Тема 8.1. Классификация гидроаппаратов.
Основной деталью всякого гидроаппарата является запорно-регулирующий элемент. Конструктивно он может быть выполнен в виде крана, золотника или клапана. По назначению всю гидроаппаратуру можно разделить на направляющую и регулирующую. Первая предназначена для изменения направления потока жидкости путем полного перекрытия (открытия) проходного сечения в аппарате, вторая —для изменения давления или расхода (а иногда и направления потока) Жидкости путем частичного перекрытия проходного сечения в аппарате.
В свою очередь: регуляторы бывают прямого и непрямого действия. К регуляторам прямого действия относят те, у которых Перемещение регулирующего элемента осуществляется за счет Энергии регулируемого объекта, т. е. применительно к гидроаппарату — за счет энергии рабочей жидкости. Как правило, регуляторы этого типа требуют небольшой мощности для управления регулирующим элементом.
Если для перемещения регулирующего элемента необходима значительная мощность (сотни ватт и более), применяют регу ляторы непрямого действия. У них энергия регулируемой среды используется только для управления гидродвигателем, а он уже воздействует на регулирующий элемент. При этом мощность сигнала от регулируемой среды незначительна, так как она воздействует только на чувствительный элемент регулятора. Импульс от чувствительного элемента подается на гидроусилитель, который усиливает сигнал по мощности до значения, необходимого для управления регулирующим элементом.
Таким образом, регулятор непрямого действия состоит по крайней мере из трех основных узлов: чувствительного элемента, гидроусилителя и гидродвигателя.
Вопросы для самопроверки.
1. Что такое гидроаппарат?
2. Что является основной частью гидроаппарата?
3. Как по назначению делится гидроаппаратура?
4. Виды регуляторов.
Литература: 2, 3
Тема 8.2. Направляющая аппаратура.
Распределители жидкости. Обратные клапаны. Гидравлические замки. Клапаны выдержки времени.
Указания к теме 8.2.
Распределители жидкости.
В зависимости от числа гидролиний, подводимых к распределителю, последний может быть трехлинейным (трехходовым), четырехлинейным (четырехходовым) и т. д.
В зависимости oт числа фиксированных положений запорного элемента различают распределители двухпозиционные, трехпозиционные и т. д.
Запорный элемент распределителя может приводиться в движение различными источниками энергии. В зависимости от этого различают распределители с механическим (ручным), электрическим, гидравлическим и пневматическим управлением.
Крановые распределители характерны тем, что для изменения распределения жидкости в гидросистеме необходимо повернуть запорный элемент распределителя вокруг своей оси. Конструктивно запорный элемент может быть выполнен в виде цилиндри ческой, конической, шаровой пробки или в виде плоского поворотного крана — золотника. В запорном элементе имеются про ходные каналы для жидкости.
На рис. 8.1, а приведен простейший крановый распределитель. Основными элементами его являются корпус 4 с отверстиями для подвода жидкости и пробка 3 с рукояткой 1. При повороте пробки осуществляется изменение направления движения жидкости в системе после распределителя (рис. 8.1, б). Для прижатия пробки конической формы к гнезду корпуса ставят пружину 2 (см. рис. 8.1, а). В распределителях с цилиндрической пробкой ужина отсутствует, а для избежания утечек жидкости производится точная обработка сопрягаемых деталей. Крановые распределители могут выполняться неразгруженными и разгруженными. В неразгруженных кранах (рис. 8.1, б) давление в камере, связанной с линией нагнетания, не уравновешивается с другой стороны, что приводит к одностороннему прижатию пробки, увеличению момента для ее поворота и увеличению утечек. Поэтому при больших давлениях применяют только разгруженные краны (рис. 8.1, в), у которых диаметрально противоположные полости соединены каналами.
На рис. 8.1, г показано условное обозначение на гидравлической схеме распределителя с ручным управлением.
При построении условных обозначений распределителей число Позиций запорного элемента изображают числом квадратов, а проходы (каналы) в распределителе —линиями со стрелками, показывающими направления потоков рабочей жидкости в каждой позиции. Запорный элемент изображают в исходной позиции, когда к нему не приложено управляющее воздействие. Чтобы представить действие распределителя в другой рабочей позиции, необходимо мысленно передвинуть соответствующий квадрат на место исходной позиции, оставляя внешние гидролинии в прежнем положении. Управление распределителем показывается на малых сторонах общего прямоугольника, составленного из квадратов. Ниже будут приведены примеры обозначения на гидравлических схемах некоторых распределителей.
