Регулювальна апаратура, її типи, принцип дії та підключення в гідросистему

Регулюючі гідроапарати змінюють тиск, витрату і напрям потоку масла шляхом часткового відкриття робочого прохідного перетину. До таких апаратів відносяться клапани тиску, що обмежують, підтримують або регулюють тиск в гідросистемі; дроселі або регулятори витрат, що підтримують задану витрату масла, а також гідророзподілювачі, що дроселюють, забезпечуючи зміну витрати і напрями потоку масла в декількох лініях одночасно.

КЛАПАНИ ТИСКУ

Клапани тиску діляться на напірні (запобіжні або переливні), редукційні і клапани різниці тиску. Існують також комбіновані апарати,. виконуючі функції переливного або редукційного клапанів (залежно від напряму потоку), редукційного клапана і реле тиску. Запобіжні клапани оберігають гідропривід від тиску, що перевищує встановлене значення. Вони діють лише в аварійних ситуаціях (пропускають масло з напірної лінії в зливну) на відміну від переливних клапанів, призначених для підтримки заданого тиску шляхом безперервного зливу масла під час роботи. У верстатобудуванні централізовано не виготовляються клапани для роботи тільки в аварійному режимі; запобіжні клапани верстатних гідросистем, як правило, працюють в режимі переливних клапанів.

При невеликих витратах масла і робочому тиску застосовують запобіжні клапани прямої дії (рис. 29), в яких тиск масла, створюваний насосом 2, впливає на кульку 5 (або плунжер) запобіжного клапана 3, притиснутий до сідла пружиною 4. Коли зусилля від тиску масла на кульку перевищує зусилля пружини, кулька відходить вліво, і масло через щілину між кулькою і сідлом зливається в резервуар 1, причому унаслідок того, що дроселювання потоку тиску в напірному трубопроводі 6 підтримується постійним і приблизно рівним відношенню зусилля пружини 4 до площі кульки 5, на яку діє тиск масла. При збільшенні витрати масла і робочого тиску різко збільшуються розміри пружини, тому в гідросистемах частіше використовують апарати непрямої дії, в яких невеликий допоміжний клапан управляє переміщенням переливного золотника, підключеного до напірної і зливної ліній.

Запобіжні клапани повинні підтримувати постійним встановлений тиск в можливо ширшому діапазоні зміни витрат масла, що проходить через клапан. В динамічних режимах необхідна швидкодія, що виключає виникнення піку тиску при різкому збільшенні витрати (наприклад, у момент включення насоса або гальмування гідродвигуна). Проте підвищення швидкодії часто викликає втрату стійкості, що супроводжується шумом і коливаннями тиску. Таким чином, конструкція клапана повинна забезпечувати оптимальну величину демпфування; при цьому пік тиску звичайно не перевищує 15-20 %.

Редукційні клапани служать для створення встановленого постійного тиску в окремих ділянках гідросистеми, пониженого в порівнянні з тиском в напірній лінії.

При робочому тиску до 10 МПа (іноді до 20 МПа) для оберігання гідросистем від перевантаження, підтримка заданих тиск або різниці тиску в потоках масла, що підводяться і відводяться, для дистанційного керування потоком і різних блокувань широко застосовують гідроклапани тиску (напірні золотники), в яких на торець золотника діє тиск масла в одній лінії управління, а на протилежний - тиск в іншій лінії управління і регульоване зусилля пружини. Апарати мають дві основні лінії і дві лінії управління, причому, використовуючи ці лінії незалежно або сполучаючи їх, можна одержати чотири виконання клапана, що мають різне функціональне призначення (клапани можуть працювати в режимі запобіжного або переливного клапанів, а також в режимах регульованих клапанів різниці тиску і клапанів послідовності).

До групи комбінованих апаратів відносяться регулятори тиску для врівноважених циліндрів і клапани зусилля затиску. Перші призначені для підтримки встановленого тиску в лінії відведення незалежно від напряму потоку і являються апаратами непрямої дії. Другі аналогічні по функціональному призначенню, проте є апаратами прямої дії і можуть додатково оснащуватися мікровимикачем, контролюючим осьове положення золотника в корпусі.

Клапани тиску мають різні виконання по конструкції, типу управління, діаметру умовного проходу, приєднанню і номінальному тиску.

Більшість клапанів має ручне управління і лише деякі виконання запобіжних клапанів мають електричне управління розвантаженням.

Клапани, що використовуються у верстатобудуванні, мають діаметри умовних проходів 10, 20 і 32 мм. Промисловістю випускаються також апарати з діаметрами умовних проходів 40 і 50 мм.

По номінальному тиску клапани мають виконання на 1; 2,5; 6,3; 10; 20 і 32 МПа.

У схемі (рис.30, а) гідроклапан тиску 4 по схемі використовується як переливний клапан і служить для підтримки певного тиску масла в лінії 3, а клапан 2 - як регульований клапан різниці тиску, який забезпечує перевищення тиску в лінії 1 над тиском в лінії 3 на певну величину, визначувану настройкою його пружини.

