Принцип работы гидрораспределителя

Пример гидравлической схемы шлифовального станка

Возможности и преимущества гидропривода

Гидропривод — совокупность устройств (в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей), предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением. Гидроприводы являются одной из наиболее интенсивно развивающихся подотраслей современного машиностроения . По сравнению с другими известными приводами (в том числе электромеханическими и пневматическими) гидроприводы обладают рядом преимуществ. Рассмотрим основные из них.

Возможность получения больших сил и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Так гидроцилиндр с диаметром поршня 100 мм при давлении 70 МПа, которое может создаваться ручным насосом, развивает силу около 55 т, поэтому с помощью специальных домкратов можно вручную поднимать мосты.
Высокое быстродействие с обеспечением требуемого качества переходных процессов. Современные гидроприводы, например испытательных стендов, способны отрабатывать заданное воздействие с частотой до нескольких сотен герц.
Широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости при условии хорошей плавности движения. Например, для гидромоторов диапазон регулирования достигает 1:7000.
Возможность защиты гидросистемы от перегрузки и точного контроля действующих сил. Сила, развиваемая гидроцилиндром, определяется площадью его поршня и рабочим давлением, значение которого устанавливается путем настройки предохранительного клапана и контролируется манометром. Для гидромотора величина развиваемого вращающего момента пропорциональна рабочему объему (габаритным размерам гидромотора) и действующему давлению рабочей жидкости.
Получение прямолинейного движения с помощью гидроцилиндра без кинематических преобразований (в электромеханическом приводе обычно требуются редуктор, винтовая или реечная передача и т.п.). Подбором площадей поршневой и штоковой камер удается обеспечить определенное соотношение скоростей прямого и обратного ходов. Немаловажным обстоятельством является идеальная защита гидроцилиндров от попадания внешних загрязнителей, что позволяет успешно эксплуатировать гидроприводы, например, в шахтном оборудовании, экскаваторах и других машинах, работающих в условиях повышенной загрязненности окружающей среды, а в ряде случаев и под водой.
Обширная номенклатура механизмов управления, начиная от ручного и кончая прямым управлением от персонального компьютера, позволяет оптимальным образом использовать гидроприводы для автоматизации производственных процессов в различных отраслях техники, успешно сочетая исключительные силовые и динамические качества гидравлики с постоянно расширяющимися возможностями микроэлектроники и комплексных систем регулирования.
Широкие возможности аккумулирования и рекуперации энергии создают хорошую основу для разработки современных энергоэффективных гидравлических приводных механизмов.
Компоновка гидроприводов главным образом из унифицированных изделий, серийно выпускаемых специализированными заводами, обеспечивает снижение стоимости изготовления, повышение качества и надежности, удобство размещения на машине большого числа компактных гидродвигателей (гидроцилиндров или гидромоторов) с питанием от одного или нескольких насосов, открывает широкие возможности для ремонта и модернизации.

Аврутин Справочник по гидроприводам металлорежущих станков, 1965

Бирюков Б.Н. Гидравлическое оборудование металлорежущих станков, 1979

Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением, 1975

Свешников В.К Станочные гидроприводы: справочник, 6-е изд. перераб. и доп. 2015

Смирнов Ю.А. Неисправности гидроприводов станков, 1980

Кучер А.М., Киватицкий М.М., Покровский А.А., Металлорежущие станки (Альбом), 1972

Классификация электромагнитных гидрораспределителей

Гидравлические распределители с электромагнитным управлением классифицируются по нескольким параметрам:

По диаметру условного прохода. Они могут быть 6-миллиметровыми (ДУ 6) и 10-миллиметровыми (ДУ 10). Максимальная пропускная способность такого оборудования 80 и 160 литров рабочей среды в минуту соответственно.
Исходя из способа монтажа. Одни монтируются на плиту, а другие идут в моноблочном исполнении. Первый вариант устанавливается на специально предусмотренный блок. Здесь может крепиться несколько секций, оснащенных дополнительными клапанами. Моноблочные выпускаются производителями в цельном литом корпусе. Количество их секций может быть разным, начиная от 1 и вплоть до 8. Наибольшее распространение моноблочные гидрораспределители получили в мобильной технике.
По напряжению сети. На электромагнит может подаваться напряжение 12, 24, 110 и 220 В. Исходя из этого выделяют две категории оборудования: 12/24 В и 110/220 В.

