Принцип работы гидравлического распределителя

Принцип работы гидравлического распределителя

При эксплуатации гидросистем возникает необходимость изменения направления потока рабочей жидкости на отдельных ее участках с целью изменения направления движения исполнительных механизмов машины, требуется обеспечивать нужную последовательность включения в работу этих механизмов, производить разгрузку насоса и гидросистемы от давления и т.п.

Эти и некоторые другие функции могут выполняться специальными гидроаппаратами — направляющими гидрораспре- делителями.

При изготовлении гидрораспределителей в качестве конструктивных материалов применяют стальное литье, модифицированный чугун, высоко- и низкоуглеродистые марки сталей, бронзу. Для защиты отдельных элементов распределителей от абразивного износа, поверхности скольжения цементируют, азотируют и т.п.

Размеры и масса гидрораспределителей зависят от расхода жидкости через них, с увеличением которого они увеличиваются.

По способу присоединения к гидросистеме гидрораспре-делители выпускают в трех исполнениях: резьбового, фланцевого и стыкового присоединения. Выбор способа присоединения зависит от назначения гидрораспределителя и расхода через него рабочей жидкости.

По конструкции запорно-регулирующего элемента гидрораспределители подразделяются следующим образом:

Золотниковые (запорно-регулирующим элементом является золотник цилиндрической или плоской формы). В золотниковых гидрораспределителях изменение направления потока рабочей жидкости осуществляется путем осевого смещения запорно-регулирующего элемента.

Крановые (запорно-регулирующим элементом служит кран). В этих гидрораспределителях изменение направления потока рабочей жидкости достигается поворотом пробки крана, имеющей плоскую, цилиндрическую, коническую или сферическую форму.

Клапанные (запорно-регулирующим элементом является клапан). В клапанных распределителях изменение направления потока рабочей жидкости осуществляется путем последовательного открытия и закрытия рабочих проходных сечений клапанами (шариковыми, тарельчатыми, конусными и т.д.) различной конструкции.

По числу фиксированных положений золотника гидрораспределители подразделяются: на двухпозиционные, трехпозиционные и многопозиционные.

По управлению гидрораспределители подразделяются на гидроаппараты с ручным, электромагнитным, гидравлическим или электрогидравлическим управлением. Крановые гидрораспределители используются чаще всего в качестве вспомогательных в золотниковых распределителях с гидравлическим управлением.

Запорно-регулирующим элементом золотниковых гидрораспределителей является цилиндрический золотник 1, который в зависимости от числа каналов (подводов) 3 в корпусе 2 может иметь один, два и более поясков (рис.5.1, а). На схемах гидрораспределители обозначают в виде подвижного элемента, на котором указываются линии связи, проходы и элементы управления. Рабочую позицию подвижного элемента изображают квадратом (прямоугольником), число позиций соответствует числу квадратов (рис.5.1, б).

Рассмотрим принцип работы распределителя (рис.5.2). В первой (исходной) позиции все линии А, В , Р и Т, подходящие к распределителю разобщены, т.е. перекрыты (рис.5.2, а). При смещении золотника влево распределитель переходит во вторую позицию, в которой попарно соединены линии Р и А, В и Т (рис.5.2, б). При смещении золотника вправо — в третью, где соединяются линии Р и В, А и Т (рис.5.2, в). Такой распределитель часто называют реверсивным, так как он используется для остановки и изменения направления движения исполнительных органов.

В зависимости от числа подводов (линий, ходов) распределители могут быть двухходовые (двухлинейные); трехходовые (трехлинейные), четырех- и многоходовые. В соответствии с этим в обозначениях гидрораспределителей первая цифра говорит о числе подводов. Например, из обозначения гидрораспределителя «4/2» можно понять, что он имеет 4 подвода, т.е. он четырехходовой (четырехлинейный).

Вторая цифра в обозначении говорит о числе позиций. То же обозначение распределителя «4/2» говорит, что у него две позиции.

Примеры обозначения распределителей приведены на рис.5.3.

Управление положением золотника распределителя может быть нескольких типов. Подробные способы управления представлены в табл.5.1.

Устройство ручного гидрораспределителя 4/3 и его условного обозначения представлено на рис.5.4. Переключение позиций распределителя осуществляется рукояткой 1, которая при помощи серьги 2 шарнирно присоединяется к золотнику 10. С корпусом 6 рукоятка шарнирно соединена с ушком 11. Для фиксации каждого положения золотника служит шариковый фиксатор 9, помещенный в задней крышке 8. Утечки жидкости по золотнику со стороны передней крышки 3 исключаются манжетным уплотнением. Рабочая жидкость подводится к отверстию 5, а отводится через отверстие 4. Канал 7 дренажный, служит для отвода утечек.

На рис.5.5 изображен гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением и его уловное обозначение. Он состоит из основного гидрораспределителя 2 с гидравлическим управлением и вспомогательного гидрораспределителя 1 с электромагнитным управлением. Основной гидрораспределитель управляет потоком рабочей жидкости гидросистемы, а вспомогательный регулирует поток управления. Такие гидрораспределители применяют в гидроприводах с дистанционным и автоматическим управлением при больших расходах и высоком давлении в гидросистеме, когда применение гидрораспределителей с электромагнитным управлением невозможно.

В зависимости от числа золотников гидрораспределители подразделяют на распределители с одним и несколькими золотниками. В последнем случае распределители могту быть моноблочными или секционными. Секции распределителя соединяют между собой болтами. На рис.5.6 представлен моноблочный гидрораспределитель.

