Распределители жидкости




ТИПОВЫЕ ГИДРОСИСТЕМЫ

ГОРНЫХ МАШИН

Сложные гидросистемы горных машин комплектуются из про­стых типовых гидравлических систем, каждая из которых пред­назначена для решения одной из функциональных задач, выпол­няемых гидроприводом. К этим задачам относятся: обеспечение заданной последовательности или синхронности работы гидро­двигателей, обеспечение заданных видов движения исполнитель­ных органов горных машин и др.

По способу управления приме­няемые гидросистемы можно разделить на гидросистемы с ручным и автоматическим управлением.

 

Гидросистемы с ручным

Управлением

 

Гидросистемы с силовым цилиндром одностороннего действия с ручным управлением широко применяются в бурильных, по­грузочных, проходческих и других горных машинах. В положении распределителя 1, представленном на рис. 183, а, жидкость от насоса 2 поступает в гидроцилиндр 3, а сливная линия, соединяющая насос с баком, перекрыта. При изменении позиции распределителя линия насоса перекрывается, а линия цилиндра соединяется с баком, что обеспечивает опускание поршня цилиндра под действием нагрузки. Скорость опускания регули­руется распределителем.

Применение в рассматриваемой гидросистеме трехпозиционного распределителя (рис. 183, б) позволяет обеспечить двустороннюю работу гидроцилиндра, а в среднем положении распределителя запереть цилиндр для удержания его поршня в заданном поло­жении. При этом насос работает на слив.

Гидросистема с усилением базируется на принципе гидравли­ческого управления основным золотником, осуществляемого небольшим вспомогательным золотником 2 от основного потока насоса (рис. 184, а). Это облегчает процесс управления гидро­цилиндром 3, позволяет выполнить органы управления компакт­ными и разместить их в наиболее удобном месте.

В нейтральном положении золотника все его каналы соеди­няются с баком. При этом насос разгружен, а цилиндр может перемещаться свободно в обе стороны.



Применение золотника (рис. 184, б) позволяет соединить гидро­цилиндр со сливной магистралью.

Типовая гидросистема с ручным управлением приведена на рис. 185. От насоса 1 жидкость поступает в гидроцилиндры 2, направление движения которых зависит от положения распре­делителя 3. Цилиндры удерживаются в заданном положении гидрозамками 4, обратные клапаны которых запирают полости цилиндров (см. рис. 130). Рассмотренная схема может иметь раз­личные варианты исполнения: применение гидромоторов вместо гидроцилиндров, каждый из гидродвигателей может иметь инди­видуальный распределитель, число распределителей может быть неограничено, скорости гидродвигателей могут регулироваться, движение гидродвигателей может быть синхронизировано.

Гидросистема с реверсивным гидромотором представлена на рис. 186. Гидромотор 1 питается от насоса 2 и управляется с по­мощью реверсивного четырехходового трехпозиционного распре­делителя 3. Система снабжена подпорным клапаном 4, действу-

Рис. 185. Типовая гидросистема

с ручным управле­нием

 

Рис. 186. Схема гидро­системы с

реверсивным гидромотором

 

 


 


 

Рис. 187. Схема гидропривода с автоматическим

управлением

 

 

Гидросистемы с непре­рывным прямолинейным или поворотным движени­ем гидродвигателя приме­няются р механизмах различных горных машин для возвратно-поступательного или возвратно-поворотного движения

испол­нительных механизмов.

Принципиальная схема такой гидросистемы с одним насосом / и силовым цилиндром 2 приведена на рис. 187. Управление ги­дроцилиндром осуществляется автоматически действующим двух-позиционным распределителем 3 с гидравлическим управлением от клапанов 4 и 5, питаемых через предохранительные клапаны 6 и 7распределителем гидроцилиндром

В положении, представленном на схеме, цилиндр переме­щается вправо. В конце хода цилиндра в результате повышения давления в напорной магистрали 8 клапан 6 перепускает жидкость в линию 9 управления распределителем 3 и клапаном 4. В резуль­тате смещения клапана 4 изменится позиция распределителя 3, с помощью которого произойдет реверсирование гидроцилиндра 2, в конце хода которого с помощью клапанов 7, 5 и 3 произойдет возврат системы в первоначальное положение, и цикл повторится. Аналогичная работа гидросистемы может быть обеспечена также с помощью концевых выключателей и с электрическим управлением, с моментным или гидромотором.

