РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ ДЛЯ СОВРЕМЕННЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ

3.1. Назначение и основные характеристики

Рабочие характеристики гидросисистем в основном определяются применя­емыми распределителями. Они направляют и регулируют поток рабочей жидкостив необходимом количестве и в нужное место. Производительность, выполняемыефункции и качество изготовления распределителей - вот определяющие факторы, дающие машинам требуемые характеристики.

Выпускаемые современные распределители предназначены для решения самых разных задач. Распределители секционного типа (блоки - управления) могут быть комбинированными и выполнять сложные дополнительные функции. Они могут иметь прямое и дистанционное управление. Более того, распределители могут быть адаптированы с гидросистемами различного типа, оптимизируя их рабочие характеристики, повышая их экономичность. В одном корпусе с распредели­телем, как правило, находится и ряд дополнительных клапанов. Так, например, регулируемый главный переливной клапан определяет мощ­ность машины согласно максимальному расходу рабочей жидкости, от­дельные напорный переливной и антикавитационный клапаны в каждой гидролинии гидродвигателя предотвращают любые пиковые давления (гидроудары), тем самым защищая гидромотор или цилиндр от разру­шения. Антикавитационный клапан гарантирует хорошее наполнение полостей гидродвигателя, что позволяет от движения опускания груза переходить к подъему без задержки по времени. Более того, он устраняет опасность кавитации и уменьшает риск повреждения уплотнений. Золотники все хромированы, что обеспечивает низкое трение практически безызносную их работу. Современные распределители имеют очень низкие утечки рабочей жидкости, требуют небольших усилий в работе. Ведущие фирмы мира Vickers, Rexroth, Monsun-Tison выпускают распределители с компенсацией давления для пропорционального гидравлического и электрогидравлического дистанционного управления. Они применимы для всех гидросистем и обеспечивают компенсацию давления при подъеме и при опускании так, что управляемый поток жидкости остается постоянным при определенном по­ложении рукоятки управления независимо от изменения рабочего давления.

3.2. Основные типы и схемы гидрораспределителей

(Monsun-Tison)

На рис.47 показаны типичные схемы гидрораспределителей с открытым центром для гидросистем постоянного расхода и постоянно­го давления.

1 - давление на входе;

2 - гидролиния, проходящая через открытый центр;

3 - обратный клапан;

4 - основной напорный клапан клапан;

5 - сливная гидролиния;

6 - напорная гидролиния;

8 - золотник для управления гидроцилиндром двустороннего

действия;

9 - золотник для одностороннего гидроцилиндра;

10 - золотник для гидроцилиндра двустороннего действия

с встроенным торможением от В к Т;

11 - комбинированный напорный и антикавитационный клапан;

12 - золотник для управления гидромотором с тремя фиксированными позициями;

13 - антикавитационный клапан;

14 - золотник для гидроцилиндра двустороннего действия с фиксированной конечной плавающей позицией;

16 - соединение с гидробаком.

Фирмой Monsun-Tison разработаны распределители HV09LS (LSK) для современных гидросистем, чувствительных к нагрузке (LS), типичные схемы которых представлены на рис.48 и рис.49.

Используя пропорциональное дистанционное управление, все функции по компенсации давления осуществить силами давленияжидкости, действующими на основной золотник. Это позволяет обходиться без некоторых компонентов, что упрощает и делает более на­дежной гидросистему и при подъеме, и при опускании нагрузки.

В некоторых случаях, таких, например, как применение ручно­го управления или при критических ситуациях, распределитель может быть оснащен компенсатором (LSK).

Последний при резком повороте или быстром подъеме позволяет достаточно быстро компенсировать давление. Компенсатор включен в специальную секцию золотника. Он устанавливает постоянный перепад давления 6 бар через Р-М , независимо от изменения величины давления на насосе. Другие одновременно выполняемые функции при этом не причиняют помех работе компенсатора при условии достаточной додачи насоса. Это справедливо при использовании как для ручного, так и для дистанционного пропорционального управления золотником.

