Гидравлические баки и теплообменники 4 страница

Рисунок 4.1 – Принципиальные схемы напорных клапанов с запорно- регулирующими элементами: а – с шариковым; б – с конусным;

в – с золотниковым; г – с тарельчатым; 1 – запорно-регулирующий элемент;

2 – пружина; 3 – регулировочный винт; 4 – корпус; 5 – напорное отверстие корпуса; 6 – сливное отверстие корпуса; 7 – камера демпфера; 8 – плунжер; 9 – калибровочное отверстие

Вся рабочая жидкость идет через клапан на слив. Как только давление в напорной гидролинии упадет, клапан закроется, и если причина, вызвавшая повышение давления, не будет устранена, процесс повторится.

В процессе работы клапана возникает вибрация запорно- регулирующего элемента, сопровождаемая ударами о седло и колебаниями давления в системе. Вибрация и удары могут служить причиной износа и потери герметичности клапанов.

Для уменьшения силы удара и частоты колебаний клапана о седло применяют специальные гидравлические демпферы (рисунок 4.1 б, г).

Устройство состоит из камеры 7, в которой перемещается плунжер 8. Камера заполнена жидкостью. С линией слива эта камера соединяется тонким калибровочным отверстием 9 диаметром 0,8 ÷ 1 мм. При открывании клапана плунжер вытесняет жидкость из камеры демпфера.

Создаваемое при этом гидравлическое сопротивление, пропорциональное скорости движения плунжера, уменьшает частоту колебаний, силу удара запорно-регулирующего элемента и частично устраняет его вибрацию.

Достоинство клапанов прямого действия – высокое быстродействие. Недостаток – увеличение размеров при повышении рабочего давления, а также нестабильность работы.

При конструировании напорных клапанов их габарит и массу можно уменьшить, если применить клапаны непрямого действия (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Схема предохранительного клапана непрямого действия:

1 – золотник; 2 – нерегулируемая пружина; 3 – запорно-регулирующий элемент; 4 – пружина; 5 – регулировочный винт; 6, 7, 8 – полости клапана; 9 – капиллярный канал; 10 – напорная гидролиния; 11 – сливная гидролиния; 12 – канал; 13 – кран

Клапан состоит из основного запорно-регулирующего элемента – золотника 1 ступенчатой формы; нерегулируемой пружины 2 и вспомогательного запорно-регулирующего элемента 3 в виде шарикового клапана прямого действия.

Усилие пружины 4 шарикового клапана регулируется винтом 5. Каналами в корпусе клапана полости 7 и 8 соединены с гидролинией 10 высокого давления. Полость 6 соединена с полостью 8 капиллярным

каналом 9 в золотнике. Пружины шарикового клапана 3 настраивается на давление PК (на 10 ÷ 20% больше максимального рабочего в гидросистеме).

Если при работе машины давление в гидросистеме PН < PК, шариковый клапан закрыт, в полостях 6, 7, 8 устанавливается одинаковое давление PН, золотник 1 под воздействием пружины 2 занимает крайнее нижнее положение, а гидролиния высокого давления 10 отделена от гидролинии слива 11 (положение клапана соответствует изображенному на рисунке 4.2).

Изменение давления в гидросистеме вызывает изменение давления в полостях 6, 7, 8 клапана. В тот момент, когда давление PН превысит PК,

шариковый клапан 3 откроется и через него жидкость в небольшом количестве начнет поступать на слив. В капиллярном канале золотника создается течение жидкости с потерей давления на преодоление гидравлических сопротивлений. Вследствие этого давление жидкости в полости 6 станет меньше давления в полостях 7 и 8. Под действием образовавшегося перепада давлений золотник 1 переместится вверх, сжимая пружину и соединяя линию 10 с линией 11. Рабочая жидкость будет поступать на слив, и перегрузки гидросистемы не произойдет. Однако как только линия высокого давления соединится со сливом, давление жидкости в гидросистеме уменьшится до PН < PК, шариковый клапан закроется и течение жидкости по капиллярному каналу прекратится. Давление в полостях 6, 7 и 8 выровняется, и под воздействием пружины 2 золотник возвратится в исходное положение, снова отделив линию высокого давления от слива.

