2.5 Направляющая аппаратура
Направляющие гидравлические аппараты предназначены для изменения направления движения или пуска и остановки потока жидкости в двух или более линиях гидропривода или системы путем полного открытия или закрытия проходного сечения в зависимости от наличия внешнего управляющего воздействия. При этом давление и расход жидкости на входе и выходе аппарата практически не изменяются.
Эти аппараты позволяют реверсировать движение рабочих органов машин, обеспечивать начало работы или остановку гидравлических двигателей, последовательность или одновременность (параллельность) их работы, а также выполнять другие элементы заданного цикла работы оборудования.
К группе направляющих аппаратов относятся гидравлические распределители золотникового или кранового типа, обратные клапаны, а также некоторые клапаны давления, которые могут работать в режиме направляющих аппаратов.
2.5.1 Гидравлические распределители
Группу направляющей аппаратуры составляют распределители:
- золотникового, клапанного, кранового типов.
| |
| |
Конструкция золотникового распределителя | |
|
|
Схема золотникового распределителя | Анимация работы золотникового распределителя |
| |
Схема клапанного распределителя |
Наибольшее распространение в промышленных гидроприводах получили золотниковые распределители, имеющие пятикамерную конструкцию корпуса и запорно-регулирующий элемент, выполненный в виде плунжера (золотника) с тремя рабочими поясками (рис. 2.5.1).
|
|
Рис. 2.5.1. Схемы (а, б, в) работы и условное графическое обозначение (г) четырехлинейного трехпозиционного распределителя | Конструкция распределителя типа 14ПГ 74-2 |
В зависимости от внешнего управляющего воздействия золотник может перемещаться в осевом направлении в расточке корпуса и занимать одно из трех фиксированных положений (позиций).
Присоединительные отверстия аппарата обозначают: 
– вход в аппарат основного потока жидкости с избыточным давлением, напорная линия (подвод); 
, 
– отверстия присоединения аппарата к потребителю (например, гидравлическому двигателю); 
– выход из аппарата основного потока возвращаемого в бак, сливная линия (слив); X, Y, V – отверстия для подвода и отвода потока управления; L – дренажное отверстие (слив утечек); М – отверстие для подключения манометра.
В положении I золотника распределителя 
(рис. 2.5.1,а) основной поток масла из напорной линии 
по линии 
поступает в бесштоковую полость гидроцилиндра Ц, а из штоковой полости вытесняется через линию В и распределитель 
в сливную линию 
. Поршень со штоком перемещается в цилиндре вправо.
В положении II золотника (рис. 2.5.1,б) масло из напорной линии 
по линии 
поступает в штоковую полость гидроцилиндра Ц, а из бесштоковой полости масло вытесняется по линии 
в сливную линию 
. Поршень со штоком перемещается влево, то есть происходит изменение направления движения (реверс) выходного звена двигателя.
В среднем положении 
(рис. 2.5.1,в) рабочие пояски золотника перекрывают среднюю и две крайние цилиндрические расточки (камеры) корпуса, что приводит к разъединению линий 
, 
, 
, 
между собой. Подвод и отвод масла к полостям цилиндра прекращается, и поршень со штоком останавливается.
Подбирая различные соотношения линейных размеров рабочих поясков золотника и камер корпуса, можно обеспечить различные варианты соединений линий 
, 
, 
, 
при среднем положении золотника.
По типу управления различают распределители:
- с ручным управлением от рукоятки, ножным от педали, механическим от кулачка или упоров, гидравлическим от вспомогательного распределителя (пилота), электромагнитным от толкающего электромагнита постоянного или переменного тока, электрогидравлическим, пневматическим или пневмогидравлическим.
|
Рис. 2.5.2. Конструкция (а) и условные графические обозначения (б) крановых распределителей |
Нормализованные распределители рассчитаны на работу при номинальном давлении масла до 
и имеют диаметры условного прохода от 6 до 32 мм.
Принцип действия кранового распределителя основан на замыкании или размыкании каналов, образованных поверхностями корпуса и поворотного пробкового крана, имеющего расточки и перекрещивающиеся сквозные радиальные отверстия. Распределители имеют резьбовое или стыковое (П) исполнения по присоединению, могут быть двух - или трехпозиционными с соединением в средней позиции линий А и В с линией Р (исполнение 2) или линией Т (исполнение 3).
Крановый распределитель (рис. 2.5.2) состоит из корпуса 9, крана 10, крышек 1 и 11, манжеты 7, рукоятки 5, фиксатора 3, пружины 4, ступицы 2, шарика 6 и крепежных деталей. Отверстия 8, 13, 14, 15 и 12 соединяются соответственно с линиями Р, Т, А, В и L (дренаж).