На рис.50 приведена схема гидрораспределителя HV 321, используемого для гидросистем, чувствительных к нагрузке с регулируемым насосом.

HV 321 - распределитель с компенсацией давления, предназначен для гидросистем, чувствительных к нагрузке. Распределитель спроектирован в одном блоке, может устанавливаться как на гидродвигателе, так и на отдельной плите.

Распределитель сконструирован для широкого применения в погрузчиках, экскаваторах, кранах и т. д.

Высокая приспособляемость распределителя и широкий ряд стандартных компонентов позволяют оптимизировать гидросистему по сле­дующим параметрам:

- компактность

Распределитель может крепиться на цилиндре или гидромоторе и име­ет несколько дополнительных функций.

- свободная компоновка гидрокомпонентов

Распределитель предназначен для пропорционального гидравлического или электрогидравлического дистанционного управления, что позво­ляет оптимизировать расположение гидрокомпонентов и гидролиний.

- экономия

В системах с регулируемыми насосами и чувствительных к нагрузке потребление энергии может быть снижено, а проектирование системы и гидролиний упрощено.

- управляющие характеристики

Благодаря специальной конструкции распределителя, имеющего золотники, компенсированные по давлению, для каждого отверстия гидрод­вигателя получены прекрасные регулирующие характеристики как при подъеме, так и при опускании нагрузки. Также возможно выполнение нескольких функций в одно и то же время.

Общий вид основных типов гидрораспределителей, рассмотренных выше, показан на рис.51.

Рассмотрим несколько типов распределителей (блоков управле­ния) фирмы Mannesmenn Rexroth, применяемых в гидросистемах, чувствительных к нагрузке (LS). На рис.52 приведена схема блока управления типа SP08 с компенсатором давления.

3.3. Некоторые типы гидрораспределителен для современных мобильных машин (Маппезтапп КехгоШ)

Принцип работы

Предположим, что все распределители выключены. В этом случае рабочая жидкость от насоса подается к гидробаку под низким давлением. Как только какой-либо золотник срабатывает, клапан "ИЛИ" блокирует подачу жидкости к гидробаку. Давление, создающееся в обходной гидролинии, действует с левой стороны на золотник (1). Таким образом, подача рабочей жидкости от насоса к баку прекраща­ется.

Давление, определяемое большей нагрузкой, передается в по­лость (2) и на левую сторону золотника (3). Давление жидкости от насоса действует на правую сторону этого же золотника. Если вели­чина давления, развиваемого насосом, поднимается выше давления регулирования (∆Р + давление нагрузки), то золотник (3) начинает вмещаться влево и небольшое количество жидкости поступает в гидробак до тех пор, пока не установится баланс сил давления, действующее на золотник. Давление в полости (2) ограничивается пере­ливным клапаном (4). Если давление в этой полости продолжает по­вышаться, компенсатор давления выполняет функцию переливного клапана с пилотным управлением и ограничивает давление в системе.

Схема блока управления типа SP 12 приведена на рис.53. К основным характеристикам которого можно отнести следующие:

- регулирование расходом по принципу LS;

- может использоваться в гидросистемах как с нерегулируемыми насосами, так и с регулируемыми, имеющими устройство уп­равления подачей и давлением (LS);

- небольшие усилия при управлении, низкие утечки рабочей жидкости благодаря маленьким зазорам между золотником и корпусом;

-виды управления: механическое, гидравлическое, электрогидравлическое.

Принцип работы

В нейтральной позиции распределитель разгружен через ряд клапанов "ИЛИ". Когда золотник смещается, давление от наибольшей" нагрузки передается через клапан:: "ИЛИ" к отверстию LS. Отверстие LS должно быть соединено с отверстием LS устройства управления подачей и давлением насоса. В этом случае перепад давления на блоке управления поддерживается примерно постоянным в течение всего рабочего периода. Таким образом, расход жидкости через распределитель устанавливается пропорциональным степени открытия клапана между отверстием насоса и отверстием гидродвигателя. В то же самое время другое отверстие гидродвигателя соединяется с гидробаком. Связь между расходом жидкости и ходом золотника, особенно при максимальном расходе, может быть установлена посредством дросселя, который соединяется с обратным клапаном.

