2. Общее описание золотникового дросселя.

В гидропневмоавтоматике широко распространены золотниковые регулируемые дроссели, являющимися основными элементами золотниковых распределителей. Золотники в свою очередь бывают плоские и цилиндрические. Кроме того, золотники могут иметь ручной, электрический, гидравлический или смешанный привод. Золотники также могут фиксироваться в позициях или иметь возврат. Наиболее часто применяются цилиндрические золотники. Золотники крупных и средних размеров имеют гидравлическое управление от вспомогательных золотников или пилотов. В таких случаях золотник управления и рабочий золотник компонуются вместе или могут находиться на значительном расстоянии друг от друга.

Рис.2 1-гильза, 2-золотник.

а) дроссель с кольцевой проточкой в гильзе. б) дроссель с окном в гильзе.²

Рис.3 ⁴

Принцип действия (рис.3)- в золотниковом дросселе в исходном положении каналы дросселя 4 открыты. Под влиянием внешнего воздействия на хвостовик золотника 1, последний сжимая пружину 3, перемещается влево, частично перекрывая проходные каналы 4. В зависимости от положения золотника изменяется гидравлическое сопротивление проходу рабочей жидкости, а, следовательно, и ее расход.

3. Регулирование золотниковыми дросселями. Управляющие дроссельные золотники.

Дроссельное регулирование осуществляется путем изменения гидравлического сопротивления гидросети дросселем, в результате чего только часть жидкости, подаваемой насосом, поступает к гидродвигателю. Этот способ регулирования позволяет иметь простые нерегулируемые насос и гидродвигатель, однако является неэкономичным, поскольку имеет низкий КПД (0,30,4) и, кроме того, создает трудности при отводе значительного количества тепла, выделяющегося при дросселировании. В связи с этим дроссельное регулирование применяется при небольших мощностях, при кратковременном режиме работы, или, когда другой способ регулирования практически невозможен. Например, если в гидроприводе один насос или несколько параллельно работающих гидродвигателей с различными нагрузками.

Дроссельное регулирование гидроприводов - один из распространенных способов регулирования гидродвигателей малой мощности.

При прохождении жидкости через щель дросселя часть располагаемой энергии жидкости теряется на преодоление сопротивления щели, что приводит к снижению скорости гидродвигателя. При дроссельном регулировании располагаемая энергия, получаемая от насоса, должна всегда превышать потребную энергию, необходимую для движения гидродвигателя с заданной скоростью.

Рис.4 Управляющий дроссельный золотник.⁴

В качестве дроссельных устройств применяют также специальные управляющие дроссельные золотники, рис.4, позволяющие плавно изменять скорость жидкости в трубопроводах за счет изменения площади рабочего окна.

В управляющем золотнике 2 жидкость подвергается двойному дросселированию. Из насоса 1 жидкость под давлением поступает в золотник. При смещении золотника от нейтрального положения в золотнике образуется два проходных окна: на входе в гидродвигатель 3 и на выходе из него. Дросселирование жидкости через эти окна сопровождается потерей энергии, которая обуславливает потерю давления.

Рис.5 ⁴

В идеальном управляющем золотнике ширина пояска плунжера должна быть равна ширине дросселирующего окна, рис.5а. Однако на практике для повышения чувствительности часто делают золотники с протоком жидкости, рис.5б. Ширина пояска плунжера этих золотников меньше ширины окна на несколько микрометров. Применяются управляющие золотники и с перекрытием в несколько микрометров. Золотники с перекрытием, в нейтральном положении имеют значительно меньшую утечку, но зона чувствительности такого золотника увеличивается.

Золотники с положительным осевым перекрытием (рис.5.1, 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.

(а) (б) (в)

Рис.5.1 Конструктивные исполнения золотников⁴

Золотники с нулевым осевым перекрытием (рис.5.1, 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.5.1, в), у которых b < 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.