Если причина, вызвавшая повышение давления в гидросистеме, не будет устранена, процесс повторится и золотник в конечном итоге установится на определенной высоте, при которой давление в гидросистеме будет поддерживаться постоянным. Когда клапан находится в работе, золотник совершает колебательные движения. Уменьшению колебаний золотника способствует полость 7, оказывающая на него демпфирующее влияние.

Для разгрузки системы или какого-либо ее участка клапаны непрямого действия могут управляться дистанционно. Для этого полость 6

посредством канала 12 и крана 13 необходимо соединить со сливом. В результате давление в полости 6 резко упадет, золотник 1 поднимется вверх, а линия высокого давления 10 соединится со сливом 11.

По сравнению с клапанами прямого действия клапаны непрямого действия обладают рядом преимуществ:

1) плавность и бесшумность работы;

2) повышенная чувствительность;

3) давление на входе в клапан поддерживается постоянным и не зависит от расхода рабочей жидкости через клапан.

В лесозаготовительной технике большое распространение получили предохранительные клапаны типа 510.32, 510.20. Технические

характеристики предохранительных клапанов типа 510.32, 510.20

приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Технические характеристики предохранительных клапанов типа 510.32, 510.20

Параметры	Типоразмер
510.20	510.32
Условный проход, мм
Давление на входе, МПа:
- номинальное
- максимальное
- минимальное
Расход рабочей жидкости, л/мин:
- номинальный
- максимальный
- минимальный
Максимальные внутренние номинальном давлении, л/мин	утечки	при	0,14	0,20
Масса, кг	0,3	0,64

В настоящее время в промышленности широко используются напорные клапаны типа Г52. Клапаны работают на минеральном масле вязкостью 10 ÷ 60 мм2/с (10 ÷ 60 cCт) при температуре до 5000 С. Рекомендуется масло индустриальное 20 и 30. Такие клапаны рассчитаны на давление от 5 до 20 МПа. Расход через клапан определяется его типоразмером и находится в пределах от 180 до 600 л/мин.

В таблице 4.2 приведены технические характеристики предохранительных клапанов типа Г52-2 [15].

Таблица 4.2 – Технические характеристики предохранительных клапанов типа Г52-2

Параметры

Типоразмер

Г52-22

АГ52-22

БГ52-22

ПГ52-22

АПГ52-22

БПГ52-22

Г52-23

АГ52-23

БГ52-23

Г52-22

АГ52-22

БГ52-22

ПГ52-22

АПГ52-22

БПГ52-22

Условный проход, мм

Номинальный расход, л/мин

Номинальное давление, МПа

6,3

6,3

6,3

6,3

6,3

Диапазон регулирования давления, МПа

0,3 – 6,3

0,5 – 10

1 – 20

0,3 – 6,3

0,5 – 10

1 – 20

0,3 – 6,3

0,5 – 10

1 – 20

0,3 – 6,3

0,5 – 10

1 – 20

0,3 – 6,3

0,5 – 10

1 – 20

Масса, кг, не более

2,5

2,9

4,6

4,6

4,65

Технические характеристики некоторых предохранительных клапанов непрямого действия типа Г66, предназначенных для работы в гидросистемах стационарных и мобильных машин, приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Технические характеристики предохранительных клапанов типа Г66