Разными могут быть и схемы подключения распределителя. Наиболее востребованы следующие: 14 (Н,00), 34 (J,04), 573Е (В,32), 574 (C,11), 44 (E,01), 574E (Y,10), 574A (D,12), 24(М,05), 64 (G,02)

Все эти технические параметры следует в обязательном порядке принимать во внимание в процессе выбора гидравлического распределителя. Только при взвешенном, компетентном и всестороннем подходе удастся отыскать модель, в точности соответствующую предстоящим работам

Гидрораспределители типы конструкция работа маркировка

Гидрораспределители подразделяются: по конструкции запорно-регулирующего элемента — на золотниковые, крановые и клапанные; числу внешних гидролиний — на двухлинейные, трехлинейные и т.д.; числу характерных позиций запорно-регулирующего элемента — на двухпозиционные, трехпозиционные и т.д.; виду управления — на распределители с ручным, механическим, электрическим и гидравлическим управлением; числу запорно-регулирующих элементов — на одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.

В условном обозначении гидрораспределителя (рис. 1) указывают число его позиций (I, II), внешние гидролинии (А, Д Р, Т7), подводимые к распределителю, их соединение, а также способ управления (ГОСТ 2.871-68*).

Число позиций изображают соответствующим числом квадратов (прямоугольников). Проходы изображают прямыми линиями со стрелками, показывающими направление потоков рабочей жидкости в каждой позиции, а места соединений проходов выделяют точками; закрытый проход изображают тупиковой линией с поперечной черточкой. Внешние гйдролинии подводят только к исходной позиции. Способ управления распределителем указывают знаками, примыкающими к торцам обозначения распределителя.

Чтобы представить работу гидрораспределителя в некоторой рабочей позиции, необходимо мысленно передвинуть соответствующий этой позиции квадрат обозначения на место квадрата исходной позиции, оставляя линии связи в прежнем положении. Тогда истинные направления потока рабочей жидкости укажут стрелки, имеющиеся в этом квадрате.

Условные обозначения едины для золотниковых, крановых и клапанных гидрораспределителей, т.е. условное обозначение не отражает конструкцию их запорно-регулирующих элементов.

Кроме графических обозначений гидрораспределителей, приводят также их цифровые обозначения в виде дроби: в числителе указывают число подведенных к гидрораспределителю внешних гидролиний, в знаменателе — число его рабочих (характерных) позиций. Например, четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель обозначают дробью 4/3 (см. рис. 1, г).

Запорно-регулирующие элементы (золотник, кран, клапан) в направляющих гидрораспределителях всегда занимают фиксированные позиции по принципу «полностью открыто» или «полностью закрыто». Поэтому направляющий гидрораспределитель практически не влияет на давление и расход потока рабочей жидкости, проходящей через него.

Гидрораспределитель с редуктором

Гидрораспределитель с редуктором состоит из следующих основных узлов: гидрораспределителя с червячным редуктором и присоединенных к корпусу гидрораспределителя коробок предохранительного гидроклапана 17 и запорных гидроклапанов. Гидрораспределитель служит для управления силовыми гидроцилиндрами и состоит из корпуса 16 золотника, золотника 9 и центрирующего устройства, состоящего из пружин 10 и плунжеров 12, на которые опираются шайбы 8.

Центрирующее устройство обеспечивает удержание и возврат золотников в нейтральное положение. В корпусе 16 золотника имеется пять кольцевых проточек, служащих для подвода и отвода масла. Для уменьшения протечек масла в гидрораспределителе диаметральные зазоры между золотником и корпусом должны быть минимальными, что достигается подбором пары золотник-корпус.

