Что относится к гидроаппаратам управления и как они обозначаются

Гидроаппаратами называются устройства, предназначенные для изменения или поддержания заданных параметров потока рабочей жидкости (давления, расхода, направления движения). По характеру выполнения своих функций все гидроаппараты делятся на регулирующие и направляющие. Являются важными элементами современных гидравлических систем.

Регулирующий — это гидроаппарат, в котором изменение соответствующего параметра потока рабочей жидкости происходит путем частичного открытия или перекрытия проходного сечения в нем.

Направляющий — это гидроаппарат, который изменяет направление потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного перекрытия проходного сечения в нем.
Под проходным сечением гидроаппарата понимается сечение потока, площадь которого определяет расход рабочей жидкости, проходящей через гидроаппарат.

Основным элементом гидроаппаратов является запорно-регулирующий элемент — деталь (или группа деталей), при перемещении которой частично или полностью перекрывается проходное сечение гидроаппарата.

По конструкции запорно-регулирующего элемента гидроаппараты делятся на:

золотниковые, в который запорно-регулирующим элементом является цилиндрический (рис. 1, а) или плоский (рис. 1, б) золотник;

крановые, в которых запорно-регулирующим элементом является плоский (рис. 1, в), цилиндрический (рис. 1, г), конический (рис. 1, д) или сферический (рис. 1, е) кран;

клапанные, в которых запорно-регулирующим элементом является шариковый (рис. 1, ж), конусный (рис. 1, з), игольчатый (рис. 1, и) или плоский (рис. 1, к) клапан.

Гидроаппараты бывают регулируемые и настраиваемые.

Регулируемый — это гидроаппарат, характеристики которого (проходное сечение, поджатие пружины и др.) могут быть изменены по сигналу извне во время работы гидросистемы.

Настраиваемый — это гидроаппарат, характеристики которого могут быть изменены только в условиях неработающей гидросистемы. Для этого, как правило, требуется разборка гидроаппарата.

На принципиальных и полуконструктивных схемах гидроаппаратов (ГОСТ 24242 — 80) их присоединительные отверстия обозначают буквами латинского алфавита:

Р — отверстие для подвода рабочей жидкости под давлением;

А и В — отверстия для присоединения к другим гидравлическим устройствам;

Т — отверстие для отвода рабочей жидкости в бак;

Х и Y— отверстия для потоков управления;

L — отверстие для дренажного отвода жидкости.

К основным параметрам гидроаппаратов относятся:
условный проход Dy — это диаметр такого условного отверстия, площадь которого равна максимальному значению площади проходного сечения гидроаппарата;
номинальное давление Рном — это наибольшее давление рабочей жидкости в подводимом потоке, при котором гидроаппарат должен работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением своих параметров в пределах установленных норм;
номинальный расход Qном — это расход жидкости с определенной вязкостью, проходящей через гидроаппарат, при котором он выполняет свое назначение с сохранением параметров в пределах установленных норм;

Характеристика гидроаппарата — это зависимость (обычно графическая), определяющая работу гидроаппарата.

Выбор конкретного гидроаппарата для гидросистемы делают по размеру условного прохода Dy, проверяя при этом соответствие расчетных значений максимального рабочего расхода жидкости через гидроаппарат и максимального рабочего давления паспортным данным гидроаппарата.

Все гидроаппараты, использующиеся в объемных гидроприводах, можно разделить на три основных класса: гидравлические дроссели (гидродроссели), гидравлические клапаны (гидроклапаны) и гидравлические распределители (гидрораспределители).

Источник

Гидроаппаратура. Обзор ее видов и характеристик

Основное назначение гидроаппаратуры – регулировка и изменение основных параметров гидравлических систем, распределения и управления с помощью устройств распределения. Для подбора гидроаппаратуры аппараты можно условно разделить на четыре основные группы:

Аппараты регулировки давления

Наиболее широко применяемым и простым аппаратом для регулировки давления является клапан давления. Это приспособление прямого действия то – есть в нем отсутствуют другие элементы кроме золотника прямого действия, корпуса и пружины с помощью которой производится регулировка необходимого давления жидкости в системе.
Принцип работы: в закрытом положении, золотник плотно перекрывает канал в гнезде. При достижении определенного давления клапан золотника открывается, перепуская жидкость, в бак или обводную систему, тем самым в основном канале давление снижается до необходимого уровня. На рис. предоставлена схема работы прибора.