Параметры	Типоразмер
Г66-32	Г66-34	Г66-35	АГ66-32	АГ66-34	АГ66-35	БГ66-32	БГ66-34	БГ66-35	ВГ66-32	ВГ66-34	ВГ66-35	ДГ66-32	ДГ66-34	ДГ66-35
Условный проход, мм
Номинальный расход, л/мин
Номинальное давление, МПа	2,5	1,0	6,3	10,0	20,0
Диапазон регулирования давления, МПа	0,4 – 2,8	0,3 – 1,2	0,6 – 7,0	1,2 – 11,2	4,0 – 23,0
Масса, кг, не более	2,7	5,4	8,8	2,7	5,4	8,8	2,7	5,4	8,8	2,7	5,4	8,8	2,7	5,4	8,8

Напорные клапаны могут быть использованы для обеспечения требуемой последовательности включения в работу гидродвигателей. Схема последовательного включения гидродвигателей приведена на рисунке 4.3.

В фиксированном положении гидрораспределителя рабочая жидкость поступает одновременно в обе поршневые полости гидроцилиндра 1, однако первым в движение приходит поршень того гидроцилиндра, напорный клапан 2 у которого настроен на меньшее давление. После того как поршень этого гидроцилиндра завершит движение, давление в гидросистеме начнет повышаться - в результате в движение придет поршень второго гидроцилиндра, напорный клапан у которого настроен на большее давление. После переключения гидрораспределителя в движение придут оба поршня одновременно (при условии равенства сопротивления движению обоих гидроцилиндров).

Рисунок 4.3 – Пример схемы включения напорных клапанов:

1 – гидроцилиндры; 2 – напорные клапаны

4.1.2 Редукционные клапаны

Редукционные клапаны предназначены для поддержания заданного более низкого давления рабочей жидкости в отводимом от клапана потоке (по сравнению с давлением подводимого потока). Редукционные клапаны обычно устанавливают в системах, где от одного насоса работают несколько потребителей с разными значениями рабочих давлений.

Редукционный клапан (рисунок 4.4) состоит из запорно- регулирующего элемента 1, прижатого к седлу пружиной 2, сила натяжения которой регулируется винтом 3.

Отверстие 4 корпуса соединяется с гидролинией высокого давления, а отверстие 5 – с гидролинией низкого давления. В исходном положении клапан прижат к седлу, а вход клапана отделен от выхода. При повышении

давления P1 плунжер поднимается и гидролиния высокого давления соединяется с гидролинией низкого давления. Чем больше давление P1, тем больше открывается проходное сечение клапана и тем больше становится давление P2.

Рисунок 4.4 – Схема редукционного клапана: 1 – запорно-регулирующий элемент; 2 – пружина; 3 – регулировочный винт; 4 – напорное отверстие; 5 – сливное отверстие

На рисунке 4.5 приведена схема включения редукционного клапана.

Рисунок 4.5 – Схема включения редукционного клапана: 1 – поворотный гидроцилиндр; 2 – гидроцилиндр; 3, 4 – дроссели; 5 – насос; 6 – предохранительный клапан; 7 – редукционный клапан; 8 – гидрораспределитель

На схеме (рисунок 4.5) поворотным гидроцилиндром 1 осуществляется прижим бревна к подстопному месту при пилении, а гидроцилиндром 2 – опускание и подъем пилы. Скорость подъема и опускания пилы регулируется дросселями 3, 4. Гидросистема питается от одного насоса 5, который развивает постоянное давление PК, определяемое настройкой предохранительного клапана 6. Участок гидросистемы с поворотным гидроцилиндром работает на давлении P2 < PК. Для понижения давления в гидросистему включен редукционный клапан 7, настроенный на давление P2. При составлении гидросхемы и при монтаже гидроаппаратуры нужно помнить, что редукционный клапан пропускает рабочую жидкость только в одном направлении. Поэтому его устанавливают перед гидрораспределителем 8.

В таблице 4.4 приведены технические характеристики распространенных редукционных клапанов непрямого действия типа Г57 [15].