Гидрораспределитель шпильками 11 и гайками 13 скреплен с картером 5 червячного редуктора. Червячный редуктор состоит из картера 5, червяка 4 и сектора 3.

Червяк 4 вращается на двух игольчатых подшипниках 2. На верхнем коротком конце червяка выполнены шлицы, которые вводятся в зацепление с шлицевой муфтой приводного вала рулевой колонки.

На нижнем левом конце червяка установлены золотник 9, опорные шайбы 8 и упорные подшипники 7. Степень затяжки упорных подшипников регулируется гайкой 14 при сборке узла.
Сектор 3 выполнен заодно с валиком и вращается на двух конических роликоподшипниках 22. Установка червячной пары и подшипников сектора производится прокладками 21.

Выходной конец вала сектора уплотнен двумя резиновыми кольцами 19. На валу с помощью конических шлицев и гайки закреплена сошка 18. На крышке 20 картера, торце вала сектора 3 и сошке 18 нанесены риски. При совмещении этих рисок сектор и сошка занимают положение, соответствующее прямолинейному движению трактора.

К нижней части корпуса гидрораспределителя прикреплена коробка предохранительного гидроклапана, состоящая из корпуса 4, в котором размещены седло 5 гидроклапана, шарик 7, направляющая 8 и пружина 3. Гидроклапан с помощью винта 2 регулируется на давление перепуска всего потока 10,5+0,5 МПа (105+5 кгс/см2). Регулировочный винт фиксируется гайкой 9 и колпачком 1. К верхней части корпуса гидрораспределителя прикреплена коробка запорных гидроклапанов, в которой размещены запорные гидроклапаны 3 с пружиной 2 и толкатель 4. Запорные гидроклапаны служат для запирания полостей силовых гидроцилиндров при действии внешних сил на штоки.

Уплотнения стыков деталей и узлов выполнены с помощью уплотнитель-ных резиновых колец круглого сечения.

Разборка и сборка узла и все регулировки должны производиться только в случае необходимости в специальной мастерской подготовленными лицами.

Устройство и принцип работы

Гидрораспределители могут применяться при работе с различными типами жидкостей. Но чаще всего такой механизм можно встретить в гидравлических системах, для регулировки потока, уровня и давления масла.

Принцип работы электрораспределителя такой:

На корпусе установлен электромагнит постоянного тока, который при включении воздействует на палец и толкатель, к которому крепится с помощью рычага.
Толкатель воздействует на шариковый клапан, прижимая его к седлу;
Такое положение позволяет гидродвигателю включиться в работу, вытесняя жидкость из рабочей емкости в сливную магистраль.
Когда на электромагнит не поступает электричество, шариковый клапан прижимается к седлу.
Из-за этого с рабочей емкостью соединяется с нагнетательной полостью, что приводит к обратному движению жидкости, которая возвращается в полость двигателя.
Рабочая емкость закрывается обратным клапаном, который не позволяет жидкости двигаться в системе.
Для работы распределителя не требуется большой мощности, так как вся система уравновешена. Усилие пружины, которая воздействует на шариковый клапан, примерно равняется давлению со стороны толкателя, в полость которого нагнетается рабочая жидкость. Из-за этого даже малейшего усилия электромагнита достаточно для изменения направления и распределения потоков жидкости.

Практически все модели распределителей работают по одному принципу. Отличия могут быть незначительные и зависят от конструкционных особенностей.

Область применения

Область применения гидрораспределителей не ограничивается отдельными сферами деятельности. Практически в каждой гидравлической системе используется такой механизм. Наиболее распространенными являются золотниковые модели. Это связано с тем, что они простые в использовании, относительно дешевые и имеют небольшие размеры. С помощью таких распределителей обычно происходит управление движением компонентов двигателей.

Обычно встретить такие гидравлические распределители можно на:

станках:
крановых установках, подъемниках и манипуляторах;
грузовых автомобилях;
сельскохозяйственной технике;
специальной технике, применяемой в строительстве и горнодобывающей промышленности.

