В пределах этой зоны перемещение плунжера не влияет на положение поршня силового цилиндра. Это обстоятельство, имеющее большое значение в следящих системах, привело к применению золотников с отрицательным перекрытием. У золотников с отрицательным перекрытием смещение плунжера приводит к перемещению поршня силового цилиндра.

При рассмотрении схемы золотниковых распределительных устройств отмечалось, что при определённых условиях плунжер золотника может быть неуравновешен в динамическом отношении. Тогда усилие, необходимое для перемещения плунжера, будет зависеть не только от разности давлений, действующих на торцовые поверхности плунжера, но и от сил трения и от реакции потока жидкости, протекающей через золотник. Силы трения между плунжером и гильзой обычно не превышают 0,1 кг. Силы трения в уплотнительных устройствах имеют преобладающее значение. Так, по данным проф. Башта [2], при одном уплотнительном кольце силы трения увеличиваются до 0,5 кг, а при двух кольцах достигают 1 кг. Для уменьшения сил трения в уплотнительных устройствах последние следует располагать там, где они будут разгружены от давления жидкости. Если возможно, следует вообще отказываться от уплотнений плунжера золотника.