Золотники гидрораспределителя могут выполняться в трех исполнениях (рис.5.7).

Золотники с положительным осевым перекрытием (рис.5.7, а) имеют ширину поясков b больше, чем ширину проточки c или диаметр рабочих окон в корпусе. При нейтральном положении золотника такого гидрорапределителя напорная гидролиния отделена от линий, соединяющих полости гидродвигателя и слива. Величина перекрытия П = (b — c) / 2 зависит от диаметра золотника: при d = 10…12 мм перекрытие принимают равным 1…2 мм; при d до 25 мм — 3…5 мм; при d до 50 мм — 6…8 мм. Золотники с положительным осевым перекрытием позволяют фиксировать положение исполнительного механизма. Недостатком является наличие у них зоны нечувствительности, определяемой величиной осевого перекрытия: в пределах этой зоны при перемещении золотника расход жидкости через гидрораспределитель равен нулю, а исполнительный механизм не движется, несмотря на подаваемый к золотнику сигнал управления.

Золотники с нулевым осевым перекрытием (рис.5.7, б) имеют ширину пояска b равную ширине проточки c или диаметру рабочих окон, а осевое перекрытие П = 0. Такие золотники не имеют зоны нечувствительности и наилучшим образом удовлетворяют требованиям следящих гидросистем. Однако изготовление таких золотников связано со значительными технологическими трудностями.

Золотники с отрицательным осевым перекрытием (рис.5.7, в), у которых b &lt c; при нейтральном положении их напорная гидролиния соединена со сливом и с обеими полостями гидродвигателя. При этом жидкость через зазоры непрерывно поступает на слив, а в обеих полостях гидродвигателя устанавливается одинаковое давление. В гидрораспределителях с таким золотником зона нечувствительности сводится к минимуму, но из-за слива рабочей жидкости часть мощности теряется. Кроме этого, гидросистема с таким золотником будет иметь меньшую жесткость, так как из-за перетекания жидкости через начальные зазоры в золотнике будет переходить смещение исполнительного механизма при изменении преодолеваемой нагрузки.

В крановых гидрораспределителях изменение направления потока рабочей жидкости достигается поворотом пробки, имеющей плоскую, цилиндрическую, сферическую или коническую форму.

На рис.5.8 показана схема включения распространенного кранового распределителя в систему управления силовым цилиндром. Пробка крана имеет два перпендикулярных, но не пересекающихся отверстия. Она может занимать два и больше угловых положения.

Серийный двухпозиционный крановый гидрораспре-делитель Г71-3 (рис.5.9) с цилиндрической пробкой состоит из корпуса 3, фланца 5, крышки 1, пробки 2, уплотнения 4, ступицы 7, рукоятки 8 и шарикового фиксатора 6. В положении пробки крана, указанном на рисунке, жидкость через отверстие 17 поступает в камеру 16; из нее через канал 18 в пробке крана (показан пунктиром) — в камеру 12 и далее через отверстие 11 в корпусе к гидродвигателю или к другому управляемому объекту. Из другой полости гидродвигателя жидкость поступает в отверстие 9, далее в камеру 10 и через канал 13 в камеру, которая отверстием 15 в корпусе крана соединена со сливом. При повороте пробки крана по часовой стрелке на угол 45 происходит изменение направления потока рабочей жидкости.

Герметичность кранового гидрораспределителя обеспечивается за счет притирки пробки к корпусу крана. Для кранов с цилиндрической пробкой зазор между пробкой и корпусом принимают равным 0,01…0,02 мм. В этих кранах вследствие износа пробки и корпуса зазор между ними, а следовательно, и утечка рабочей жидкости с течением времени увеличиваются, что является недостатком такого кранового распределителя. Такого недостатка нет в крановых гидрораспределителях с конической пробкой.

Крановые гидрораспределители чаще всего применяют в качестве вспомогательных в золотниковых гидрораспре- делителях с гидравлическим управлением.

В гидросистемах некоторых машин применяют также клапанные распределители, которые просты в изготовлении и надежны в эксплуатации, а также могут обеспечить высокую герметичность.

Затвора клапанов приводят в действие ручными, механическими и электротехническими устройствами. Из ручных устройств наиболее распространены клапаны с качающимся рычагом, схема которого для питания одной полости гидродвигателя приведена на рис.5.10, а.

В клапанном распределителе (см.рис.5.10, а) в нейтральном (среднем) положении качающегося рычага 1 оба клапана 2 и 3 находятся в своих гнездах; в этом положении клапанов канал b гидродвигателя отсоединен как от канала a, связанного с насосом, так и от канала c, связанного с баком. При повороте рычага 1 вправо с гидродвигателем соединяется канал a насоса, при повороте влево — канал c бака.

Схема четырехходового клапанного распределителя представлена на рис.5.10, б. При повороте рукоятки 1 перемещается та или другая пары клапанов 2 или 3, обеспечивая подвод (отвод) жидкости к соответствующей полости силового цилиндра 4.

Распространены также клапаны с кулачковым приводом (рис.5.10, в). На валике 3 находятся четыре кулачка 2, соответствующим образом ориентированные один относительно другого. При повороте валика кулачки воздействуют на штоки соответствующего конусного затвора 1, обеспечивая подвод рабочей жидкости в полости илового цилиндра 5 и ее отвод. В положении, показанном на рассматриваемом рисунке, жидкость от канала, связанного с насосом, поступает через открытый (утопленный) затвор 4 в левую полость силового цилиндра 5 и удаляется в бак из правой полости цилиндра через клапан. Остальные два затвора находятся в своих седлах. При повороте валика вступают в действие эти затворы, обеспечивая подвод жидкости в правую полость цилиндра 5 и отвод ее из левой полости.