Сфера применения таких моделей ограничивается лишь уровнем давления рабочей жидкости. При превышении дозволенных показателей система может не выдержать и выйти из строя из-за потери жидкости. При больших нагрузках стоит отдавать предпочтение клапанным устройствам.

Крановые модели редко применяются из-за небольшой пропускной способности. Они часто встречаются в комплексе с золотниковыми и клапанными устройствами в качестве дополнительного механизма.

При покупке распределителя следует изучить технические характеристики каждой модели. Иногда лучше всего посоветоваться со специалистом. От распределителя напрямую зависит надежность работы гидросистемы. Стоит отметить, что даже если правильно подобрать устройство, могут возникнуть проблемы, если неправильно его установить

Поэтому к такому важному этапу также стоит отнестись с особым вниманием

Основные преимущества электромагнитных гидравлических распределителей

Данное оборудование выгодно выделяется на фоне аналогов ввиду следующих преимуществ:

возможность остановки жидкости и ее повторный запуск в любой точке гидравлической системы;
возможность быстро и легко заменить электромагнит без разгерметизации системы и утечек рабочей среды;
экономичность в потреблении энергоносителей;
компактные размеры и небольшой вес, что существенно упрощает выполнение монтажных работ;
при замене рабочей среды нет необходимости менять уплотнения;
обеспечение завидных рабочих параметров;
высокая эффективность функционирования системы даже в режиме интенсивной эксплуатации.

Достаточно весомое преимущество – ремонтнопригодность. В процессе эксплуатации узла будет происходить выработка втулок, уплотнений, поломки клапанов, вызванные загрязнением рабочего тела продуктами износа. Все это можно будет легко заменить на новое, восстановив работоспособность узла. Возможны и более серьезные поломки, но в своем большинстве и их можно устранить быстро и без особых материальных трат.

<< Популярное Гидрораспределители Вadestnost

Устройство и принцип работы

Принцип работы электрораспределителя такой:

На корпусе установлен электромагнит постоянного тока, который при включении воздействует на палец и толкатель, к которому крепится с помощью рычага.
Толкатель воздействует на шариковый клапан, прижимая его к седлу;
Такое положение позволяет гидродвигателю включиться в работу, вытесняя жидкость из рабочей емкости в сливную магистраль.
Когда на электромагнит не поступает электричество, шариковый клапан прижимается к седлу.
Из-за этого с рабочей емкостью соединяется с нагнетательной полостью, что приводит к обратному движению жидкости, которая возвращается в полость двигателя.
Рабочая емкость закрывается обратным клапаном, который не позволяет жидкости двигаться в системе.
Для работы распределителя не требуется большой мощности, так как вся система уравновешена. Усилие пружины, которая воздействует на шариковый клапан, примерно равняется давлению со стороны толкателя, в полость которого нагнетается рабочая жидкость. Из-за этого даже малейшего усилия электромагнита достаточно для изменения направления и распределения потоков жидкости.

Область применения

Обычно встретить такие гидравлические распределители можно на:

станках:
крановых установках, подъемниках и манипуляторах;
грузовых автомобилях;
сельскохозяйственной технике;
специальной технике, применяемой в строительстве и горнодобывающей промышленности.

Поэтому к такому важному этапу также стоит отнестись с особым вниманием

Оснащение погрузчиком и экскаватором

Трактора МТЗ могут оборудоваться различными типами погрузчиков.

Существуют погрузчики с гидравлическим питанием от гидросистемы трактора. Они подключаются маслопроводами высокого давления к соответствующим выходам гидрораспределителя через разрывные муфты. Также выпускаются варианты погрузчиков с собственными гидрораспределителями. Такие модели подключаются непосредственно к масляному насосу, при этом гидравлические выходы распределителя трактора остаются свободными и могут использоваться с другими механизмами.

