Принцип работы гидрораспределителя

Согласно упрощённой схеме (см. схема 1), гидравлическая жидкость поступает в распределитель через насос (Н) и направляется в цилиндр (Ц). В зависимости от стороны смещения запорно-регулирующего элемента (ЗРЭ), жидкость транспортируется в левую (1) или правую (2) полость цилиндра, в результате чего данный узел перемещается в разные стороны.

Гидравлический распределитель используется для запуска, остановки и перенаправления потоков рабочей жидкости. Также с помощью данного механизма осуществляется регулировка расхода масла и давления в гидросистеме.

Принцип работы следующий:

Согласно упрощённой схеме (см. схема 1), гидравлическая жидкость поступает в распределитель через насос (Н) и направляется в цилиндр (Ц). В зависимости от стороны смещения запорно-регулирующего элемента (ЗРЭ), жидкость транспортируется в левую (1) или правую (2) полость цилиндра, в результате чего данный узел перемещается в разные стороны.

На рисунке гидрораспределитель (Р) находится в нейтральном положении, поэтому в данном случае цилиндр статичен. Каждое устройство имеет свой предохранительный клапан, блокирующий работу узла при достижении допустимого предела давления. При активации КП жидкость направляется в гидравлический бак, минуя все компоненты.

Распределители с золотником более компактны, они позволяют обеспечить плавное перекрытие рабочих окон, что важно при наличии больших инерционных масс.

Клапанные распределители обеспечивают лучшую герметичность, они способны работать при большем давлении чем золотниковые.

Распределители с золотником более компактны, они позволяют обеспечить плавное перекрытие рабочих окон, что важно при наличии больших инерционных масс.

Рассмотрим подробнее устройство, характеристики и принцип работы золотниковых распределителей, получивших широкое распространение.

Число положений гидравлического распределителя

Количество вариантов вариантов соединения гидролиний распределителем называют числом положении. Наибольшее распространение получили двух- и трехпозиционые распределители.

Нейтральным называют положение, при котором золотник устанавливается в неактивном состоянии под воздействие посоятнно действующих сил (например усилия пружины).

Количество подводимых линий

Распределители могут различаться по количеству подводимых линий, наиболее часто применяются четырех линейные гидрораспределители, к ним подводится 4 линии:

• p — давление
• t — слив
• a — выход а (например, подвод жидкости в поршневую полость гидроцилиндра)
• b — выход b (например, подвод рабочей жидкости в штоковую полость гидравлического цилиндра)

Устройства изготавливаются из высококачественных стальных сплавов, чугунных заготовок, а также есть варианты из бронзовых слитков. Для дополнительной закалки сырья его подвергают воздействию азота, цементируют. Их вес и размеры зависят от масштабов пропускаемой жидкости. Чем крупнее габариты распределителя, тем выше пропускная способность.

Классификация гидротехники

Разделяют эти устройства, основываясь на типологии запорных конструкций. Гидрораспределители, типы устройств которых отличаются между собой по функционалу, делятся на следующие разновидности:

• золотники;
• крановые распределители;
• с клапаном;
• струйные;
• с регулирующим элементом типа «сопло-заслонка».

Очень распространенными являются золотниковые разновидности распределителей. Они просто изготавливаются, компактны и надежны в эксплуатации. Выдерживают повышенное давление до 32 Мпа и активный расход, в отличие от кранового типа.

Крановый распределитель также достаточно широко распространен. Его конструкция запорной арматуры основана на цилиндрической форме пробки поворотного крана. Но кран также может иметь и шарообразную, коническую форму, а также бывает плоским. Разнообразие типов запорных элементов делает этот тип устройств очень удобным и востребованным.

Тип устройства «сопло-заслонка» работает на принципах гидравлического делителя давления и качественно распределяет нагрузку в ходе поступления рабочей среды.

Струйные варианты отличаются пониженной чувствительностью к загрязнениям, это обеспечивается полным отсутствием подвижных элементов в устройстве.

На рисунке гидрораспределитель (Р) находится в нейтральном положении, поэтому в данном случае цилиндр не двигается. В конструкции каждого устройства присутствует предохранительный клапан, блокирующий работу узла при достижении допустимого предела давления. При активации КП гидравлическая жидкость направляется в гидробак, минуя все компоненты распределителя.

Гидравлический распределитель используется для перенаправления потоков рабочей жидкости.