На рис.5.10, г представлена схема трехпозиционного клапанного распределителя прямого действия с двумя клапанами 1 и 4, управляемыми электромагнитами 2 и 3. При выключенных электромагнитах оба клапана прижаты пружинами к своим седлам. При этом магистраль нагнетания перекрыта, а полости гидродвигателя соединены со сливом.

При включении электромагнита 2 клапан 1, сжимая пружину, переместится в крайнее левое положение и прижмется к левому седлу. В этом положении одна из полостей потребителя соединится с напорной магистралью. При включенном электромагните 3 и выключенном электромагните 2 сработает клапан 4, соединив вторую полость потребителя с магистралью нагнетания.

Гидрораспределитель — схема, принцип работы

Гидрораспределителем называют гидроаппарат, который, при наличии управляющего внешнего воздействия, обеспечивает в гидролиниях, количеством от двух и более, изменение направления потока рабочей жидкости.

Различают дросселирующие и направляющие гидрораспределители. Направляющим он является в том случае, если он либо обеспечивает перекрытие, либо изменяет направление потока жидкости, которое происходит благодаря тому, что происходит полное перекрытие или пересечение проходных сечений.

Также гидрораспределители могут различаться:

-по количеству внешних гидролиний – двух-, трехлинейные и т.д.;

-по количеству характерных позиций запорно-регулирующего элемента – двух-, трёхпозиционные и т.д.;

-конструкции запорно-регулирующего элемента – крановые, клапанные, золотниковые;

-количеству запорно-регулирующих элементов – одно-, двухступенчатые и т.д.;

-по виду управления – механическое, ручное, гидравлическое, электрическое управление

На рисунке вверху показано условное обозначение гидрораспределителя, в частности в нём указываются внешние гидролинии, которые приводят к распределителю, их способ управления, соединение, и количество позиций гидрораспределителя. Это количество равно числу квадратов или прямоугольников. Прямые линии, имеющие стрелки – это проходы. Направление этих стрелок показывает, куда идёт поток рабочей жидкости. Те места, где эти проходы соединяются, выделены точками. Если линия тупиковая и у неё поперечная чёрточка, то это – закрытый проход. Гидролиния внешняя, в случае, если она подведена только к исходной позиции. Знаками, которые примыкают к торцам обозначения распределителя, указывается способ, по которому нужно управлять распредеделителем.

Чтобы по этой схеме понять как работает гидрораспределитель, находясь в определённой рабочей позиции, нужно представить, как квадрат обозначения, которые соответствует этой позиции, передвигается на место исходной позиции квадрата. При этом линии связи, находящиеся в прежнем положении, остаются. После этого стрелки, которые имеются в данном квадрате, укажут истинное направление потока рабочей жидкости.

Условное обозначение не отражает конструкцию запорно-регулирующих элементов крановых, клапанных и золотниковых гидрораспределителей, т.е. эти обозначения одинаковы для всех.

Помимо графических, у гидрораспределителей также указывают обозначения цифровые, их записывают дробью. Количество внешних гидролиний, которые были подведены к гидрораспределителю указывают в числителе, количество же его характерных (т.е. рабочих) позиций – в знаменателе. В качестве примера можно привести двухпозиционный трёхлинейный распределитель – он будет обозначаться в виде дроби 3/2.

Такие элементы как кран, клапан, или золотник являются запорно-регулирующими и фиксированные позиции у них заняты по двум принципам: «полностью закрыто», «полностью открыто». Вследствие этого как на расход потока рабочей жидкости, которая проходит через направляющий гидрораспределитель, так и на его давление, сам гидрораспределитель влияния практически не оказывает.

На конструктивной схеме вверху – золотниковый гидрораспределитель 4/3 ПГ74-24М, имеющий ручное управление. Его состав: корпус, цилиндрический золотник, крышки, уплотнения, рукоятки с пальцем и осью. В отверстии корпуса, находящемся в центре, имеются кольцевые расточки, всего их 5 штук. Эти расточки образуют полости A , B , T 1, T 2 и P , с отверстиями входа они соединяются благодаря каналам. Сливные полости T 1 и T 2 соединяются каналом Д. Корпусные расточки, имеющие форму цилиндра, перекрываются благодаря трём также цилиндрическим пояскам. Эти пояски находятся в золотнике, если быть точнее, в его отверстии корпуса, расположенного в центре. Дренажная гидролиния соединяется с торцовой полостью распределителя благодаря каналам, которые выполнены в его корпусе и крышках корпуса. Для того, чтобы опеспечить фиксацию золотника в рабочих позициях, к втулке пружиной прижимается шарик.

У гидрораспределителя следующий принцип работы: проходные сечения, находящиеся в исходной позиции (рисунок 2.в), перекрыты. Когда золотник смещается (например, как на рисунке 2.б, вправо в позицию I (в это время квадрат слева как бы оказывается на месте среднего)), происходит соединение полости А с напорной полстью Р. Следующий этап таков – на выход гидрораспределителя поступает поток жидкости под давлением. Поток проходит и далее, к примеру в полость гидроцилиндра Ц, расположенную слева (как на рисунке 2,в). При этом полость распределителя В (а это значит, что вместе с ней и полость гидроцилиндра Ц, расположенная справа) соединена со сливом (то есть с полостью Т2). Золотник смещается влево из нейтральной позиции, это означает, что гидрораспределитель переключится в позицию II , как показано на рисунке. В процессе этого произойдёт изменение направление потока жидкости, а именно полость А будет соединена с полостью Т1, а Р – с В.

