Общие положения.Гидрораспределители служат для управления запуском, остановом и изменением направления потока рабочей жидкости под давлением.
Характеристики гидрораспределителей
Эксплуатационные качества гидрораспределителей оцениваются по следующим критериям:

  • Предел динамической характеристики
  • Предел статической характеристики
  • Потери давления
  • Утечки (для гидрораспределителей золотникового типа)
  • Быстродействие (время переключения).

Типы гидрораспределителей
Существует три типа гидрораспределителей:

  • Гидрораспределители золотникового типа (прямого и непрямого управления)
  • Гидрораспределители седельного типа (прямого и непрямого управления)
  • Поворотные краны.

Золотниковые гидрораспределители
Гидрораспределители золотникового типа наиболее распространены, благодаря своим преимуществам:

  • Простая конструкция
  • Хорошая возможность компенсации давления и, следовательно, небольшие переключающие усилия
  • Высокая переключаемая мощность
  • Незначительные потери
  • Большое количество вариантов управления

Золотниковые гидрораспределители имеют корпус, в котором расположен подвижный золотник. В зависимости от числа управляемых гидролиний, два или более кольцевых клапана расточены или выполнены методом литья в корпусе, изготовленном из применяемого в гидравлике чугуна, чугуна с глобулярным графитом, стали или других подходящих материалов. Эти каналы имеют концентричную или эксцентричную форму по отношению к основному отверстию под золотник. Таким образом, в корпусе образуются управляющие кромки, которые взаимодействуют с кромками золотника. В результате движения золотника реализуется разделение или соединение кольцевых каналов.

В золотниковых гидрораспределителях уплотнение обеспечивается вдоль зазора между золотником и корпусом. Степень уплотнения зависит от величины зазора, вязкости рабочей жидкости и особенно от величины давления. При высоких давлениях (до 350 бар) утечки возрастают настолько, что они должны учитываться при вычислении коэффициента полезного действия гидропривода. Величина утечек зависит от зазора между золотником и корпуса, поэтому, как следует из теории, при увеличении рабочего давления величина зазора должна уменьшаться, а перекрытие увеличиваться.
Однако, это не реализуется по различным причинам:

  • под действием высокого давления золотник деформируется, что приводит к уменьшению величины зазора со стороны с высоким давлением. Это должно учитываться при выборе величины зазора, чтобы избежать заклинивания золотника.
  • с увеличением рабочего давления возрастает усилие, необходимое для прижима корпуса гидрораспределителя к монтажной плите. При увеличении усилия величины затяжки крепёжных винтов возможна деформация корпуса и при малой величине диаметрального зазора – заклинивание золотника.
  • предельно малые величины зазора требуют больших затрат в производстве, поэтому должны быть выбраны компромиссные решения между частично противоположными требованиями с целью отыскания оптимального технического и экономического решения.

Материалы корпуса и золотника должны иметь примерно одинаковые коэффициенты линейного расширения. С ростом температуры уменьшается вязкость и плотность рабочей жидкости, поэтому утечки возрастают. Потери из-за утечек в золотниковых гидрораспределителях влияют на объёмный КПД гидропривода и поэтому должны учитываться уже на стадии разработки и проектирования.
Результатом утечек в гидравлических системах управления являются:

  • гидроцилиндры, например, которые находятся под давлением, могут сползать из заданного положения в направлении действия нагрузки из-за утечек в гидрораспределителе.
  • гидродвигатели с различными рабочими площадями (дифференциальные гидроцилиндры) могут смещаться в направлении воздействия большей площади из-за утечек в гидрораспределителе, запирающем в средней позиции все гидролинии.
  • при использовании аккумуляторов утечки через золотники гидрораспределителей должны приниматься во внимание при выборе необходимой вместимости.

Золотниковые гидрораспределители могут иметь прямое или непрямое (от пилота) управление. Выбор подходящего типа управления зависит в первую очередь от требуемой величины перестановочного усилия и, следовательно, от величины условного прохода. Золотниковые гидрораспределители прямого управления Гидрораспределители, золотник которых приводится в действие напрямую с помощью магнитов, пневматических или гидравлических цилиндров или механических устройств без промежуточного усиления.