Если следовать простейшей гидросхеме, показанной на рисунке, то гидравлическая жидкость поступает в распределитель через насос (Н) и направляется в цилиндр (Ц). В зависимости от стороны смещения запорно-регулирующего элемента (ЗРЭ), жидкость транспортируется в левую (1) или правую (2) полость цилиндра, в результате чего данный узел перемещается в разные стороны.

На рисунке гидрораспределитель (Р) находится в нейтральном положении, поэтому в данном случае цилиндр не двигается. В конструкции каждого устройства присутствует предохранительный клапан, блокирующий работу узла при достижении допустимого предела давления. При активации КП гидравлическая жидкость направляется в гидробак, минуя все компоненты распределителя.

Существенным недостатком дросселирующих гидрораспределителей является возможность загрязнения зазоров между золотником и корпусом. Поэтому в системах автоматического управления для устранения отмеченного явления золотникам сообщают поворотные или возвратно-поступательные колебания высокой частоты (более 50 Гц) и небольшой амплитуды (10. 100 мкм). Обеспечивается это с помощью механических вибраторов или электромеханических средств.

Гидрораспределители типы конструкция работа маркировка

Чтобы представить работу гидрораспределителя в некоторой рабочей позиции, необходимо мысленно передвинуть соответствующий этой позиции квадрат обозначения на место квадрата исходной позиции, оставляя линии связи в прежнем положении. Тогда истинные направления потока рабочей жидкости укажут стрелки, имеющиеся в этом квадрате.

Условные обозначения едины для золотниковых, крановых и клапанных гидрораспределителей, т.е. условное обозначение не отражает конструкцию их запорно-регулирующих элементов.

Кроме графических обозначений гидрораспределителей, приводят также их цифровые обозначения в виде дроби: в числителе указывают число подведенных к гидрораспределителю внешних гидролиний, в знаменателе — число его рабочих (характерных) позиций. Например, четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель обозначают дробью 4/3 (см. рис. 1, г).

Запорно-регулирующие элементы (золотник, кран, клапан) в направляющих гидрораспределителях всегда занимают фиксированные позиции по принципу «полностью открыто» или «полностью закрыто». Поэтому направляющий гидрораспределитель практически не влияет на давление и расход потока рабочей жидкости, проходящей через него.

Виды распределителей

Основным недостатком гидрораспределителя цилиндрическим золотником является наличие утечек жидкости через диаметральный зазор между корпусом (гильзой) и золотником.

Дросселирующим называется гидрораспределитель, обеспечивающий изменение как направления движения жидкости в нескольких гидролиниях одновременно, так и расхода в них в соответствии с внешним управляющим воздействием.

В отличие от направляющего гидрораспределителя запорно-регулирующий элемент дросселирующего гидрораспределителя может занимать бесконечное множество промежуточных «рабочих положений». При этом он одновременно работает и как запорно-регулирующий элемент регулируемого гидродросселя, создавая сопротивление прохождению потока рабочей жидкости. Обычно площадь проходного сечения в дросселирующем гидрораспределителе зависит от величины управляющего сигнала.

При отсутствии сигнала на электромагнитах золотник 2 распределителя находится в исходной (нейтральной) позиции. При этом все проходные сечения в распределителе перекрыты.

Аналогично работает гидрораспределитель и при условии подачи управляющего сигнала на электромагнит ЭМ2. Отличие заключается только в том, что золотник при этом смещается влево.

Обычно в системах управления один из управляющих сигналов, поступающих на электромагнит ЭМ1 или ЭМ2, принимается положительным, а другой — отрицательным. Таким образом, гидрораспределитель в зависимости от знака управляющего сигнала обеспечивает необходимое направление движения поршня гидроцилиндра, а в зависимости от мощности управляющего сигнала — требуемую скорость его перемещения.

Основные правила построения условных обозначений направляющих гидрораспределителей, распространяются и на дросселирующие гидрораспределители. Признаком дросселирующего гидрораспределителя в его условном обозначении является наличие двух дополнительных параллельных линий (над обозначением и под ним) (см. рис. 3, в). При этом квадраты в обозначении соответствуют характерным позициям гидрораспределителя.

Основными преимуществами золотниковых гидрораспределителей являются их компактность и разгруженность от осевых сил, что значительно уменьшает усилие, необходимое для управления золотником.

Существенным недостатком дросселирующих гидрораспределителей является возможность загрязнения зазоров между золотником и корпусом. Поэтому в системах автоматического управления для устранения отмеченного явления золотникам сообщают поворотные или возвратно-поступательные колебания высокой частоты (более 50 Гц) и небольшой амплитуды (10. 100 мкм). Обеспечивается это с помощью механических вибраторов или электромеханических средств.