Гидросистемы с механиче­ским управлением широко при­меняются в гидроприводе гор­ных машин, где используются золотниковые распределители. Принципиальная схема упра­вления силовым цилиндром с по­мощью механических устройств приведена на рис. 188. Жид­кость от насоса 1 через

ревер­сивный двухпозиционный зо­лотник 2 с гидравлическим уп­равлением поступает в силовой-пилот 4, а по­следний, в свою очередь, управляется упорами 5, укрепленными на штоке поршня. Золотник 4 рабо­тает от вспомогательного насоса (на рисунке не по­казан). Ход цилиндра можно изменить, регулируя расстояние между упорами 5. Ско­рость перемещения цилиндров регулируется дросселями 6 рас­пределителя.

Гидросистемы с электромагнитным управлением применяются в некоторых схемах автоматизированного гидропривода. В этом случае используются золотники с электромагнитным управле­нием в комбинации с гидравлическим реле давления или реле времени (рис. 189, а) или концевые выключатели (рис. 189, б). При повышении давления в гидросистеме сверх установленной величины реле / (см. рис. 189, а) размыкает контакты в цепи питания электромагнита 2 золотника, что приводит к изменению позиции золотника с помощью пружины.

Выключатели 1 (см. рис. 189, б) устанавливаются последова­тельно в электрической цепи управления распределителем 2 и приводятся в действие упором 3, устанавливаемым на штоке цилиндра 4. При размыкании или замыкании выключателей из­меняются позиции в распределителе и направление перемещения поршня цилиндра.

Гидросистемы с двумя насосами, работающими спаренно, применяются там, где требуется ускорение холостых ходов гидро­двигателя. Один насос малой подачи, регулируемый, ра­ботает на высоком давлении, соответствующем рабочемуЧ ходу двигателя, а второй, ) большой подачи, [нерегули­руемый, работает на низком давлении и служит для обес­печения холостого хода дви­гателя (рис. 190).

 

При холостом ходе порш­ня давление в системе низ­кое, поэтому клапан 3 за­крыт, а клапан 5 открыт. Подача обоих насосов сумируется

Схема 9*

Коэффициент расхода принимается в пределах 0,6—0,7, перепадда давления не более 0,5% от максимального значения рабочего давления.

Распределители жидкости

Распределителями жидкости называются гидравлические устройства, предназначенные для управления потоком жидкости и создания заданного направления течения в различных участках гидросистемы. Обычно распределители работают на принципе дросселирования.

В зависимости от числа фиксированных позиций рабочего ор­гана различают распределители двух, трех- и многопозиционные. Фиксация распределителя в заданных позициях производится ручными и автоматическими стопорными устройствами.

По числу внешних линий, связывающих распределитель с исполнительной магистралью, различают двух-, трех-, четырех-и многолинейные распределители.

По способу управления различают распределители с ручным, механическим, электрическим, гидравлическим и комбинирован­ным управлением. При ручном управлении применяются рычаж­ные, а при механическом — кулачковые механизмы. Электриче­ское управление распределителем осуществляется с помощью одного или двух электромагнитов. Гидравлическое управление возможно с помощью дросселей с обратным клапаном или с по­мощью золотников.

Согласно ГОСТ 2.781—68 графическое изображение распре­делителей строят из обозначений отдельных элементов и их комби­наций с учетом линий связи и элементов управления. Позицию подвижного элемента изображают квадратом (прямоугольником), который вычерчивают сплошными основными линиями. Число позиций изображают соответствующим числом квадратов. В прин­ципиальных схемах распределители изображают в исходной по­зиции, к которой подводят линии связи. Другая рабочая позиция представляется мысленным передвижением соответствующего квадрата на место исходной позиции, с оставлением линий связи в прежнем положении.

В сокращенных записях распределители обозначают дробью, в числителе которой указывают число линий связи, а в знамена­теле — число рабочих (характерных) позиций. Так, трехпози-ционный двухлинейный распределитель обозначают дробью 2/3.

Проходы (каналы) в распределителе изображают прямыми линиями со стрелками, показывающими направления потоков ра­бочей среды в каждой позиции, а места соединений проходов вы­деляют точками; закрытый ход распределителя изображают ту­пиковой линией с поперечной полочкой.

На рис. 101, г приведена схема пятилинейного двухпозицион-)Го распределителя (5/2) с гидравлическим управлением и дросельным регулированием времени срабатывания. Распределитель яеет две раздельных сливных линии.