Из-за статических и динамических сил, возникающих в гидрораспределителях золотникового типа под воздействием давления и потока, золотниковые гидрораспределители прямого управления применяются, как правило, для условных проходов не более 10 мм. Это ограничение соответствует расходу до 120 л/мин и давлению до 350 бар и относится прежде всего к электроуправляемым аппаратам.
Переключение с помощью электромагнита наиболее широко распространено в связи с требованием автоматизации производственных процессов в промышленности. Обычно используется один из четырёх основных вариантов:

  • электромагнит постоянного тока, не заполненный маслом. Он также называется «сухим» электромагнитом.
  • маслонаполненный электромагнит постоянного тока. Он также известен под названием «мокрый» или «герметичный» электромагнит. Якорь электромагнита находится в масле, причём внутренняя полость электромагнита соединена со сливной линией.
  • электромагнит переменного тока, не заполненный маслом.
  • маслонаполненный электромагнит переменного тока.

Электромагнит постоянного тока имеет высокую эксплуатационную надёжность и обеспечивает мягкое переключение. Он не сгорает, если во время работы останавливается, например, из-за заклинивания золотника. Возможна высокая частота переключения. Электромагнит переменного тока отличается высоким быстродействием. Если электромагнит не способен довести до конца процедуру переключения, его обмотка сгорает. Золотниковые гидрораспределители с управлением от пилота Для управления большими гидравлическими мощностями применяются золотниковые гидрораспределители с электрогидравлическим управлением. Это связано с необходимостью больших перестановочных усилий.

Гидрораспределители с электрогидравлическим управлением применяются при диаметрах условного прохода 10 мм и более. Гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением состоит из основного и управляющего (пилотного) гидрораспределителей. Пилотный гидрораспределитель имеет обычно электроуправление. После срабатывания пилота управляющий сигнал усиливается гидравлически и перемещает золотник основного гидрораспределителя.

В зависимости от типа гидрораспределителя и его исполнения по гидросхеме для обеспечения работоспособности необходим определённый минимум давления управления. Подвод рабочей жидкости к пилоту и слив Подвод и/или отвод рабочей жидкости к пилоту может быть реализован как изнутри, так и снаружи. В случае внутреннего подвода, рабочая жидкость в систему управления забирается из линии «давления» основного гидрораспределителя и через линию управления подводится к пилоту.
При внутреннем подводе управления не требуется отдельная система гидропитания, однако необходимо учитывать несколько практических соображений:

  • если основной золотник имеет отрицательное перекрытие (все линии соединены между собой) или в нейтральной позиции в линии «давления» отсутствует поток рабочей жидкости, требуемое давление управления может также отсутствовать или недопустимо уменьшаться во время процесса переключения. В этих случаях в канале «давления» должен устанавливаться специальный подпорный клапан, создающий минимально допустимое давление управления.
  • далее необходимо обратить внимание на то, чтобы рабочее давление не превышало допустимого значения давления управления. В противном случае требуется установка специального клапана соотношения давления, редуцирующего давление в определённой пропорции по отношению к рабочему давлению.

При внешнем подводе к пилоту, рабочая жидкость в систему управления подводится от отдельного источника, который может быть лучше приспособлен с точки зрения давления и расхода по сравнению с вариантом внутреннего подвода из линии «давления». При внутреннем сливе, сливающаяся из пилота рабочая жидкость поступает в канал «слива» основного гидрораспределителя. В этом случае надо принимать во внимание, что возникающие в сливной линии гидравлические удары при переключении основного золотника оказывают негативное влияние на разгрузку камер управления и пилот. При внешнем сливе, рабочая жидкость, сливающаяся из пилота, поступает не в канал «слива» основного гидрораспределителя, а в канал управления, соединённый с баком. Седельные гидрораспределители В седельных гидрораспределителях в качестве запорных элементов используются герметично подогнанные шарики, конусы или плоские диски. Увеличение рабочего давления приводит к повышению герметичности соединения.
Основными особенностями седельных гидрораспределителей являются:

  • отсутствие утечек
  • долговечность, т.к. нет потока утечки и дросселирующих зазоров, которые могут изменяться
  • обеспечение функции изоляции без специальных средств
  • могут использоваться для максимальных давлений, т.к. не происходит гидравлического защемления (деформации под действием давления) и утечек на запорном элементе
  • большие потери давления из-за малого хода
  • провалы давления во время переключения из-за наличия отрицательного перекрытия (одновременное соединение насоса, гидродвигателя и бака)
  • потеря эксплуатационного качества из-за неполного выравнивания давления по оси запорного элемента.