Среди недостатков данного вида гидрораспределителей основным можно назвать случающиеся утечки жидкость, которые происходят через диаметральный зазор между золотником и гильзой (то есть корпусом).

Изучаем спецмашины изнутри. Гидрораспределители направляющие

Рабочим органом гидрораспределителей золотникового типа (именно данный тип преимущественно используется в спецтехнике) является перемещающийся в осевом направлении в корпусе цилиндрический плунжер (золотник), на котором выполнено несколько кольцевых проточек и осевых дросселирующих канавок. Подвод и отвод рабочей жидкости производится через окна питания в корпусе и соответствующие проточки плунжера.

Золотниковые гидрораспределители уравновешены от действия статического давления жидкости в радиальном и осевом направлениях. Они наиболее технологичны, компактны и позволяют регулировать расход рабочей жидкости. В их конструкции предусмотрена возможность управления перемещением золотников вручную (или с помощью системы рычагов и тяг), дистационно-механическими (гибкими тросиками) и дистационно-гидравлическими или электрогидравлическими устройствами. С помощью многопозиционных золотниковых гидрораспределителей можно поочередно или одновременно управлять несколькими исполнительными механизмами, совмещая операции в рабочем цикле машины.

В зависимости от числа рабочих позиций, то есть фиксированных положений золотника относительно корпуса, выделяют следующие виды:

А в зависимости от числа присоединений к исполнительным механизмам:

Обычно на схемах гидрораспределитель обозначают в исходной позиции из отдельных элементов и их комбинаций: подвижного элемента — золотника, каналов и устройств управления. В распределителе дискретного (прерывистого) действия рабочую позицию подвижного элемента изображают квадратом (прямоугольником), число позиций соответствует числу квадратов (см. рис. 1). В первой (исходной) позиции все каналы, подводящие к золотнику, разобщены, то есть перекрыты.

Во второй позиции попарно соединены гидролинии Р и А, В и Т, а в третьей — Р и В, А и Т. Такой гидрораспределитель часто называют реверсивным, так как он используется для остановки и изменения направления движения или вращения гидродвигателей (гидроцилиндров или гидромоторов).

Рис. 1. Схемы направления потока рабочей жидкости четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с ручным управлением в различных позициях золотника

1 позиция — исходная (нейтральная)	2 позиция — рабочая	3 позиция — рабочая
Условные обозначения: А и В — каналы для подвода гидродвигателя; Т — канал для отвода рабочей жидкости в бак (сливной).

а — двухпозиционного двухлинейного гидрораспределителя,
б — двухпозиционного трехлинейного,
в — двухпозиционного четырехлинейного,
г — трехпозиционного четырехлинейного,
д — четырехпозиционного четырехлинейного.

На рис.2 приведены схемы различных исполнений гидрораспределителей.

Двухлинейные гидрораспределители (рис. 2-а), соединенные с двумя внешними гидролиниями (напорной и управления), служат для пропуска или перекрытия потока рабочей жидкости только в одной гидролинии управления. Ими можно изменять расход и скорость потока, т.е. мощность, подводимую к гидродвигателю от насоса, но нельзя изменять направление потока.

Трехлинейные (рис. 2-6), соединенные с тремя внешними гидролиниями (напорной, сливной и управления), предназначены в основном для управления гидродвигателями одностороннего действия, например, гидроцилиндрами с возвратом штока пружиной или плунжерного гидроцилиндра с противодействующей силой от внешней нагрузки.

Четырехлинейные (рис. 2-в), соединенные с четырьмя внешними гидролиниями (напорной, сливной, с двумя линиями управления) используют для управления потоком жидкости в двух полостях, например, в двух полостях гидроцилиндра двустороннего действия.

У двухпозиционных гидрораспределителей только две фиксированные позиции, у трехпозиционных (рис. 2-г) — три (например, две рабочие и одна нейтральная), у четырехпозиционных (рис. 2-д) — четыре (например, две рабочие, одна нейтральная и одна плавающая). При плавающей позиции обе полости гидродвигателя соединены между собой и со сливной линией.

Для управления исполнительными механизмами машины гидрораспределители могут иметь различные схемы соединения каналов (рис. 3):

— параллельную,
— последовательную,
— индивидуальную.

Рис. 3. Параллельная (а), последовательная (б) и индивидуальная (в) схемы соединения каналов:

Условные обозначения: С1 и С2 — отводящие и подводящие поток рабочей жидкости каналы; С1 — сливные каналы; Н — напорный канал; Р — переливной канал

При параллельной схеме (рис. З-а) напорный канал Н позволяет соединять с насосом несколько гидродвигателей. Отводящие линии гидродвигателей С1 и С2 соединены между собой и со сливной линией гидрораспределителя Г. При этом расход рабочей жидкости, поступающей в гидрораспределитель, делится между включенными гидродвигателями обратно пропорционально их внешним нагрузкам. Давление регулируется во всем диапозоне, включая максимальное значение.