Рис1. Схема работы клапана прямого действия.

Клапан редукционный

Назначение прибора: регулировка и поддержание давление на постоянно заданном уровне. Редукционный клапан исполняется в двух видах: прямого и непрямого действия.
Примеры применения – Случаи когда от одного источника высокого давления (насоса) имеется несколько отводов к приемникам, для которых необходимо разное давление. Принцип работы редукционного клапана отличается от клапана давления тем, что он является нормально открытым. Часто редукционные клапана входят в состав комплексных регулирующих устройств гидропривода.

Регулировка давления определяется жесткостью пружины 2. Клапана используются в направляющей гидроаппаратуре. Более подробно об клапанах и испытание гидроаппаратуры можно узнать в специальных каталогах.

Рис. 2. 1 – клапан прямого действия, 2 – клапан непрямого действия

Распределительная гидроаппаратура

Для изменения направления рабочего органа механизма, например, поршня цилиндра, необходимо изменить направление поступающей жидкости под поршень штока. Для управления (изменения) потоками рабочей жидкости используется гидравлическая аппаратура под названием распределители. Распределители могут быть 3 типов:

В машиностроении наибольшее распространение получили золотниковые. Принцип работы золотникового прибора заключается в следующем: в корпусе имеется втулка в который находится золотник цилиндрической формы с различными выточками и каналами для соединения потоков. Торец корпуса закрыт крышками с регулирующими пружинами, которые устанавливают золотник в исходное положение. В зависимости от положения золотника, выточки соединяют потоки в различные комбинации. По числу каналов, соединяющих эти направления, золотник может быть 2-3 и много канальным.

Виды гидрораспределителей

По виду управления гидрораспределители могут быть:

По числу рабочих позиций выпускаются одно двух и трех, и много позиционными.Как работает распределитель можно дополнительно посмотреть на видео ролике:

Моноблочный гидрораспределитель болгарской компании Badestnost P40/ P80/ P120

Золотникового типа. Выполнен по схеме с открытым центром и ручным управлением рычагами. Самоустановка золотника в среднем положении пружиной без фиксации в крайних положениях. Самое популярное применение для работы с гидроприводом навесного оборудования передвижной техники: комбайна, трактора, плуга, бороны, подъемников, манипуляторов.

По своей пропускной способностью подразделяется по производительности: наиболее распространены на 40, 80 и 120 л/мин. с различным количеством секций. Также есть модели с большей или меньшей пропускной способностью.

Монтаж

В корпусе прибора предусмотрены отверстия:

Управление

Заводская настройка ручки управления выполнена с автоматическим возвратом, то есть при отпуске воздействия рычаг автоматически возвращается на первоначальное место. При необходимости предусмотрена установка механической фиксации. Фиксация может устанавливаться на несколько или одну секцию. Также может быть установлено плавающее положение.

Прибор оснащен гидравлическим предохранительным клапаном, который поможет настроить необходимое давление и обезопасит гидравлику от его переизбытка давления и гидроударов.

Табл. Характеристики устройства

Для еще большего удобства работы с гидр распределителем предусмотрена установка дополнительного органа управления – джойстика. Это дополнение позволяет одновременно управлять двумя или несколькими секциями. Присоединение джойстика на распределителе механическое, специальными шарнирными рычагами.

Управление распределителем. Установка джойстика

Конструкция стандартных распределителей предусматривает установку рукояток управления в различном положении, например, можно без дополнительных приспособлений установить направляющие вертикально вверх или повернуть в другую сторону. При необходимости одновременной манипуляции двумя или больше секциями устанавливается джойстик. Джойстик устанавливается непосредственно на выступающие квадраты золотников.