Таблица 4.4 – Техническая характеристика редукционных клапанов типа Г57

Параметр	Марка клапана
Г57-22, ПГ57-22	Г57-23	Г57-24, ПГ57-24	ПГ57-14	Г57-25, ПГ57-25
Условный проход, мм
Номинальный расход, л/мин
Давление перед клапаном, МПа: - минимальное - максимальное	0,8; 1,5 или 2,5 (0,5) 20 (6,3)
Редуцированное давление, МПа	0,3 ÷ 6,3; 1 ÷ 10 или 0,2 ÷ 5; 2 ÷ 20
Масса, кг	2,5	4,6	4,6	4,8	8,4

В таблице 4.5 приведены технические характеристики редукционных клапанов типа КРМ-6/3.

Таблица 4.5 – Техническая характеристика редукционных клапанов типа КРМ-6/3

Параметр	Марка клапана
КРМ-6/3-В1	КРМ-6/3-В2	КРМ-6/3-В3	КРМ-6/3-В4
Условный проход, мм
Номинальный расход, л/мин	12,5	12,5	12,5	12,5

Окончание таблицы 4.5

Давление перед клапаном, МПа:	0,5	0,5	1,0	1,0
- минимальное
- максимальное	6,3	10,0	25,0	32,0
Редуцированное давление, МПа	0,3 ÷ 2,0	1,2 ÷ 6,3	2,0 ÷ 20,0	5,0 ÷ 32,0
Масса, кг

В таблице 4.6 приведены технические характеристики редукционных клапанов типа КР (С).

Таблица 4.6 – Техническая характеристика редукционных клапанов типа КР (С)

Параметр	Марка клапана
КР-12/16	КР С- 12/16	КР-16/16	КР-20 1/ 6	КР С- 20/16	КР-25/16	КР-32 1/ 6	КР С- 32/16
Условный проход, мм
Номинальный расход, л/мин
Давление перед клапаном, МПа: - минимальное - максимальное	2,5 16,0
Редуцированное давление, МПа	1,5 ÷ 15,0
Масса, кг	3,3	4,9	6,1	6,1	7,2	9,3	9,3	13,4

4.2 Регуляторы расхода рабочей жидкости

Регуляторы расхода предназначены для управления расходом жидкости и, следовательно, для регулирования скорости движения силового органа машины или механизма. Применение регуляторов расхода во многих случаях позволяет заменить сложные регулируемые насосы более простыми и дешевыми нерегулируемыми.

К регуляторам расхода относятся: обратные клапаны; ограничители расхода; делители потока; сумматоры потока; дроссели.

4.2.1 Обратные клапаны

Обратным клапаном называется направляющий гидроаппарат, предназначенный для пропускания рабочей жидкости только в одном

направлении. Они могут иметь различные запорно-регулирующие элементы: шариковый, конусный, тарельчатый или плунжерный.

В соответствии со своим назначением обратный клапан должен быть герметичным в закрытом положении, т. е. в исходном положении запорно-

регулирующего элемента. Для достижения абсолютной герметичности в закрытом положении применяют обратные клапаны с двумя или тремя последовательно соединенными запорно-регулирующими элементами.

Пружина обратных клапанов нерегулируемая, ее сила натяжения должна обеспечивать лишь преодоление сил трения и инерцию, а также быстрое возвращение в исходное положение запорно-регулирующего

элемента.

На рисунке 4.6 представлена принципиальная схема обратного клапана типа Г-51.