Кроме золотниковых, к дросселирующим гидрораспределителям относятся струйные гидрораспределители. Такие гидрораспределители часто используются как предварительная ступень гидравлического управления в гидрораспределителях с многоступенчатым управлением.

Гидрораспределители с электрическим управлением. Электрическое управление в гидрораспределителях применяется при условных проходах Dy
и знак перепада давления при этом соответствуют знаку входного электрического сигнала.

При отсутствии электрического управляющего сигнала золотники обоих распределителей под действием пружин находятся в средних (нейтральных) позициях. При этом золотник 1 соединяет торцевые полости распределителя второй ступени со сливом, а золотник 5 перекрывает все проходные сечения (см. рис. 4, а, б).

При поступлении управляющего сигнала на вход электромагнита ЭМ2 золотники 7 и 5 перемещаются влево, т. е. гидрораспределитель переключается в позицию II. При этом соединяются гидролинии Р с В и А с Т.

Гидрораспределители применяются в самых разных гидравлических системах. Наиболее востребованными являются устройства золотникового типа. С их помощью управляют движением рабочих органов двигателей – валов и штоков. В частности, такие механизмы устанавливают на:

Разновидности

В зависимости от разновидности основного элемента, можно купить следующие гидрораспределители:

• золотникового типа;
• клапанного типа;
• кранового типа.

Золотниковые

По количеству линий движения жидкости различают двух-, трех- и многоходовые гидрораспределители. Управление системой может быть ручным или гидравлическим, электромагнитным или электрогидравлическим. При использовании только мускульной силы задействуется кнопка, рычаг, поворотная рукоятка или ножная педаль. В случае механического устройства процесс запускается толкателем, роликом или пружиной. Давление бывает прямым гидравлическим и пневматическим.

Часто в системе используется сразу несколько золотников. Такие конструкции делятся на моноблочные и секционные. Если отделений несколько, они соединяются болтами. Запорно-регулирующий механизм для этого типа распределителей выпускается в трех исполнениях: с положительным, нулевым и отрицательным осевым перекрытием. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки.

Преимуществом первого варианта является возможность фиксировать положение поршня. Минус: есть зона нечувствительности, в рамках которой исполнительный механизм не движется даже при наличии сигнала. У золотников с нулевым осевым покрытием такая область отсутствует. Их недостатком является достаточно высокая стоимость, связанная со сложностями при изготовлении. У моделей с отрицательным перекрытием зона нечувствительности минимальна. Негативный фактор здесь заключается в меньшей жесткости конструкции.

Крановые

Эти гидрораспределители регулируют потоки за счет поворота крановой пробки. Наибольшей популярностью пользуются изделия цилиндрической и конической формы. Также выпускаются плоские и сферические модели. Одной из важнейших характеристик подобных устройств является герметичность. Со временем зазор между пробкой и корпусом крана может увеличиваться, вследствие чего происходит утечка рабочей жидкости.

С такой неприятностью чаще всего сталкиваются пользователи гидрораспределителей с цилиндрической пробкой. Изначально зазор между поверхностями составляет 0,01…0,02 мм. По мере изнашивания конструкции, пробка и корпус начинают прилегать друг к другу не так плотно. Приходится либо смириться с постоянными потерями жидкости (все-таки они не слишком велики), либо покупать новое устройство. У моделей с конической пробкой эта проблема отсутствует, что делает их приобретение более выгодным.

Клапанные

Гидрораспределители, которые используют в качестве запорно-регулирующего элемента клапан, способны работать при высоком давлении. Если золотниковые конструкции ограничены номиналом 32 МПа, то клапанные могут выдерживать нагрузки в два-три раза больше. Вектор потока рабочей жидкости регулируется путем последовательного открытия/закрытия проходных каналов.

Когда требуется активировать двигатель, оператор перемещает стержень, на котором расположены выступы. В результате этого движения одна из пар клапанов открывается, и жидкость начинает движение по соответствующему каналу. Она либо поступает в гидродвигатель, либо сливается в бак. По окончании процесса стержень возвращается в исходное положение.

Клапаны для распределителей могут иметь самую разную форму, начиная от шариков и заканчивая конусами. Управляются они ручным, механическим или электротехническим способом. Из устройств, приводящихся в действие мускульными усилиями, наибольшее распространение получили элементы с качающимся рычагом. Во многих конструкциях открытие/закрытие клапанов осуществляется с помощью кулачкового привода.

• из катушки;
• из арматурной трубки.