При последовательной схеме (рис. 3-6) соединения каналов устанавливают промежуточную секцию, которая позволяет совмещать выполнение операций двумя гидродвигателями от одного потока. В этом случае отверстие канала соединяется с отверстием А и В первого гидродвигателя, а сливная гидролиния этого гидродвигателя — с напорной гидролинией второго гидродвигателя.

Отводящая гидролиния последнего из включенных гидродвигателей соединяется со сливной гидролинией (отверстие Т). Расход рабочей жидкости для каждого гидродвигателя является почти одинаковым, что обеспечивает одновременную работу нескольких гидродвигателей с одинаковой скоростью.

При такой схеме рабочее давление в каждом последующем гидродвигателе равно давлению на выходе из предыдущего, а давление в подводящей гидролинии определяется внешней нагрузкой на гидродвигатель. Последовательная схема может реализоваться без промежуточной секции по специальному заказу исполнения корпуса распределителя.

При индивидуальной схеме (рис. З-в) соединения каналов гидрораспределитель обеспечивает подвод всего потока рабочей жидкости только к одному гидродвигателю, включенному от золотника, расположенного ближе других к напорной гидролинии. Подвод рабочей жидкости к следующим гидродвигателям перекрыт. Чтобы включить последующий гидродвигатель, необходимо отключить предыдущий гидродвигатель. Такая схема (тандем) предназначена для гидросистем с поочередным включением исполнительных механизмов и находит широкое применение в гидроприводах самоходных машин.

По перекрытию проходных каналов золотником в его исходной позиции различают гидрораспределители:

— с положительным (рис. 4а),
— отрицательным (рис. 46) и
— нулевым (рис. 4в) перекрытием.

В гидрораспределителях с положительным перекрытием длина h рабочего пояска золотника больше длины расточки t в корпусе, поэтому поясок золотника при симметричном положении по отношению расточки перекрывает проходной канал на длине (h-t)/2.

Рис. 4. Схемы расположения золотников в расточке:

а — положительное перекрытие проходного канала	б — отрицательное перекрытие проходного канала	в — нулевое перекрытие проходного канала

В гидрораспределителях с отрицательным перекрытием с открытым центром длина h рабочего пояска золотника меньше длины расточки t в корпусе, в результате в нейтральной позиции золотника по обеим сторонам его пояска образуется зазор, равный величине (t -h)/2.

В гидрораспределителе с нулевым перекрытием t=h.

Регулировочная характеристика, приведенная на рис. 5а, определяет зависимость расхода рабочей жидкости Q от перемещения золотника I; Q=f(I). Обычно ее строят для нескольких перепадов давления на кромках золотника и крутизну наклона оценивают коэффицентом усиления по расходу, который характеризует быстродействие распределительного устройства.

Коэффициент усиления по расходу:

Рис. 5. Регулировочная (а) и гидравлическая (б) характеристики двухлинейного гидрораспределителя:

1 — золотник с положительным перекрытием; 2 — золотник с нулевым перекрытием; 3 — золотник с отрицательным перекрытием

Гидравлическая характеристика, приведенная на рис. 5-6, определяет величину потерь давления р при прохождении жидкости через гидрораспределитель в зависимости от расхода Q при различных позициях золотника.

Величина характеризует зону нечувствительности двухлинейного гидрораспределителя при перемещении золотника из исходной позиции. Гидрораспределитель с положительным перекрытием проходного канала имеет регулировочную характеристику (линия 1 на рис. 5-а) с зоной нечувствительности, равной перекрытию . Такой компонент широко применяют в гидросистемах самоходных машин и в автоматических системах регулирования с высокой динамической устойчивостью, особенно в тех случаях, когда утечки в нейтральной позиции или в начале хода золотника должны быть минимальными, а жесткость (чувствительность к нагрузке) должна быть высокой.

Гидрораспределитель с отрицательным перекрытием проходного канала имеет наибольшую зону нечувствительности (рис. 5-6). Регулировочная характеристика при постоянном давлении на входе и нулевом на выходе имеет излом на длине хода, равном отрицательному перекрытию (линия 3 на рис. 5-а). Эти гидрораспределители рекомендуется применять в гидросистемах, для которых максимальные утечки не являются определяющими факторами, например, для обеспечения разгрузки насоса и свободного («плавающего») перемещения исполнительного механизма под действием внешней нагрузки, для дифференциального питания гидроцилиндра с односторонним штоком или плунжерного гидроцилиндра типа размыкателя тормоза в грузоподъемных лебедках.

Недостатком гидрораспределителей с отрицательным перекрытием является потеря расхода и дросселирование потока рабочей жидкости при нейтральной или близкой к нейтральной позиции золотника.

Гидрораспределитель с нулевым перекрытием рабочего окна (линия 2 рис. 5-а) не имеет зоны нечувствительности, он обладает высоким быстродействием, имеет линейную зависимость расхода жидкости Q через проходной канал от перемещения золотника. Следовательно, это идеальный гидрораспределитель, имеющий оптимальную регулировочную характеристику для следящих гидросистем. Однако, следует иметь в виду, что обеспечить выполнение нулевых перекрытий в гидрораспределителях с цилиндрическими золотниками при серийном производстве очень трудно из-за высоких требований к точности и стабильности размеров. В необходимых случаях для этих целей применяют плоские золотники.

Перемещение золотников осуществляется:

— механическим,
— гидравлическим,
— электрическим или
— электрогидравлическим способом.

Механическим способом управляются гидрораспределители до типоразмеров .