Клапан по схемі забезпечує в гідросистемі (рис. 30, б) блокування по тиску. Масло від насоса 1 через розподільник 2 поступає в циліндри затиску 3 і подачі 4, проте першим починає рух циліндр 3, а циліндр 4 - лише після відкриття клапана 5. Гідроклапан 6 захищає систему від перевантаження. При включенні електромагніту пілота 3 (рис. 30, в) гідроклапан тиску 4 по схемі пропускає масло в бак, забезпечуючи швидкий рух циліндра 2 (мінімальний тиск управління підтримується клапаном 1). При виключенні електромагніту швидкість обмежується дроселем 5. Гідроклапан тиску 4 по схемі (рис. 30, г) забезпечує можливість руху циліндра 3 лише при заданій частоті обертання гідромотора 2, при якій перепад тиску на дроселі 1 достатній для подолання зусилля пружини клапана 4. Гідроклапан тиску 1 по схемі (рис. 30, д) налаштований на вищий тиск, ніж клапан 4, причому тиск в лінії 2 практично не залежить від тиску в лінії 3. В гідросистемі (рис. 30, е) гідроклапан тиску 2 по схемі використовується як регульований клапан послідовності, що забезпечує початок руху циліндра 3 лише після того, як циліндр 1 доходить до упору, і тиск в напірній лінії зростає.

Рис. 30 Типові схеми підключення гідроклапанів тиску

В гідросистемі рис. 31, а масло від регульованого насоса 1 через розподільник 4 поступає в поршневу порожнину циліндра 5, а з штокової витісняється в бак. Тиск масла визначається навантаженням на циліндрі і контролюється манометром 2. Запобіжний клапан 3 спрацьовує лише у разі перевантаження. Запобіжний клапан 3 в схемі рис. 31, б працює в переливному режимі, оскільки дросель 6 обмежує потік масла, що поступає від нерегульованого насоса 1 в циліндр 5, а частина масла через клапан 3, що залишилася, повертається в бак, причому тиск в гідросистемі визначається настройкою клапана і практично не залежить від навантаження на циліндрі. В гідросистемі рис. 31, в насос розвантажується від тиску при виключенні магніту 7 клапана 3 з електричним управлінням розвантаженням.

Рис. 31 Типові схеми підключення запобіжних клапанів непрямої дії

ДРОСЕЛІ І РЕГУЛяТОРи ВИТРАТ

Дроселі дозволяють змінювати витрату масла, що проходить через гідролінію. В гідроприводі (рис. 32, а) масло від нерегульованого насоса 1 через дросель 2 і розподільник 4 поступає в робочу порожнину циліндра 3, а з протилежної порожнини зливається в бак. Швидкість руху штока циліндра регулюється за допомогою дроселя, який обмежує витрату масла, що поступає в циліндр, причому масло, що залишилося, зливається в бак через запобіжний клапан 5. Останній налаштований на тиск р, достатній для подолання максимально можливого навантаження Р на штоку циліндра. Оскільки через клапан 5 постійно проходить частина потока масла, насос постійно працює під максимальним тиском незалежно від навантаження Р. Окрім описаної вище схеми установки дроселя на вході в гідродвигун, можливі також схеми установки на виході або у відгалуженні (рис. 32, б, в).

Рис. 32

У деяких випадках вживання (наприклад, в дискових пилах для холодного різання) вимагається, щоб швидкість подачі зменшувалася при збільшенні навантаження. Це можна забезпечити шляхом вживання звичних дроселів. Проте в більшості гідроприводів встановлена швидкість руху гідродвигунів повинна бути постійною в широкому діапазоні зміни навантажень на робочих органах, тому перепад тиску на щілині, що дроселює, повинен підтримуватися постійним і невеликим (~0,2-0,3 МПа) для отримання мінімальних витрат при мінімально допустимій площі дроселючої щілини. Вказаним умовам задовольняють регулятори витрати (потоку), які є комбінацією дроселя з регулятором, підтримуючим постійний перепад тиску на щілині, що дроселює. Щоб понизити вплив температури масла на встановлену витрату, кромки дроселюючої щілини виконують гострими. Різні модифікації регуляторів витрати можуть додатково виконувати функції запобіжного клапана непрямої дії; мати вбудований зворотний клапан; комплектуватися зворотним клапаном і механічно керованим розподільником, що дозволяє реалізувати цикл руху: швидке підведення - робоча подача - швидке відведення (можливо з регулюванням швидкості швидкого відведення).

Дільники потоку застосовують для розділення потоку масла на дві рівні (або нерівні) частини з метою синхронізації руху гідродвигунів незалежно від діючого на них навантаження.

Направляюча та контрольно-вимірювальна апаратура, її типи, принцип дії,

Дата добавления: 2014-12-16