Переключение распределителя осуществляется рукояткой или с помощью кулачков, установленных на подвижных частях оборудования и воздействующих на выступы К.
Крановые распределители рассчитаны на работу при номинальном давлении до 
и небольших (до восьми литров в минуту) расходах жидкости, поэтому их используют обычно в гидроприводах технологической оснастки (приспособлений).
2.5.2 Клапан обратный
Обратные клапаны практически свободно пропускают поток масла в одном направлении и запирают поток при движении жидкости в противоположном направлении. Они должны быть герметичными в закрытом положении и обладать минимальным гидравлическим сопротивлением в открытом положении.
|
Рис. 2.5.3. Конструкция (а) и условное графическое обозначение (б) обратного клапана |
Последнее обеспечивается величиной проходного сечения клапана, соизмеримой с проходными сечениями линий подвода и отвода жидкости, и установкой в обратный клапан нерегулируемой пружины, сила которой незначительно больше веса подвижного запорного элемента (плунжера). Наличие такой пружины позволяет монтировать клапан в любом положении.
Обратный клапан (рис. 2.5.3) состоит из корпуса 1, седла 2, плунжера 3, пружины 4, пробки 5 и уплотнений. Прямой поток масла проходит из отверстия 
в отверстие 
, при изменении направления потока клапан запирается. Герметичность клапана обеспечивается посадкой конической поверхности торца плунжера 3 в коническую фаску седла 2 и поджатием плунжера к седлу пружиной 4 и жидкостью из отверстия 
.
Обратный клапан может использоваться в виде отдельного аппарата или входить в состав комбинированного устройства (гидроклапан давления с обратным клапаном, дроссель с обратным клапаном, регулятор расхода с обратным клапаном).
2.5.3 Гидравлический клапан давления
Клапан давления в зависимости от исполнения по схеме может выполнять функции как аппарата для регулирования давления жидкости, так и направляющего аппарата.
На рисунке 2.5.4,а показано условное графическое обозначение направляющего аппарата, предназначенного для пропускания потока масла только при достижении в линии управления 
заданной величины давления, определяемой настройкой пружины и давлением в отводимом потоке.
|
|
Рис. 2.5.4. Условные графические обозначения гидравлических клапанов давления исполнения 2 (а), исполнения 3 (б) и исполнения 4 (в) по схеме, используемых в качестве направляющих аппаратов | Гидравлическй клапан давления ПГ54-34М |
Клапан (рис. 2.5.4,б) пропускает масло в обоих направлениях при достижении в линиях управления 
и 
заданной разности давлений, определяемой настройкой пружины.
Направляющий аппарат (рис. 2.5.4,в) пропускает поток масла при достижении в нем заданной величины давления, определяемой настройкой пружины и давлением в линии управления 
, то есть работает в качестве регулируемого клапана последовательности.
Типовые варианты использования направляющих аппаратов показаны на рисунке 2.5.5.
| |
Рис. 2.5.5. Примеры использования направляющих аппаратов в гидроприводе |
|
Золотниковые распределители Р1 и Р2 обеспечивают реверсирование движения выходных звеньев гидроцилиндров Ц1 и Ц2.
Золотниковый распределитель ПМ (переключатель манометра) с ручным управлением от кнопки защищает манометр МН от постоянного действия избыточного давления и позволяет кратковременно включать манометр в работу для контроля давления.
Золотниковый распределитель (пилот), входящий в состав предохранительного переливного клапана КП обеспечивает открытие второго каскада клапана для разгрузки гидравлического привода от давления (исходное положение «стоп» в цикле работы привода).
Обратные клапаны КО2 и КО4 являются защитными элементами соответственно фильтра Ф1 и маслоохладителя МО и пропускают масло в моменты перегрузки основных устройств.
Клапан КО1 запирает рабочую полость цилиндра зажима заготовки Ц1 в момент аварийного отключения источника питания.
Клапан КО3 не допускает холостой выбег рабочего органа станка при отключении насосной станции.
Обратный клапан, входящий в состав регулятора расхода РР и включенный параллельно ему, обеспечивает движение масла в обход регулятора при обратном ходе выходного звена цилиндра Ц2(элемент цикла «быстрый отвод»).
Клапан давления КД выполняет роль распределителя, допускающего работу цилиндра Ц2 подачи только при обеспечении заданного усилия зажима заготовки, то есть после срабатывания цилиндра Ц1.
Вопросы для самопроверки
1. Для чего предназначены направляющие гидравлические аппараты? |