Седельные гидрораспределители могут иметь прямое или непрямое управление, причём выбор типа управления зависит, главным образом, от требуемой величины перестановочного усилия и диаметра условного прохода. В седельных гидрораспределителях прямого управления запорные элементы перемещаются напрямую от механически действующего устройства. В связи с наличием больших статических и динамических сил из-за воздействия давления и потока, диаметры условных проходов седельных гидрораспределителей прямого управления, как правило, не превышают 10 мм. Данное ограничение соответствует расходу примерно 36 л/мин при рабочем давлении 630 бар и действительно, прежде всего, для электроуправляемых аппаратов. В седельных гидрораспределителях с управлением от пилота, в качестве пилотов используются электроуправляемые седельные гидрораспределители небольших условных проходов.
Сравнение золотниковых и седельных гидрораспределителей:

 

Золотниковые

Седельные

 

Действие

В корпусе с центральным осевым отверстием на определённом расстоянии выполнены радиальные клапаны. Эти каналы выведены наружу и образуют гидролинии подключения. В осевом отверстии расположен золотник с кольцевыми канавками, который устанавливается в определённые позиции управляющим устройством таким образом, что каналы могут изолироваться или соединяться друг с другом через кольцевые канавки.

В корпусе имеется один или более запорных элементов, выполненных в виде шариков или конусов. Эти элементы автоматически прижимаются к сёдлам пружинами и отжимаются от сёдел плунжерами. Каналы для рабочей жидкости расположены перед и после запорного элемента. Поток всегда движется от запорного элемента к седлу. Это единственный путь управления потоком. В противоположном направлении присутствует эффект обратного клапана, и поток всегда проходит независимо от рабочей позиции.

 

Особенности конструкции

Очень простая конструкция. Особенно предпочтителен для сложных исполнений по гидросхемам. Чёткое срабатывание. Хорошее уравновешивание давления, длительный срок службы. По отношению к размерам золотника открываются большие окна для прохода рабочей жидкости и, следовательно, имеются незначительные потери давления. Обычно направление потока переменное и нет предела схемным вариантам.

Простая и естественная конструкция для 2/2 и 3/2 исполнений. Схема 4/3 возможна лишь при усложнении конструкции, которое требует больших усилий. Направление потока определённое. Насос и гидродвигатель должны всегда быть присоединены к заранее определённым линиям во избежание нарушения условий управления.

 

Герметичность

Из-за наличия диаметрального зазора между корпусом и золотником всегда имеются утечки из линий высокого давления в линии низкого давления. Герметичное уплотнение перекрытия возможно только с помощью дополнительных устройств (гидрозамков) или в специальных конструкциях. Плохо подходит для зажимных механизмов.

Места контакта между запорным элементом и седлом герметичны, что идеально для гидравлических зажимных и фиксирующих механизмов.

 

Чувствительность к засорению

Не очень чувствителен к большим частицам загрязнений, благодаря большим проходным сечениям для потока. Чувствителен к частицам, которые вместе с утечкой проходят в диаметральный зазор и могут вызвать заклинивание золотника особенно при больших давлениях.

Не очень чувствителен к микроскопическим частицам. Однако существует опасность попадания больших частиц между запорным элементом и седлом. Такие загрязнения имеют место, когда устанавливаются недостаточно чистые трубы или при плохой очистке гидросистемы. Поскольку зазоров не существует, жёсткое заклинивание, как в золотниковых гидрораспределителях не происходит.

 

Допустимые рабочие давления

В зависимости от конструкции и материала корпуса возможно давление до 350 бар. Использование гидрораспределителей с небольшими условными проходами для больших давлений и незначительных потоков в зажимных и фиксирующих механизмах не очень приемлемо, так как процент потерь из-за утечки может быть большим.

В зависимости от конструкции до 1000 бар.

Осуществляем доставку оборудования в сотрудничестве с транспортной компанией по всей России.

E-mail: info@sl-parts.ru

АЦЛ 4, запчасти для ацл, запчасти апт-28, запчасти ПАРТ-28, запчасти ВТ, отрицательные цилиндры safim, ремонт АЦЛ 3, запчасти парт-22, аксиально-поршневые насосы и моторы salami h1cr, переключатели hbs, скручивающиеся фильтры sofima amf, ремонт пожарных машин, ремонт ПП, ремонт АЛ, планетарные коробки передач dinamic oil ns, гибкие переходники для труб rastelli, натяжные лебедки dinamic oil t27, ремонт апт-12, ремонт апт-50, шестеренные гидронасосы galtech.