Джойстик состоит из:

Перед установкой аппарата с наконечника золотника снимаются все насадки, на корпус крепится площадка, для которой предусмотрены специальные установочные места.
Шарнирный механизм разбирается и монтируется на концы каждого отдельного золотника, закрепляясь на специальных приливах корпуса резьбовым винтом. После установки шарниры скрепляются между собой штифтом. На весь механизм надевается резиновый кожух, закрепляясь на площадке хомутом. В направляющий стержень вкручивается рычаг управления, сборка джойстика закончена.

Внимание! при сборке необходима обильная смазка рычагов пластичной смазкой, например, солидолом.

Различные приборы по гидроаппаратуре можно купить с специализированных дилерских центрах или интернет ресурсах, выбрав из каталога необходимый товар. Здесь же квалифицированные специалисты помогут подобрать гидроаппаратуру по наименьшей цене и подходящей по назначению. Консультации бесплатно.

Как установить джойстик на распределителя можно наглядно посмотреть на видео:

Источник

Гидроаппаратура. Назначение. Устройство

Гидроаппаратом называют устройство, предназначенное для изменения или поддержания заданного постоянного значения давления, расхода жидкости, либо для изменения направления потока.

Наиболее часто встречаются три типа гидроаппаратов:

Основным элементом всех гидроаппаратов является запорный регулирующий элемент – подвижная деталь или группа деталей, при перемещении которой частично или полностью перекрываются рабочие проходные сечения гидроаппарата.

В зависимости от конструкции ЗРО ГА бывают: золотниковые, крановые, клапанные.

Если гидроаппарат изменяет параметры потока путем частичного открытия или закрытия проходного сечения, то он является регулирующим. Если гидроаппарат изменяет направление движения потока путем полного открытия или закрытия проходного сечения, то он является направляющим.

Гидроаппараты в которых степень открытия или закрытия может быть изменена в процессе работы воздействием из вне, называются регулируемыми. Если изменить регулируемые параметры можно только в нерабочем состоянии, то гидроаппараты называют настраиваемыми.

По принципу действия гидроаппараты делятся на гидроклапаны и гидроаппараты неклапанного действия. В гидроклапаны являются аппаратами прямого действия, а его, а гидроаппараты неклапанного действия – это аппараты непрямого действия.

Гидроклапаны.

Гидроклапаном называется ГА, в котором степень открытия проходного сечения изменяется под воздействием напора рабочей жидкости. Гидроклапаны бывают регулирующие и направляющие.

К регулирующим гидроклапанам в первую очередь относятся клапаны давления, предназначенные для регулирования давления потока рабочей жидкости. Наиболее широко применяются напорные и редукционные клапаны (рис.14.1 … 14.4).

Рис. 14.1

Рис. 14.2

Напорный гидроклапан представлен на рис.14.1. Открытие клапана и проход потока жидкости на слив происходит при превышении давления в линии высокого давления некоторого значения , которое определяется усилием предварительного сжатия пружины

,

где — диаметр седла клапана.

В системах с высоким рабочим давлением применяют напорные клапаны непрямого действия, в которых поток рабочей жидкости воздействует на запорно-регулирующий орган не непосредственно, а через вспомогательное устройство (рис.14.2). Входная полость клапана через дроссель 1 соединена с полостью А.При в полости А устанавливается давление , которое действует на поршень 2 (площадь ) совместно с пружиной 3 и прижимает поршень к седлу, закрывая проход рабочей жидкости. При открывается шариковый клапан 4, пружина которого рассчитана на усилие , где — площадь отверстия 5. После открытия шарикового клапана давление в полости А падает и поршень 2 смещается вправо, открывая проход рабочей жидкости на слив. Достоинством такого клапана является стабильность давления при изменении расхода в широком диапазоне.

Редукционный гидроклапан – регулирующий гидроклапан, предназначенный для поддержания постоянного давления в потоке рабочей жидкости на выходе из него; при условии , где — давление в подводимом потоке, (давление на входе).

Редукционные клапаны обычно устанавливают в системах, где от одного насоса работают несколько потребителей. Кроме того, они могут выполнять задачу стабилизации давления в рабочей магистрали при переменном значении давления, создаваемого насосом. Величина давления на выходе регулируется изменением усилия обжатия пружины регулировочным винтом 2 (рис. 14.3).