Рисунок 4.6 – Схема обратного клапана типа Г51: 1 – входное отверстие; 2 – седло; 3 – выходное отверстие; 4 – пружина; 5 – запорно-регулирующий элемент

Обратный клапан Г51 (рисунок 4.6) имеет конусный запорно- регулирующий элемент 5. При подводе рабочей жидкости к отверстию 1 запорно-регулирующий элемент 5 поднимается над седлом 2, преодолевая силу натяжения пружины 4. Жидкость свободно проходит к отверстию 3. При изменении направления потока рабочей жидкости запорно- регулирующий элемент 5 прижат к седлу и блокирует отверстие 1

В гидроприводах обратные клапаны применяют как подпорные для создания нерегулируемого противодавления в сливной линии гидродвигателя; для блокировки от самопроизвольного опускания поршня при вертикальном расположении гидроцилиндра и при выключенном приводе; для неуправляемого пропуска рабочей жидкости в одном

направлении и управляемого – в другом; в целях исключения слива жидкости из гидросистемы при выключенном приводе и т.д. Как конструктивный элемент обратный клапан включен в конструкцию разделительных панелей типа Г53, напорных клапанов типа Г66, дросселей и регуляторов расхода (типа ДК, Г55-3 и Г55-6), в золотники с гидравлическим управлением, в насосы и гидравлические двигатели, в гидрозамки и др.

В таблице 4.7 приведены технические характеристики обратных клапанов типа Г51.

Г51

Таблица 4.7 – Техническая характеристика обратных клапанов типа

Параметры	Марка клапана
Г51-31	Г51-32	Г51-33	Г51-34	Г51-35	Г51-36	Г51-37
Условный проход, мм
Рабочее давление, МПа: - номинальное - максимальное
Расход жидкости, л/мин.:
- номинальный
- максимальный
Масса, кг	1,2	1,2	1,6	1,6	5,5

В таблице 4.8 приведены технические характеристики обратных клапанов типа КОВ.

КОВ

Таблица 4.8 – Техническая характеристика обратных клапанов типа

Параметр	Типоразмер
КОВ-10/3С	КОВ-20/3С	КОВ-10/3Т	КОВ-20/3Т	КОВ-32/3Т
Условный проход, мм
Давление на входе, МПа: - номинальное - максимальное - минимальное	0,15±10 %
Расход рабочей жидкости, л/мин.: - номинальный - максимальный
Масса, кг, не более	2,5	4,0	2,0	3,0	7,0

4.2.2 Ограничители расхода

Ограничителем расхода называется клапан, предназначенный для ограничения расхода в гидросистеме или на каком-либо ее участке.

Принципиальная схема ограничителя расхода приведена на рисунке

4.7.

Рисунок 4.7 – Схема ограничителя расхода: 1 – входное отверстие;

2 – калиброванное отверстие; 3 – подвижный поршень; 4 – отверстие дросселя; 5 – выходное отверстие; 6 – пружина; 7 – корпус

Ограничитель расхода состоит из подвижного поршня 3 и нерегулируемой пружины 6, помещенных внутри корпуса 7. В поршне имеется калибровочное отверстие 2 (нерегулируемый дроссель), а в корпусе – окна 4. В сочетании с поршнем 3 окна 4 представляют собой регулируемый дроссель. В исходном положении пружина стремится передвинуть поршень в крайнее левое положение и открыть окна 4. При включении ограничителя расхода в гидросистему жидкость поступает в отверстие 1 и далее проходит через дроссель 2 и окна 4 к отверстию 5. При достижении жидкости через ограничитель расхода у дросселя 2 создается перепад давлений. При увеличении расхода перепад давлений увеличивается и поршень перемещается вправо, частично или полностью перекрывая окна 4. Когда расход в гидросистеме уменьшится, перепад давлений также уменьшится и поршень переместится влево, увеличив открытие окон.

Ограничитель расхода может быть применен в гидросистемах с дроссельным регулированием, когда на исполнительный механизм действуют знакопеременные или изменяющиеся в широких пределах нагрузки (рисунок 4.8).

Рисунок 4.8 – Схема включения ограничителя расхода:

1 – предохранительный клапан; 2 – ограничитель расхода; 3 – гидроцилиндр; 4 – дроссель

В такой гидросистеме в момент, когда вектор силы F совпадет с направлением движения исполнительного механизма, перепад давлений у регулируемого дросселя 4, а следовательно, и расход жидкости через него возрастет. Это вызывает увеличение скорости движения исполнительного механизма.