Схема трехпозиционного четырехлинейного распределителя '3) с электрогидравлическим управлением приведена на рис. 101, д. аспределитель обеспечивает соединение нагнетательной линии обоих отводов на бак (слив) при среднем положении распредели­ли.

Для управления несколькими двигателями применяются мно-ушнейные многопозиционные распределители. Их изображение нелогично рассмотренным.

По конструктивному исполнению распределители делят на зи основных типа: золотниковые, крановые и клапанные.

Золотниковые распределители являются наиболее распро-граненными устройствами управления гидроприводами горных ашин. Основными достоинствами золотниковых распределителей вляются простота конструкции, легкость управления, высокая адежность в работе, универсальность (возможность регулирова-ия скорости и давления).

Существует много различных конструкций золотников, отли-ающихся разнообразием признаков. По форме поперечного сече-:ия рабочего органа золотники делятся на цилиндрические и пло-кие, по кинематике движения рабочего органа различают золот-шки с поворотным и поступательным движением. Кроме того, юлотники различаются формой рабочего органа и окон в корпусе, инструкцией гильзы, числом рабочих окон.

Наиболее простым и распространенным является цилиндрический золотник, рабочим элементом которого является переме­чающийся в осевом направлении в корпусе (гильзе) цилиндриче­ский плунжер, на котором выполнено необходимое число про-гочек.

Подвод и отвод жидкости производится через окна питания в корпусе золотника и соответствующие проточки его плунжера. Герметизация золотника достигается благодаря малым зазорам между плунжером и корпусом (гильзой), которые равны 0,003— 3,015 мм.

Принципиальное устройство и схема работы трехпозиционного четырехлинейного золотника приведены на рис. 102. Рабочим органом золотника является перемещающийся в осевом направле­нии в корпусе 1 цилиндрический плунжер (золотник) 2, на кото­ром выполнено соответствующее число кольцевых проточек. Жид­кость подводится и отводится через окна питания в корпусе золот­ника и соответствующие проточки плунжера.

Показанный на рисунке золотник находится в среднем ней­тральном положении. Подводимая от насоса к окну 3 жидкость в рабочие окна 4 и 5 не поступает, так как они закрыты плунже­ром. При смещении плунжера, например, вправо жидкость посту-

 


7 12 3 7


Рис. 102. Схема работы золотникового рас­прраспределителя

Рис. 103. Расчетная площ схема золотника
Ь , , *


пает в правую полость цилиндра 6 по каналам 3 и 4 и вытесняется из левой полости цилиндра на слив по каналам 5 и 7. При переме­щении плунжера 2 влево направление потоков жидкости изме­нится. В цилиндр жидкость будет поступать по каналам 3 и 5, а вытесняться из цилиндра по каналам 4 и 7.

Цилиндрические золотники в зависимости от размеров уплот­няющих поясов и окон питания делятся на три типа: 1) с положи­тельным перекрытием > Ь); 2) с отрицательным перекрытием < Ь) и 3) с нулевым (а = Ь) перекрытием (рис. 103).

Золотники с положительным перекрытием используются наи­более часто и имеют хорошую герметичность. Их недостаток наличие зоны нечувствительности, , в пределах которой золотник не работает.

Золотники с отрицательным перекрытием имеют утечки в ней­тральном положении и могут применяться для разгрузки насосов. Применение таких золотников может сопровождаться самопро­извольным смещением исполнительного механизма, что не всегда рационально. Золотники с нулевым перекрытием технологически трудно выполнимы.

Основным достоинством золотников является их компактность и уравновешенность плунжеров от осевых статических сил ра­бочего давления жидкости, так как это давление действует на пояски плунжера в противоположных направлениях. Вследствие этого для перемещения плунжера при управлении золотником тре­буется небольшое усилие, необходимое для преодоления гидроди­намической силы (силы трения и инерционные силы являются несущественными).

Осевая гидродинамическая сила зависит от теряемой вслед­ствие дросселирования в золотнике мощности и направлена в сто­рону, обратную направлению скорости потока, т. е. она стремится сместить золотник в сторону уменьшения его открытия. Согласно (5.9) величина гидродинамической силы пропорциональна расходу и средней скорости жидкости в каналах золотника


 



При этом скорость потока жидкости во внутренних каналах
золотника принимают 1,0—1,5 м/с.

В гидроприводе горных машин наиболее часто применяются золотники с ручным и гидравлическим управлением. Схема золот­никового распределителя с ручным управлением приведена на рис. 104.