Наиболее распространенный тип механического управления — рычажный, с помощью рукояток.

Это наиболее простой и надежный тип управления, однако он требует установки гидрораспределителя непосредственно перед оператором, что не всегда удобно при компоновке машины и безопастности оператора.

В последнее время находит все более широкое применение дистационно — механическое управление с помощью механических джойстиков и гибких тросиков, длина которых может достигать 7-8 метров и более.

Дистационно-механическое управление позволяет удобно компоновать гидрораспределители на машинах.

При увеличении потока, а следовательно, диаметра золотника существенно возрастают силы трения и осевые гидродинамические силы, направленные на закрытие золотника при его движении. При усилия на рычагах управления гидрораспределителями превышают установленные эргономические нормы.

Чтобы снизить усилия на органах управления применяют гидравлические и электрогидравлические системы управления.

Многозолотниковый гидрораспределитель по конструктивному исполнению может быть секционным или моноблочным.

Устройство и виды гидрораспределителей

Устройство и виды гидрораспределителей

Гидрораспределители — востребованные устройства в самых разных сферах деятельности, связанной с водной средой, от систем очистки до отопительных систем. Рассмотрим разновидности устройств, принцип работы и на чем основан выбор той или иной модели гидрораспределителя.

Устройства изготавливаются из высококачественных стальных сплавов, чугунных заготовок, а также есть варианты из бронзовых слитков. Для дополнительной закалки сырья его подвергают воздействию азота, цементируют. Их вес и размеры зависят от масштабов пропускаемой жидкости. Чем крупнее габариты распределителя, тем выше пропускная способность.

Принцип работы

Устройство гидрораспределителя выглядит следующим образом (см. схему):

В начале рабочего цикла жидкая масса сразу не поступает внутрь гидравлического цилиндра из заборного насоса. Для этого оператором смещается запорная арматура в нужное положение – и вода проходит в цилиндрическую полость. Поршни приходят в движение, вытесняют жидкость – она спускается в специальный бак. Затем цикл завершается возвращением механизма к исходной позиции.

Гидрораспределители работают на двух принципах: направляющем и дросселирующем. Направляющий принцип действует в отношении закрывания и открывания прохода для жидкой массы. Дросселирующие варианты механизмов могут регулировать мощность потока, сокращать или увеличивать его объем. Здесь можно открывать канал частично или полностью на усмотрение оператора.

Преимущество гидроусилителя на дросселирующей основе – нет резкой тряски в момент запуска механизмов или при отключении, малая вероятность поломки.

Классификация гидротехники

Разделяют эти устройства, основываясь на типологии запорных конструкций. Гидрораспределители, типы устройств которых отличаются между собой по функционалу, делятся на следующие разновидности:

• золотники;
• крановые распределители;
• с клапаном;
• струйные;
• с регулирующим элементом типа «сопло-заслонка».

Очень распространенными являются золотниковые разновидности распределителей. Они просто изготавливаются, компактны и надежны в эксплуатации. Выдерживают повышенное давление до 32 Мпа и активный расход, в отличие от кранового типа.

Крановый распределитель также достаточно широко распространен. Его конструкция запорной арматуры основана на цилиндрической форме пробки поворотного крана. Но кран также может иметь и шарообразную, коническую форму, а также бывает плоским. Разнообразие типов запорных элементов делает этот тип устройств очень удобным и востребованным.

Устройства на основе клапанов дают возможность избежать утечки рабочей среды, что часто встречается в случае золотниковых гидрораспределителей. При превышении давления более 32 Мпа сложно удержать в неподвижном положении сам гидродвигатель, здесь требуется позиционное переключение. В данном случае актуален клапанный распределитель, который отличается увеличенной массой и размерами, полностью герметизирует всю гидролинию. Такой тип распределителей актуален там, где нужна высокая герметичность. Запорная конструкция, как правило, изготавливается в виде клапана-конуса или шара.

Тип устройства «сопло-заслонка» работает на принципах гидравлического делителя давления и качественно распределяет нагрузку в ходе поступления рабочей среды.

Струйные варианты отличаются пониженной чувствительностью к загрязнениям, это обеспечивается полным отсутствием подвижных элементов в устройстве.

Применение

Гидрораспределители используют на гидростанциях, в тепловых сетях, на водоканалах, заводских линиях, где используется водная среда в качестве очистного ресурса, в канализационных системах.

Наиболее популярны на рынке устройства золотникового типа. Они просты в применении и часто востребованы в системах, где давление не превышает критических значений. Золотники помогают управлять валами и штоками на сельхозтехнике для сбора урожая, в конструкции экскаваторов или бульдозеров, грейдеров.

Распределители встречаются также в конструкции грузовых машин, встраиваются в станки и подъемники разных типов, манипуляторы кранового типа.

Основной критерий выбора механизма – это его способность справиться с давлением, которое должно соответствовать возможностям распределителя. При нагрузке выше 32 МПа сразу необходимо сделать выбор в пользу клапанного варианта, так как эти распределители спокойно работают при уровне давления до 80 МПа с соблюдением герметичности системы.

Низкая пропускная способность крановых типов распределителей не является их преимуществом, но они востребованы в системах, где требуется стабильная и качественная очистка до 10 литров в минуту. Они служат в качестве вспомогательных устройств, поддерживающих работу золотника или клапанного гидрораспределителя. В данном случае крановый прибор подает сигнал, управляющий рабочими процедурами.