Рис. 14.3

Рис. 14.4

Если допустить, что силы трения в подвижных элементах малы, уравнение равновесия можно записать в виде

,

где — усилие предварительного сжатия пружины.

При достаточно эластичной пружине с малой погрешностью можно записать

.

Часто в гидросистемах используются обратные гидроклапаны (рис. 14.4). Обратный гидроклапан – направляющий гидроаппарат, предназначенный для пропускания рабочей жидкости только в одном направлении. При изменении направления потока обратный клапан закрывается, прекращая подачу рабочей жидкости в соответствующую гидролинию. Основные требования к обратным клапанам – полная герметичность при закрытом положении и минимальное сопротивление потоку в открытом положении.

На рис. 14.4 – при прямом направлении потока рабочая жидкость подается через канал А под клапан 1, который преодолевая усилие пружины 2 поднимается вверх и открывает проход рабочей жидкости в канал Б. При изменении направления потока клапан 1 давлением рабочей жидкости и усилием пружины прижимается к седлу 3, перекрывая поток. Усилие пружины незначительно и обеспечивает только надежную посадку клапана на седло.

Гидродроссели – это регулирующие гидроаппараты неклапанного действия, представляющие специальное местное сопротивление, предназначенное для снижения давления в потоке рабочей жидкости, проходящей через него.

Основной характеристикой гидродросселя является зависимость расхода от перепада давлений в подводимом и отводимом потоках : . По характеру указанной зависимости дроссели делятся на линейные и нелинейные.

В линейных дросселях потери давления определяются, в основном, трением жидкости в канале. Схема такого регулируемого дросселя представлена на рис. 14.5. Расход через дроссель определяется по закону Пуазейля

где и — длина и диаметр канала; — кинематическая вязкость; — удельная плотность жидкости; — перепад давлений в подводимом и отводимом потоках. Жидкость подводится к отверстию А и, пройдя через канал, поступает к отверстию Б. Регулирование величины осуществляется за счет перемещения пробки 1 относительно корпуса 2 с помощью рукоятки 3, благодаря чему изменяется длина канала, соединяющего отверстия А и Б.

Рис.15.5

Для канала прямоугольного сечения со сторонами a и b расход выражается формулой .

Основным недостатком линейных дросселей, ограничивающих сферу их применения, является нестабильность характеристики дросселя при изменении температуры рабочей жидкости, которая обусловленна зависимостью вязкости рабочей жидкости от температуры.

В нелинейных дросселях потери давления связаны с отрывом потока и вихреобразованием. Примером нелинейного дросселя является квадратичный дроссель, потери давления в котором пропорциональны квадрату скорости (или расхода). Потери на трения в квадратичных дросселях практически отсутствуют, благодаря чему расход через дроссель не зависит от вязкости жидкости, характеристика дросселя в широком диапазоне температур остается постоянной. Простейший нелинейный дроссель представляет отверстие с острой кромкой в тонкой стенке (рис. 14.6). Для получения больших перепадов давления или малых расходов при =const используют пакет дросселирующих шайб. Расход через такой дроссель определяется по формуле , где А – площадь отверстия; — коэффициент расхода для одной шайбы, k – коэффициент взаимного влияния ступеней дросселя (можно принять

Рис.14.6

Гидрораспределители. Гидрораспределитель – это ГА, предназначенный для изменения направления потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях в результате внешнего управляющего воздействия. В машиностроении применяются гидрораспределители кранового или золотникового типа. Клапанные распределители, несмотря на всю их простоту и надежность, применяются редко, так как для их управления требуются значительные усилия.

Крановые гидрораспределители (рис. 14.7) работают в основном от внешнего механического воздействия. Для снижения трения цилиндрическая пробка 3 устанавливается на игольчатых подшипниках 2 в корпусе

Рис. 14.7

Рис. 14.8

крана 1. Поворот пробки обеспечивает подачу жидкости под давлением от насоса в линию А и слив жидкости в бак из линии Б (или наоборот).