В случае необходимости комплектования трактора экскаватором необходимо учесть следующее:

Вероятнее всего придется заменить штатный распределитель трактора на более мощный, в случае, если оборудование не укомплектовано автономной гидросистемой. Это защитит гидравлическую систему от резких скачков давления и перегрева масла.
Если экскаватор оборудован своей гидросистемой, то она подключается непосредственно к валу отбора мощности.
На трактор устанавливается специальная навеска, которая позволяет сместить центр тяжести машины в сторону стрелы, что дает большую устойчивость.
Монтируются гидравлические опоры, которые также обеспечивают устойчивость трактора при проведении экскаваторных работ.

Необходимость гидрораспределителя на тракторе

Распределитель Р-80 3/1 222Г трехсекционного типа применяется в гидросистеме трактора Беларус 80 для следующих функций:

предохраняет систему от гидроперегрузок в процессе подъема или принудительного опускания;
распределяет поток гидравлической жидкости, которую нагнетает гидронасос между агрегатами системы (гидроцилиндры, гидродвигатели);
разгружает систему на холостом движении при нейтральной выработке за счет перелива трансмиссионной масла в масляный бак;
выполняет соединение рабочего объема гидроцилиндра для слива технологической жидкости (при работе в нейтральной позиции).

Кроме того, гидравлический распределитель Р80 3/1 222Г служит базовым устройством, на котором производятся модификации для применения на погрузочных агрегатах, экскаваторах и дорожно-строительных технике. Технические характеристики и параметры распределителя узнают из описания маркировки Р80, где:

Р – распределитель.
80 – номинальное потребление трансмиссионной жидкости (л/мин).
3 – вариант исполнения по технологическому давлению (допустимое 20 МПа, номинальное 16 МПа).
1 – тип эксплуатационного назначения (автономное использование в гидросистемах).
222 – три специальных золотника выполненных по варианту два.
Г – гидрозамки (обратные клапана).

Замена масла

Масло в гидросистеме обычно меняют ежесезонно при ТО либо каждые 2000 моточасов. Однако, при использовании некачественных масел, либо при загрязнении может понадобиться внеплановая замена.

Эта процедура состоит из нескольких важных этапов:

Включают шестеренчатый насос.
Запускают двигатель.
Прогревают масло, находящееся в гидросистеме до 20-30 градусов.
Глушат двигатель.
Масло сливается через сливное отверстие гидробака после откручивания заливной горловины.
Снимают фильтр с корпусом и промывают его в солярке.
Устанавливают обратно фильтр.
Закрывают сливную пробку.
Через заливную горловину заливают масло до уровня «П» в контрольном окошке.
Запускают двигатель и прокачивают гидросистему путем поднимания и опускания навески.
При необходимости доливают масло в бак.

Принцип действия

Гидрораспределители делают из высококачественной стали, модифицированного чугуна или бронзы. Некоторые элементы обрабатывают для дополнительной защиты: их азотируют, цементируют и т. п. Размер и вес зависят от объемов рабочей жидкости. Чем ее больше проходит через систему, тем обычно внушительнее габариты и масса.

Рассмотрим элементарную схему работы гидравлического распределителя. В исходном состоянии жидкость из насоса не поступает в гидроцилиндр. Как только оператор смещает запорно-регулирующий механизм в какую-то сторону, она начинает поступать в соответствующую полость цилиндра, заставляя поршень начать движение. Жидкость, которую поршень начал вытеснять, спускается в бак. После выполнения задачи оператор возвращает механизм в начальное положение.

Устройства могут быть направляющими или дросселирующими. В первом случае распределитель только открывает или закрывает проходы для жидкости. В дросселирующих моделях предусмотрена возможность регулировать величину потока. Это происходит благодаря способности запорно-регулирующего механизма открывать канал не только целиком, но и частично. Плюсом подобных конструкций является отсутствие резких ударов при включении/отключении механизма.

Помощь в подборе оборудования

Ваше сообщение было успешно отправлено!