Тип устройства «сопло-заслонка» встречается гораздо реже, он работает на принципах гидравлического делителя давления и качественно распределяет нагрузку в ходе поступления рабочей среды, но применение их слишком специфично. Струйные варианты отличаются пониженной чувствительностью к загрязнениям, это обеспечивается полным отсутствием подвижных элементов в устройстве, они необходимы для очистных станций.

Обслуживание гидрораспределителей

Наша компания предоставляет такие услуги, как ремонт гидрораспределителей и любых гидравлических устройств в Новочеркасске, Ростове-на-Дону, Батайске, Азове, Аксае и иных городах Ростовской области. Вы можете отправить заявку на ремонт и обслуживание вашей спецтехники прямой насайте или позвонить по указанному номеру телефона. Дежурный специалист ответит на все вопросы и рассчитает стоимость услуг. Мы обеспечиваем бесперебойную работу гидравлической спецтехники всех наших нынешних клиентов и всегда рады новым.

Устройство и принцип работы распределителя трактора МТЗ 82

Узнайте как устроен гидрораспределитель тракторов МТЗ. Основные неисправности гидрораспределителей. Как происходит работа гидрораспределителя в различных положения (подъем, опускание, нетраль и плавающее положение)

За счет МТЗ 82 гидрораспределителя производится распределение жидкости внутри цилиндров техники и управление рабочими органами машины. Кроме того, с помощью такого механизма осуществляется регуляция давления масляной системы трактора. Управление устройством вынесено в кабину водителя, что облегчает его использование.

Кроме всего прочего, агрегат имеет достаточно простую конструкцию. Это позволяет, при необходимости, производить самостоятельный ремонт механизма гидрораспределителя.

Гидрораспределитель Р75-ЗЗР используется для направления потоков жидкости внутри гидравлической системы машины. С другими узлами гидросистема соединяется при помощи каналов. Конструкция агрегата предполагает следующие комплектующие:

• каналы, по которым перемещается масло и жидкость;
• пружины;
• эластичные обратные клапана;
• три специальных золотника;
• гильза;
• фиксирующий элемент;
• верхняя и нижняя крышки;
• уплотнительные кольца.

Все детали устройства установлены внутрь чугунного корпуса. Защитные крышки (верхняя и нижняя) выполнены из алюминия. Стык крышек с корпусом уплотняется кольцами. Золотники и клапан вмонтированы в специальные отверстия, которые выполнены в литом корпусе. Все золотники и клапан просверлены, образуя при этом несколько сообщенных каналов. Всего в устройстве три канала:

1. Нагнетательный. Проходит через все золотники и клапан.
2. Сливной. Через него производится выпуск отработанной жидкости. Соединяет только золотники.
3. Канал управления. Соединяет регулятор и трубопровод. Проходит также через все золотники и клапан.

Управление золотниками производится с помощью ряда специальных рычагов, смонтированных на сферы. Сфера, в свою очередь, установлена на пластмассовые прокладки.

Благодаря такой конструкции гидравлический распределитель способен работать в четырех различных позициях. К данным положениям устройства относятся:

РАБОТА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ В «НЕЙТРАЛЬНОЙ» ПОЗИЦИИ

В «нейтральной» позиции все три золотника удерживаются в позиции пружинами. Все пружины сжаты под усилием, установленным во время сборки каждой модели. Стаканы гильз при этом упираются в крышку, расположенную в верхней части и в фиксирующий элемент в нижней части корпуса.

Данное положение регулятора характерно тем, что золотники перекрывают сливной и нагнетательный каналы. При помощи специальных поясков распределитель препятствует попаданию масла в полость гидроцилиндра МТЗ 82. В результате поршень находится в фиксированной позиции.

Схема работы гидроусилителя

В таком положении нагнетательный канал перекрывается. После того, как основной канал перекрывается, открывается линия через препускной клапан устройства и отверстие в жиклере. Данная линия проходит через отрезок трубы и регулятор агрегата в бак.

Подача масла в бак осуществляется посредством разницы давления в подпоршневой полости и канале нагнетания. Причем давление внутри канала будет выше за счет того, что отверстие жиклера усиливает сопротивление жидкости. При дальнейшем повышении, давление на клапан станет большим, чем усилие пружины и клапан откроет проем для масла. Через этот проем жидкость попадает в бак.

В результате такой процедуры через канал жиклера проходит до 2,5 л масла за минуту. В результате этого гидравлика трактора полностью разгружается.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ В ПОЗИЦИИ «ПОДЪЕМ»

Данная позиция включается оператором, когда необходимо поднять навесное оборудование. Отсюда и название положения. Нижний стакан устройства сдавливает пружину золотника. Специальная пружинистая втулка удерживает шариковые фиксирующие части. При этом весь золотниковый корпус поднимается в крайнее верхнее положение. Канал управления перекрывается вместе с отверстием жиклера. Поясок гильзы поднимается выше канала нагнетания, за счет чего соединяет его с цилиндрами. Одновременно с этим спуск масла выравнивается со сливным отверстием, что обеспечивает отвод жидкости в бак.

Вследствие такого процесса, под поршнем и над поршнем давление выравнивается. Усилие пружины снова возвращает клапан в седло. Подъем навесного агрегата осуществляется до того момента, пока оператор не переключит режим вручную. Если ручного переключения не произошло, цилиндр упирается в верхнюю крышку и срабатывает автоматический механизм переключения на «нейтральное» положение.