Особенности функционирования гидрораспределителей

На рынке представлены модели с одно- и двусторонним управлением (последний тип оборудования оснащается двумя электромагнитами – каждое такое устройство контролирует движение золотника в определенную сторону). При этом агрегаты с одно- и двусторонним управлением работают по одному и тому же принципу.

Уважаемые производители изготавливают корпус клапана с широкими проходами, благодаря которым обеспечивается стабильное давление потока. Агрегаты могут оснащаться маслонаполненными электромагнитами. Оборудование выпускается с электромагнитами, которые, как уже говорилось, рассчитаны на переменный или же на постоянный ток.

Электромагнит выпускается из разных материалов и состоит, как правило:

• из катушки;
• из арматурной трубки.

Трубка ввинчена в корпус клапана – в ней находится плунжер. Эта деталь располагается в масле, поэтому во время функционирования оборудования и перемещения она не изнашивается. Арматурная трубка предназначена во многом для рассеивания образующегося тепла.

Такие элементы как кран, клапан, или золотник являются запорно-регулирующими и фиксированные позиции у них заняты по двум принципам: «полностью закрыто», «полностью открыто». Вследствие этого как на расход потока рабочей жидкости, которая проходит через направляющий гидрораспределитель, так и на его давление, сам гидрораспределитель влияния практически не оказывает.

Гидрораспределителем называют гидроаппарат, который, при наличии управляющего внешнего воздействия, обеспечивает в гидролиниях, количеством от двух и более, изменение направления потока рабочей жидкости.

Различают дросселирующие и направляющие гидрораспределители. Направляющим он является в том случае, если он либо обеспечивает перекрытие, либо изменяет направление потока жидкости, которое происходит благодаря тому, что происходит полное перекрытие или пересечение проходных сечений.

Также гидрораспределители могут различаться:

-по количеству внешних гидролиний – двух-, трехлинейные и т.д.;

-по количеству характерных позиций запорно-регулирующего элемента – двух-, трёхпозиционные и т.д.;

-конструкции запорно-регулирующего элемента – крановые, клапанные, золотниковые;

-количеству запорно-регулирующих элементов – одно-, двухступенчатые и т.д.;

-по виду управления – механическое, ручное, гидравлическое, электрическое управление

Чтобы по этой схеме понять как работает гидрораспределитель, находясь в определённой рабочей позиции, нужно представить, как квадрат обозначения, которые соответствует этой позиции, передвигается на место исходной позиции квадрата. При этом линии связи, находящиеся в прежнем положении, остаются. После этого стрелки, которые имеются в данном квадрате, укажут истинное направление потока рабочей жидкости.

Условное обозначение не отражает конструкцию запорно-регулирующих элементов крановых, клапанных и золотниковых гидрораспределителей, т.е. эти обозначения одинаковы для всех.

Помимо графических, у гидрораспределителей также указывают обозначения цифровые, их записывают дробью. Количество внешних гидролиний, которые были подведены к гидрораспределителю указывают в числителе, количество же его характерных (т.е. рабочих) позиций – в знаменателе. В качестве примера можно привести двухпозиционный трёхлинейный распределитель – он будет обозначаться в виде дроби 3/2.

Такие элементы как кран, клапан, или золотник являются запорно-регулирующими и фиксированные позиции у них заняты по двум принципам: «полностью закрыто», «полностью открыто». Вследствие этого как на расход потока рабочей жидкости, которая проходит через направляющий гидрораспределитель, так и на его давление, сам гидрораспределитель влияния практически не оказывает.

Среди недостатков данного вида гидрораспределителей основным можно назвать случающиеся утечки жидкость, которые происходят через диаметральный зазор между золотником и гильзой (то есть корпусом).

Данное оборудование выгодно выделяется на фоне аналогов ввиду следующих преимуществ:

Гидравлические распределители с электромагнитным управлением классифицируются по нескольким параметрам:

Разными могут быть и схемы подключения распределителя. Наиболее востребованы следующие: 14 (Н,00), 34 (J,04), 573Е (В,32), 574 (C,11), 44 (E,01), 574E (Y,10), 574A (D,12), 24(М,05), 64 (G,02). Все эти технические параметры следует в обязательном порядке принимать во внимание в процессе выбора гидравлического распределителя. Только при взвешенном, компетентном и всестороннем подходе удастся отыскать модель, в точности соответствующую предстоящим работам.

По способу управления различают гидравлические распределители с механическим, ручным, электромагнитным, гидравлическим пневматическим управлением.