Золотниковые гидрораспределители широко используются в машиностроении. их отличает многопозиционность, уравновешенность сил гидростатического давления, небольшое трение и простота конструкции. Они наиболее пригодны для систем автоматического и дистанционного управления (рис. 14.8). Запорно-регулирующий орган такого распределителя – цилиндрический плунжер (золотник) 1 с поясками и кольцевыми проточками, перемещающийся в корпусе (гильзе) 2 с каналами (окнами) для подвода и отвода рабочей жидкости. Изменение направления потока происходит за счет относительного перемещения золотника и гильзы. Как видно их схемы вследствие равенства площадей поясков осевая составляющая силы статического давления равна нулю.

Гидроаккумуляторы. Гидроаккумулятор – это устройство, предназначенное для аккумулирования энергии рабочей жидкости с последующим ее использованием.

ГАКК накапливает энергию в период частичной загрузки источника энергии (насоса) и возвращает ее в систему в период интенсивной работы гидродвигателя. Это позволяет снизить мощность насоса, доведя ее до средней мощности потребителей. ГАКК предохраняет систему от последствий гидроудара, выполняет роль компенсатора изменения объема при изменении температуры, служит источником энергии в аварийных ситуациях. На рис. 14.9 показан гидроаккумулятор с разделителем газовой и жидкой сред в виде мембраны.

Рис. 14.9

Рис.14.10

Аккумуляторы сферической формы отличаются компактностью и малым весом (при равных объемах поверхность сферы меньше, чем у других форм, а напряжения в стенках в два раза меньше, чем в стенках цилиндра того диаметра.

Гидропреобразователи. Гидропреобразователи – объемные машины, предназначенные для преобразования энергии одного потока в энергию другого потока с иным значением давления. Гидропреобразователи применяются тогда, когда необходимо получить очень высокое давление (свыше 70 МПа) при малых расходах рабочей жидкости. В гидроприводах машин гидропреобразователи используются для преодоления кратковременной повышенной нагрузки, когда использование дорогих насосов высокого давления нерационально. Схема простейшего преобразователя показана на рис. 14.10.

Давление подводимого потока действует на площадь , а на площадь действует давление . Равновесие золотника имеет место при равенстве сил, действующих на площади , т.е. , из которого и получаем коэффициент усиления гидропреобразователя

.

Кондиционеры рабочей жидкости. Кондиционерами рабочей жидкости называют устройства, предназначенные для получения необходимых качественных показателей и состояния рабочей жидкости. В машиностроительном гидроприводе используются два вида кондиционеров: отделители твердых частиц и теплообменники.

По принципу действия отделители твердых частиц делятся на фильтры и сепараторы. Основной показатель – качество фильтрации, определяемый размерами твердых частиц, задерживаемых отделителем. Грубая очистка – частицы диаметром до 100 мкм, средняя очистка – до 10 мкм, тонкая – до 1 мкм.

На рис. 14.11 приведена конструктивная схема сетчатого фильтра. Фильтр состоит из стакана 3, крышки 5 и трубки 4 с закрепленным на ней фильтрующим элементом 2. Фильтрующий элемент состоит из набора перфорированных дисков с натянутой н них сеткой. Жидкость поступает в стакан по входному каналу, проходит через сетку фильтрующего элемента и поступает в трубку 4, откуда и перетекает в выходной канал. Твердые частицы задерживаются на сетке и выпадают на дно стакана. Накопившиеся частицы периодически удаляются через сливное отверстие с пробкой 1, а фильтрующий элемент промывается или заменяется новым.

Кроме сетчатых используют щелевые и пористые фильтрующие элементы. Фильтр может иметь предохранительный клапан, который обеспечивает подачу жидкости к потребителю при его загрязнении, чтобы предотвратить внезапный отказ в работе гидропривода.

Рис.14.11

Теплообменники – это устройства, предназначенные для обеспечения заданной температуры рабочей жидкости. Они делятся на нагреватели и охладители жидкости. В гидравлических приводах, как правило, требуется охлаждение жидкости, чтобы предотвратить снижение вязкости.

Источник