Конструкция и гидравлическая схема золотника с гидравличе­ским управлением приведена на рис. 105. В нейтральном положе­нии золотник 1 устанавливается с помощью пружин 2 и 3. Управле­ние золотником осуществляется подачей жидкости в камеру одного из его торцов через отверстия 4 или 5 с одновременным отводом

Золотник с ручным управле­нием:

 

/ — золотник; 2 — корпус золотника: 3 — рукоятка; 2 .4 — фиксатор




гидравлической силы к оси плунжера


А-А

7


 

Рис. 105. Золотник с гидравлическим управлени


 

жидкости из противоположной камеры, что достигается примене­нием дросселей 6 с обратным клапаном 7. Жидкость, поступающая к торцам золотника, свободно проходит через обратные клапаны и выходит через дроссели, регулированием которых достигается необходимая скорость управления золотником.

Основные параметры золотниковых распределителей при про­ектировании определяются или выбираются по ГОСТ 14063—68 «Аппаратура гидравлическая и пневматическая. Основные пара­метры».

Плоские золотники в отличие от цилиндрических имеют гер­метизирующие подвижные детали, соприкасающиеся поверхно­стями, развернутыми в плоскости. Это упрощает технологию из­готовления, улучшает герметизацию золотников, что позволяет использовать их в гидроприводах, работающих на маловязких жидкостях, например, в гидроприводах механизированных крепей.

 

)

Рис. 107. Схемы крановых распределителей золотником производится его перемещением относительно окон питания гидродвигателя (см. рис. 106, б).

Крановые распределителиполучили широкое распростране­ние в гидроприводе горных машин благодаря компактности и про­стоте осуществления многопозиционности. По назначению они делятся на распределительные и запорные (краны). Рабочим эле­ментом крана является пробка. По конструкции рабочего эле­мента различают краны с шаровой, конической, цилиндрической пробками и с плоским элементом (золотником).

Краны предназначены для выполнения вспомогательных функ­ций в гидроприводе, например запирания трубопроводов, подсоеди­нения контрольных приборов и др.

В гидроприводе применяются краны с цилиндрической проб­кой, как более простые и требующие меньших, чем конические, усилий для управления. Различают краны неразгруженные и разгруженные от действия поперечных сдвигающих пробку сил.

В неразгруженных кранах (рис. 107, а и б) давление в поло­сти, связанной с напорной линией, не уравновешивается с другой стороны пробки, что вызывает появление в кране односторонних зазоров и увеличение утечек, а также затрудняет поворот крана. Разгрузка крана достигается с помощью радиальных каналов, соединяющих противоположные полости крана (рис. 107, в).

Конструкция четырехлинейного двухпозиционного кранового распределителя уравновешенного типа с шариковым фиксатором приведена на рис. 108.

На основе цилиндрической пробковой схемы за счет увеличе­ния рядности каналов в пробке созданы многопозиционные кра­новые распределители, получившие применение в гидроприводе горных машин.

Конструкция и гидравлическая схема кранового восьмипози-ционного девятилинейного распределителя типа .ЭРА с плоским золотником приведены на рис. 109. Кран предназначен для руч­ного управления гидравлическими цилиндрами механизирован­ных крепей. Подвод жидкости к крану производится по централь­ному каналу / золотника 2, а отвод к исполнительным механиз­мам — через одно из восьми периферийных отверстий 3 седла 4.

 


Рис. 108. Типовой крановый распределитель

Пружины 5 рукоятки 6 предназначены для фиксации крана в за­данном положении. Постоянный контакт уплотняющих элементов распределителя с рабочим давлением создает большие внутренние перетоки жидкости, что является главным его недостатком.

Более герметичным является распределитель типа РПК с от­сечным клапаном (рис. 110). Установка распределителя в необ­ходимую позицию производится поворотом рукоятки и только после нажима на нее толкателем открывается отсечной клапан 1, и жидкость поступает в распределитель. После выполнения необ­ходимой операции и опускания рукоятки клапан автоматически закрывается, и распределитель разгружается от давления через

Рис. 109. Плоский распределитель типа ЗРА 166


 

специальное дренажное отверстие. Это увеличивает герметичность крана и облегчает управление им при высоком давлении.

Клапанные распределителипросты в изготовлении и надежны в эксплуатации, обладают высокой герметичностью, однако они уступают золотниковым и крановым распределителям в компакт­ности и легкости управления. По конструктивному исполнению различают клапанные распределители, шариковые и конические (рис. 111). Реже применяются плоские распределители.






Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 2749; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.07 сек.