Гидросистема представляет собой устройство для преобразования небольшого усилия в значительное усилие с использованием для передачи энергии какой-либо жидкости. Популярность гидравлических систем объясняется прежде всего высокой эффективностью их работы, надежностью и относительной простой конструкцией.

Типы распределителей в гидравлике

В зависимости типа регулирующего элемента при открытии или закрытии в Мире существуют клапанные и золотниковые распределители.

Золотниковые и клапанные устройства различаются по типу прямого (ручное, механическое управление, электрическое, гидравлическое, пневматическое управление) и непрямого действия (электрогидравлическое управление).

В чем основная разница между золотниковым распределителем и клапанным

Клапанные распределители обеспечивают лучшую герметичность, а также они способны работать при большем давлении.

Золотниковые распределители – компактны, также они обеспечивают более плавное перекрытие рабочих зон, что особенно важно при наличии больших инерционных масс.

Число положений гидравлического распределителя

Количество вариантов соединения гидравлических линий распределителемназывают числомихположения. Наибольшее распространение получили двух- и трехпозиционые распреды.

Количество подводимых гидролиний

Распределители могут различаться по количеству подводимых линий, наиболее часто применяются четырех линейные гидрораспределители, к ним подводится 4 линии:

• p – давление;
• t – слив;
• a — выход на линию А (например, подвод жидкости в поршневую полость домкраты);
• b — выход на линию В (например, подвод рабочей жидкости в штоковую полость домкрата).

Устройство и принцип работы гидрораспределителя

Гидравлический распределитель используется для перенаправления потоков рабочей жидкости.

Если следовать простой схеме, показанной на изображении №1, то гидравлическая жидкость поступает в распределитель через насос (Н) и направляется в цилиндр (Ц). В зависимости от стороны смещения запорно-регулирующего элемента (ЗРЭ), жидкость транспортируется в левую (1) или правую (2) полость цилиндра, в результате чего данный узел перемещается в разные стороны.

На изображении №1 гидрораспределитель (Р) находится в нейтральном положении, поэтому в данном случае цилиндр не двигается. В конструкции каждого устройства присутствует предохранительный клапан, блокирующий работу узла при достижении допустимого предела давления. При активации КП гидравлическая жидкость направляется в гидробак, минуя все компоненты распределителя.

Способы управления гидравлическими распределителями

По способу управления различают гидравлические распределители с механическим, ручным, электромагнитным, гидравлическим пневматическим управлением.

В ГОСТе 24679-81 указаны диаметры условных проходов гидравлических распределителей — 6, 10, 16, 20, 32 мм. Сочетания условных проходов и способов управления отмечены в таблице ниже.

Устройство гидрораспределителя клапанного типа показано на рис.1. В корпусе 1 размещены левое 2 и правое 3 седла, шариковый клапан 4, а также толкатели 5 с пружиной 6 и 7 с уплотнениями 8. К корпусу крепится кожух 9, в котором на оси установлен рычаг 10, взаимодействующий через шарик с толкателем 7 и пальцем 11.

Устройство гидрораспределителя клапанного типа показано на рис.1. В корпусе 1 размещены левое 2 и правое 3 седла, шариковый клапан 4, а также толкатели 5 с пружиной 6 и 7 с уплотнениями 8. К корпусу крепится кожух 9, в котором на оси установлен рычаг 10, взаимодействующий через шарик с толкателем 7 и пальцем 11.

Принцип работы гидрораспределителя

Нужен дизельный генератор? Выбрать и заказать его можно на https://hyundai-ukraine.com.ua/category/dizelgeneratory/. Только сертифицированная продукция.

Усилие, действующее на шариковый клапан гидрораспределителя со стороны “Р” и усилие пружины уравновешиваются усилием со стороны толкателя 7 благодаря подводу жидкости из канала “Р” в полость толкателя, ограниченную уплотнениями 8. Это уравновешивание и соотношение рычага 10 позволяет использовать электромагниты гидрораспределителя со сравнительно небольшими усилиями и, следовательно, небольших размеров.

Существует исполнение, у которого используется два шариковых клапана при работе гидрораспределителя и иное расположение седел (рис.1). В этом исполнении распределителя при отключенном электромагните канал “Р” оказывается запертым, а каналы ”А” и ”Т” – сообщенными друг с другом.

Схематическое изображение распределителей с одним и двумя шариковыми клапанами, показывающее коммутацию каналов и их запирание в разных позициях приведено на рис.2 (2а- с одним шариковым клапаном, а 2б- с двумя).