В гидроприводе горных машин широко используются крановые распределители с плоским краном — золотником. На рис. 8.2, а показан девятилинейный восьмипозиционный распределитель ЭPA-1M, применяемый в гидрокрепях, работающих на эмульсиях, на рис. 8.2, б — схема его подключения к гидроцилиндру. Основными элементами распределителя являются: плоский кран — золотник 3, распределительный диск 7 и корпус 6.
Золотник 3 выполнен в виде валика, в торце которого имеются два гнезда, соединенные между собой каналом для прохода жидкости. В гнездах помещены втулки 5, прижимаемые пружинами 4 к распределительному диску 7, который неподвижно крепится на гидроблоке секции крепи. Так как гнезда в золотнике 3 выполнены на выступе торца, то подводимая жидкость к отверстию Н в распределителе может быть подана только к одному из отверстий, в то время как остальные шесть соединяются сливным отверстием С.
Распределитель этого типа является самоуплотняющимся, так как при появлении утечек на плоскости между золотником 3 и диском 7 в щели, согласно уравнению Бернулли, понизится давление, что приведет к увеличению силы прижатия втулок 5 к диску 7. Для облегчения поворота рукоятки 1 на валике золотника установлен упорный подшипник 2.
Распределители аналогичного типа, но несколько иной конструкции встречаются в гидравлических схемах управления комбайнами. Иногда в них для уменьшения утечек в центральной втулке 5 устанавливается клапанный распределитель, отсекающий гидрсстему от напорной линии после прекращения манипуляций распределителем (ЭРА-IK, РПК).
Золотниковые распределители получили наибольшее распространение в гидроприводе. Объясняется это простотой их изготовления, компактностью и высокой надежностью в работе. Они могут работать при весьма высоких давлениях (до 32 МПа) и значительно больших расходах, чем крановые распределители.
Основными элементами этих распределителей являются золотник с поясками и цилиндр (гильза) с окнами. На рис. 8.3, а приведена принципиальная схема четырехлинейного трехпозиционного золотникового распределителя, на рис. 8.3, б — его условное обозначение на схеме (при гидравлическом управлении).
Наиболее распространенными являются четырех- и пятилинейные двух- и трехпозиционные распределители с ручным (механическим) и гидравлическим управлением :
Как и крановые, золотниковые распределители могут выполняться разгруженными и неразгруженными. На рис. 8.3, а
Показан разгруженный золотниковый распределитель. Его золотник разгружен от осевых усилий из-за равенства площадей, на которые действует давление жидкости на выходе из распределителя. При отсутствии крайних поясков на золотнике появится осевое усилие, направленное справа налево.
Недостатком золотниковых распределителей является возможность появления облитерации Для борьбы с заеданием золотника при облитерации применяют специальные механические и электромеханические устройства, сообщающие колебательные движения золотнику и, таким образом, разрушающие слой поляризованных молекул. С этой же целью иногда в гидравлических системах небольшим давлением выполняют пояски золотников с нулевым или даже отрицательным (неполным) перекрытием окон. Разумеется, что в последнем случае утечки через золотник увеличиваются.
Клапанные распределители применяются в основном в тех гидросистемах, где требуется высокая герметичность. По этой причине запорный элемент выполняют, как правило, в виде конического или шарового клапана.
На рис.8.4, а приведен клапанный распределитель с коническим запорным элементом. Основными деталями распределителя являются клапан 4 с центрирующим плунжером, прижимаемый к седлу 3 пружиной 5, и толкатель /, воздействующий на клапан для его открывания. Чаще всего толкатель приводится в действие от электромагнита. В клапане 4 имеются отверстия для его уравновешивания от подводимого давления. С целью герметизации рабочей камеры в проточке корпуса для толкателя установлены манжетные уплотнения 2.
Распределители этого типа могут работать при весьма высоких давлениях (до 32 МПа). Достоинством их также является большой срок службы. К недостаткам следует отнести малые расходы (до 5 л/мин) и значительные усилия, необходимые для управления.
В гидроприводе горных машин клапанные распределители нашли применение для дистанционного или автоматического управления гидрокрепями . На рис. 8.4,6 приведено условное обозначение трехлинейного двухпозиционного распределителя с управлением от электромагнита и пружинным возвратом.
Обратные клапаны.
Обратные клапаны предназначены для пропускания жидкости только в одном направлении. В зависимости от конструкции запорного элемента чаще всего они бывают шариковыми (рис. 8.5, а) или коническими (рис. 8.5, б), реже тарельчатыми (рис. 8.5, в). Обратный клапан, установленный во всасывающей линии, иногда называют всасывающим, или приемным.