Для ограничения расхода, а следовательно, и для ограничения скорости движения исполнительного механизма в такой гидросистеме

может быть применен ограничитель расхода 2. При возрастании нагрузки F перепад давлений у дросселя 4 и расход жидкости через него возрастают. Когда расход жидкости в гидросистеме достигает предельного значения,

ограниченного допускаемой скоростью рабочего хода исполнительного механизма, включается в работу ограничитель расхода. В этот момент поршень ограничителя расхода 3 (рисунок 4.7) передвинется вправо и

приоткроет окна 4 (рисунок 4.7) настолько, что перепад давлений у калибровочного отверстия 2 (рисунок 4.7) достигнет предельного значения, при котором расход через ограничитель также станет предельным.

В дальнейшем изменение нагрузки вызывает ответное изменение площади проходного сечения окон 4 (рисунок 4.7) и перепада давлений на них. Однако эти изменения будут такими, что расход через ограничитель, а

следовательно, и скорость движения исполнительного механизма останутся постоянными.

Для того чтобы ограничитель расхода выполнял свое назначение в гидросистеме, его нужно устанавливать на выходе гидродвигателя.

4.2.3 Делители (сумматоры) потока

Делителем потока называется клапан соотношения расходов, предназначенный для разделения одного потока рабочей жидкости на два и более равных потока независимо от величины противодавления в каждом из них. Делители потока применяют в гидроприводах машин, в которых требуется обеспечить синхронизацию движения выходных звеньев параллельно работающих гидродвигателей, преодолевающих неодинаковую нагрузку.

Принципиальная схема делителя потока представлена на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9 – Схема делителя потока: 1 – нерегулируемый дроссель; 2 – дроссели; 3 – плунжер; 4 – предохранительный клапан

Делитель потока состоит из двух нерегулируемых дросселей 1 и двух дросселей 2, проходные сечения которых могут автоматически изменяться благодаря перемещению плунжера 3. При равенстве нагрузок (F1 = F2) и площадей поршней гидроцилиндров давление P1 = P2, перепад давлений

∆P = (P3 – P4) = 0, плунжер 3 делителя занимает среднее положение, а расходы в обеих линиях одинаковые. Если нагрузка на один из любых гидродвигателей изменится, то под действием возникшего перепада давлений у плунжера делителя он начнет смещаться из среднего положения, изменяя одновременно проходные сечения дросселей 2. Перемещение прекратится, когда давления P3 и P4 выровняются. В этом положении плунжера расходы в обеих ветвях будут одинаковыми. Таким образом, поддержание равенства расходов в обеих ветвях осуществляется за счет дросселирования потока в той ветви, где гидродвигатель нагружен меньше.

Делитель потока может также быть и сумматором потока. В этом случае в подводимых к нему двух трубопроводах поддерживается постоянный расход рабочей жидкости.

В таблице 4.9 приведены технические характеристики делителей потока типа КД.

Таблица 4.9 – Технические характеристики делителей потока типа КД

Параметр	Типоразмер
КД- 12/20	КД- 20/20	КД- 32/20	КДС- 12/20	КДС- 20/20	КДС- 32/20
Присоединение	резьбовое	стыковое
Условный проход, мм
Расход на входе	в	16 – 25	55 – 80	130 – 160	16 – 25	55 – 80	130 – 160
делитель, л/мин:
- настройка I
- настройка II		10 – 16	40 – 55	100 – 130	10 – 16	40 – 55	100 – 130
- настройка III		4 – 10	25 – 40	80 – 100	4 – 10	25 – 40	80 – 100
Рабочее давление,
МПа:
- номинальное
- наибольшее
- наименьшее
Наибольший л/мин	расход,
Масса, кг	4,0	5,3	12,0	4,6	7,6	15,0

Дата добавления: 2014-12-07