Возможные последствия наличия загрязнений

Существует два основных следствия от наличия загрязняющих веществ в составе гидравлической жидкости:

Падение эффективности гидравлики. Это приводит к резкому снижению КПД всего оборудования/техники. Обычно эффективность падает постепенно и ее трудно обнаружить, если проверяющий специалист не обладает нужными познаниями и опытом. Как минимум подобный эффект приведет к резкому возрастанию расхода топлива.
Наличие загрязнений ускоряет износ деталей, входящих в состав гидравлической системы. Как показывает статистика, 75-85 процентов неисправности важнейших элементов гидравлики связано именно с наличием загрязнений в используемой жидкости. Существует три основных типа износа: абразивный, адгезионный, усталостный.

Износ абразивного типа Наличие абразивных частиц в гидравлической жидкости приводит к соскабливанию металла с элементов этой системы. Это не только ускоряет износ важнейших компонентов гидравлики, но и повышает общий уровень загрязненности, что ускоряет проявление различных неприятностей.Износ усталостного типа Высокое давление, а также ударные нагрузки, постоянно оказывающие воздействие на изделия, входящие в состав гидравлической системы, являются причиной появления стружки из металла, которая еще больше загрязняет гидравлическую жидкость.Износ адгезионнного типа или облитерация Разнообразные частицы, находящиеся в составе гидравлической жидкости, начинают прилипать к металлическим поверхностям системы. Итог — клапаны перестают правильно функционировать, а сама жидкость не может эффективно циркулировать в системе.

Конструктивное решение электромагнитных гидрораспределителей

Гидрораспределители с электромагнитным приводом конструктивно состоят из прочного чугунного корпуса, в который помещен золотник. Передвигаясь по внутреннему каналу, он сообщает между собой разные каналы подвода и отвода рабочего тела, перенаправляя его в нужном количестве к тому или иному исполнительному органу. На золотник через шайбы воздействуют возвратные пружины. Все рабочие каналы выведены в нижнюю монтажную плоскость и уплотнены круглыми резиновыми кольцами. Стабильное давление рабочего тела обеспечивается широким проходом клапана.

Электромагниты, посредством которых осуществляется управление распределителем, крепятся непосредственно на корпусе. Если оба магнита будут отключены, золотник переходит в нейтральное положение. В двухпозиционных распределителях установлен только один магнит. Вместо второго предусмотрена глухая крышка. В некоторых моделях дополнительно предусмотрена кнопка ручного управления электромагнитами. С ее помощью оператор проверит, насколько правильно перемещается золотник, сможет переключить распределитель вручную, в том случае, если электромагнит не будет работать (возможно при проблемах с подачей электроэнергии).

Сам электромагнит может быть как переменного, так и постоянного тока. Конструктивно он состоит из катушки и арматурной трубки, в которую помещен плунжер. Полость заполнена маслом, благодаря чему даже при интенсивной эксплуатации этот элемент не изнашивается.

Золотниковые распределители

Клапанные распределители обеспечивают лучшую герметичность, они способны работать при большем давлении чем золотниковые.

Распределители с золотником более компактны, они позволяют обеспечить плавное перекрытие рабочих окон, что важно при наличии больших инерционных масс. Рассмотрим подробнее устройство, характеристики и принцип работы золотниковых распределителей, получивших широкое распространение

Рассмотрим подробнее устройство, характеристики и принцип работы золотниковых распределителей, получивших широкое распространение.

Число положений гидравлического распределителя

Количество вариантов вариантов соединения гидролиний распределителем называют числом положении. Наибольшее распространение получили двух- и трехпозиционые распределители.

Нейтральным называют положение, при котором золотник устанавливается в неактивном состоянии под воздействие посоятнно действующих сил (например усилия пружины).

Количество подводимых линий

Распределители могут различаться по количеству подводимых линий, наиболее часто применяются четырех линейные гидрораспределители, к ним подводится 4 линии:

p — давление
t — слив
a — выход а (например, подвод жидкости в поршневую полость гидроцилиндра)
b — выход b (например, подвод рабочей жидкости в штоковую полость гидравлического цилиндра)