Особенностью обратных клапанов являются небольшое усилие сжатия пружины, прижимающей запорный элемент к седлу, и большая пропускная способность. Обычно потери давления в серийных клапанах не превышают 0,2 МПа, во всасывающих —-на порядок меньше. Иногда для уменьшения потерь давления в клапане пружину не устанавливают. Закрытие клапана в этом случае происходит под действием .силы тяжести запорного элемента, для чего клапан располагается вертикально.
На рис. 8.5, г показано условное обозначание обратного клапана на гидравлических схемах.
Разновидностью обратных клапанов являются поддержива ющие (подпорные) клапаны и напорные золотники. Применяются они в тех случаях, когда необходимо рабочую жидкость свбодно пропускать в одном направлении и с некоторым подпором — в противоположном. Разумеется, что в таком клапане должны быть два проточных канала для пропускания жидкости разных направлениях и два запорных элемента или один элемент канале, но подпружиненный с обеих сторон.
Гидравлические замки.
Для запирания, полостей гидроцилиндра в заданном положении поршня применяют управляемые обратные клапаны — гидро замки. Существуют гидрозамки одностороннего и двустороннего действия. Первые в горной практике используют чаще всего для запирания поршневых полостей стоек гидрокрепей при их распоре между почвой и кровлей выработки и для отпирания — при разгрузке.
На рис. 8.6, а приведен односторонний гидрозамок ЭКОР, который нашел широкое применение в гидрокрепях многих типов. При распоре стойки гидрокрепи рабочая жидкость подается через отверстие 3 к шарику 4, перемещает его вместе с упором 5 и поступает через отверстие 6 в поршневую полость стойки. С прекращением подачи жидкости шарик 4 под действием пружины 7 поднимется и отключит поршневую полость стойки от гидросистемы. При разгрузке стойки жидкость подается в поршневую полость толкателя 1, который, преодолевая сопротивление пружины 2 и сил, действующих на шарик 4, сообщает поршневую полость стойки через отверстия 6 и 3 со сливной гидролинией. При прекращении давления жидкости на поршень-толкатель пружины 2 и 7 возвращают последний и шарик 4 в исходное положение.
На рис. 8.6, б показано условное обозначение гидрозамка на схемах и его подключение к гидроцилиндру.
Двусторонние гидрозамки нашли широкое применение в угольных комбайнах для запирания рабочей жидкости в гидроцилиндрах, управляющих положением комбайна и его исполнительных органов в пространстве.
На рис. 8.6, в приведена схема двустороннего гидрозамка. При подаче жидкости в правую полость гидрозамка плавающим поршенек 5 переместится влево и своим толкателем 4 откроет левый клапан 2, Вместе с тем под давлением рабочей жидкости откроется правый клапан гидрозамка и жидкость станет постулать, в штоковую полость гидроцилиндра 1. При этом из поршневой полости гидроцилиндра жидкость будет сливаться через открытый левый клапан 2. С прекращением подачи жидкости в гидрозамок оба его клапана под действием пружин 3 закроются и жидкость будет заперта в обеих полостях гидроцилиндра 1.. При подаче жидкости в левую полость гидрозамка процесс будет протекать в обратном направлении,
На рис, 8.6, г показано условное обозначение гидрозамка на схемах и его подключение к гидроцилиндру.
Клапаны выдержки времени.
Клапаны выдержки времени применяются для создания выдержки времени между операциями в системе гидропривода. Конструктивно клапан выдержки времени, как правило, состоит из цилиндра и поршня с исполнительным штоком, на котором устанавливается контактная группа. Выдержка у клапана зависит либо от времени наполнения жидкостью цилиндра, либо от времени его опоражнивания, либо, наконец, от времени перетекания жидкости из одной полости цилиндра в другую. Во всех случаях истечение происходит через дроссель. Регулирование времени срабатывания осуществляется за счет изменения хода поршня или сопротивления дросселя.
Вопросы для самопроверки.
1. Для чего служат распределители жидкости?
2. Виды распределителей жидкости.
3. Где применяются клапаны распределители?
4. Назначение обратного клапана.
5. Определение гидравлического замка. Виды гидравлических замков.
6. Из чего состоит клапан выдержки времени?
Литература: /2/, § 1.6 - 1.62 и /3/, гл. 15
Дата: 2018-12-28, просмотров: 516.