Состоит автоматический механизм переключения из гильзы, выемки, в которой расположен клапан шарикового типа, пружины и специального толкателя. Весь механизм фиксируется на верхней части корпуса золотника при помощи винта-фиксатора. Для предотвращения ослабления фиксации гильза под винтом в процессе изготовления деформируется. Низ гильзы комплектуется специальным фильтром и уплотнительным кольцом.

В случае увеличения давления внутри механизма до 12,5 бар автомат срабатывает. Происходит это за счет воздействия на шариковый клапан. Он выходит из седла и пропускает масло по каналам золотника к толкателю. Посредством толкателя осуществляется нажим на шариковые опоры, освобождается пружина, которая переводит распределитель снова в «нейтральную» позицию.

РАБОТА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ В «ПЛАВАЮЩЕЙ» ПОЗИЦИИ

Данная позиция рассчитана на опускание рабочих органов под действием их собственного веса. Также в таком положении осуществляется автоматическая подстройка машины под неровности поверхности грунта и, следственно, постоянное равномерное углубление в толщу грунта.

Как правило все гидрораспределители имеют предохранительный клапан для аварийного отключения

Золотник при этом переходит в самое нижнее положение. Цилиндр соединяется со сливной полостью. В результате этого канал нагнетания полностью изолируется от полостей гидроцилиндра. Два остальных золотника, при этом, могут самостоятельно переходить в «подъемное» или «опускающее» положения. При работе в такой позиции поршень внутри цилиндра освобождается и может двигаться под действием внешнего усилия.

Как и в случае с предыдущим положением, золотник в нижней точке фиксируют шариковые опоры, которые входят в специально вырезанные гнезда.

ПОЗИЦИЯ «ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ОПУСКАНИЯ» ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ

Данная позиция на гидрораспределителях для модели МТЗ 82 не имеет специальных фиксаторов. Поэтому данная позиция удерживается необходимое время оператором при помощи управляющего рычага.

Данное положение рассчитано на опускание навески трактора для подсоединения навесных агрегатов. Кроме того, за счет такого варианта работы осуществляется движение с усилием вниз отдельных агрегатов (например, устройства для копания или бурения).

Золотник при переходе на режим «опускания» останавливается в позиции между «нейтральным» и «плавающим» положениями. Нагнетательный канал в такой позиции совмещается с полостью опускания цилиндра. Пространство подъема гидроцилиндра соединено со сливом. После этого срабатывает стержневой клапан, который обеспечивает более быструю работу препускного клапана. Также в конструкцию регулятора входит дополнительный пружинный клапан, который отвечает за силовое опускание. Срабатывает клапан при подъеме давления до значения 2,5 бар.

ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

За счет того, что гидравлический распределитель для МТЗ 82 постоянно работает с навесным оборудованием всех типов, он постоянно подвергается нагрузке. Такая нагрузка при сопутствующем воздействии чрезмерного давления или гидроудара часто приводит к выходу агрегата из строя. В результате необходим ремонт или замена узлов.

Гидрораспределитель на тракторе МТЗ

Явных признаков поломки распределителя существует несколько. Прежде всего, о неисправности свидетельствует невозможность зафиксировать навесной агрегат в верхнем положении. Причинами такого явления могут быть следующие:

1. Уплотнители устройства износились. Необходимо разобрать конструкцию и заменить кольца.
2. Масло внутри каналов перегрелось. Это может быть результатом поломки клапана ГСВ. Деталь нужно заменить.

Следующий тип проблемы с распределителем – навесной агрегат не поднимается. Возникает такая неисправность если:

1. Застрял клапан, который ограничивает движения поршня внутри цилиндра. Исправить положение можно ослабив фиксатор на клапане. После этого упор, отвечающий за позицию «опускание» убирается, а регулятор в это же время выставляется на положение «подъем» при помощи рычага.
2. В бачке устройства недостаточно гидравлической жидкости. В этом случае ремонт заключается в восполнении запаса жидкости.
3. В просвет клапана, отвечающего за замедление, набилось много мусора. В этом случае комплектующая разбирается, и прочищаются все элементы.
4. Неисправен масляный насос. Данный тип поломки встречается наиболее часто. Для его устранения необходимо отремонтировать или заменить насос.

Вариант, когда навесной агрегат не опускается, может быть устранен такими способами:

• чистка клапана распределения;
• разборка распределителя и чистка золотника (может от засора заклинивать);
• повышение температуры масла до показателя в 50 градусов.

Также часто проблемы с механизмом могут возникать в случае перегрева масла. Данная проблема может привести к полному выходу конструкции из строя. К наиболее частым причинам такого явления относятся:

1. Узлы распределителя неправильно отрегулированы. Необходимо проверить заводские рекомендации и восстановить первоначальные значения регулировки.
2. Деформация или пережатие линии маслопровода. Решение заключается в замене или в восстановлении формы линий транспортировки масла.

Если, в следствие самостоятельного ремонта ожидаемого результата достичь не удалось, необходимо обратится в ремонтную мастерскую или к более опытным пользователям. Ремонт гидравлики в компании Гидро-Максимум выполняют сертифицированные специалисты с богатым опытом работы с гидравликой. Каждый агрегат после завершения ремонтных работ проходит комплексную процедуру проверку на стенде. Мы уверенны в качестве и даем официальную гарантию отремонтированные изделия на 1 год.

ПЕРЕДЕЛАННАЯ ГИДРАВЛИКА МТЗ 80 (ВИДЕО)