При одновременной работе нескольких золотников расход жидкости пропорционален постоянной разности давления: между давлением, развиваемым насосом, и давлением, определяемым величиной нагрузки.

Входной элемент может быть оснащен двухходовым компенсатором, если к одному насосу подключено несколько гидродвигателей. В этом случае компенсатор давления поддерживает перепад давления постоянным на распределителях.

Входной элемент с двумя компенсаторами давления позволяет осуществить управление двумя группами распределителей так, что гидродвигатели, подключенные к двумя секциям, могут управляться совершенно независимо друг от друга.

В параллельных гидравлических контурах отверстие LS постоян­но сообщается с давлением нагрузки и отверстие X с давлением на входе (рис.54). Если отверстие Хне используется, шарик (1) в клапане "ИЛИ" удаляется, а отверстие закрывается пробкой.

Для получения насосом корректного сигнала давления нагрузки необходимо, чтобы устройство регулирования насоса имело исключительно низкие утечки рабочей жидкости.

Для получения дополнительных функций элемент (2) (рис.54) может иметь другое конструктивное исполнение. Возможные его варианты и условные обозначения гидрораспределителей проиллюстрирова­ны на рис.55.

Типичные гидросхемы гидрораспределителей приведены на рис.56.

Для гидросистем, чувствительных к нагрузке с высоким давле­нием до 420 бар, фирмой Mannesmann Rexroth разработаны ряд блоков управления типа М-5-20 и 25 (рис.57).

При нейтральной позиции золотника гидролиния LS разгружена и соединяется с гидробаком (6). Регулируемый насос только поддерживает небольшое давление около 20 бар.

При включении одного из золотников сигнал давления нагрузки подается к секции компенсатора давления (3) и через клапан "ИЛИ" (4) к устройству управления насосом.

Расход жидкости через открытый клапан (2) увеличивается до тех пор, пока разность между давлением определяемой нагрузки в давлением насоса не достигнет заданного перепада давления на устройстве регулирования насосом.

3.4. Применение парораспределителей в мобильных машинах

В качестве примера рассмотрим гидросхему управления механиз­мом подъема кузова самосвала (рис.58).

Гидрораспределитель (тип SP 16), применяемый фирмой " Mannesmann Rexroth ", для этой цели имеет следующие технические характеристики:

- управление расходом жидкости не зависит от величины давле­ния нагрузки, реализован принцип LS;

- спроектирован для автомобильного нерегулируемого насоса;

- прост в работе при подъеме и опускании кузова, обеспечивая при этом пропорциональное, чувствительное управление;

- может применяться для управления несколькими гидравличес­кими контурами (подъем, вибрация и т.д.);

- имеет специальный обратный клапан для запирания нагрузки;

- возможно механическое, гидравлическое, пневматическое пропорциональное управление.

На рис.59 показана конструктивная схема гидрораспределителя SP 16. При нейтральном положении золотника рабочая жидкость пос­тупает в гидробак под низким давлением около 4 бар через перепускной клапан.

Когда золотник включается, наибольшее давление загрузка действует через клапан "ИЛИ" (6) на левую сторону ком­пенсатора давления (1) и сообщение насоса с гидробаком при этом прерывается. Давление, развиваемое насосом, действует на правую сторону компенсатора давления (1). При достижении давления выше давления управления (перепад давления + давление нагрузки) кон­денсатор давления смещается влево и часть жидкости начинает пос­тупать в гидробак до тех пор, пока вновь не установится состояние равновесия. Давление в полости (2) (давление нагрузки) ограничивается напорным клапаном (3).

Скорость подъема или опускания кузова может изменяться бла­годаря пропорциональному управлению через клапан "а1", например, три помощи пневматики. Требуемое рабочее давление поддерживается обратным клапаном (4), благодаря которому постоянно обеспечивается процесс подъема или блокирования нагрузки в достигнутом поло­жении.

Рис.60 иллюстрирует гидравлическую схему вышерассмотренного гидрораспределителя.