11.Регуляторы давления: редукционные клапаны.

Р едукционный клапан-регулирует давление после места установки(нормально открытый клапан) предназначен для поддержания заданно­го более низкого давления рабочей жидкости в отводимом от не­го потоке по сравнению с давлением в подводимом к нему потоке. Редукционный клапан, как и переливной, при работе нормально открыт и отличается от него тем, что поддерживает постоянное давление жидкости по потоку после себя, а перелив­ной — до себя.

Т ак как отводимое давление должно быть стабильным, а расход через клапан — значительным, по вышеуказанным при­чинам для этих условий наиболее применимы клапаны непрямо­го действия.

Клапан состоит из корпуса 8, золотника 7 с дроссельным каналом 6 и шарикового клапана 2. Оба запорных элемента прижаты пружинами 1 и 4. Жидкость повышенного давления подводится в полость 5, а редуцированная (пониженного давле­ния) отводится через канал 10.

Принцип действия: Поступающая в клапан жидкость повышенного давления по каналам 10, 9 и 6 подводится к шаровому клапану 2, и он от­крывается. Под действием перепада давления в дроссельном канале 6 открывается золотник, и жидкость из полости 5 через щелевой дроссель, образованный выступом в корпусе 8 клапана и кромкой нижнего пояска золотника 7. поступает в отводящийканал 10. При повышении давления в канале 10 сверх настроеч­ного увеличивается давление на торец золотника 7, и он припод­нимется вверх, дросселируя зазор между нижним пояском и кромкой кольцевой канавки в корпусе, вследствие чего давле­ние в канале 10 понижается. При понижении давления в отво­дящем канале 10 падает давление на торец золотника 7, и он пружиной 4 отжимается вниз: зазор между пояском и крышкой в корпусе увеличивается, а перепад давления в зазоре умень­шается. В итоге, давление в отводящем канале 10 повышается до настроечного. Регулирование редуцированного давления осу­ществляется винтом 11. В процессе работы клапана шарик 2 постоянно открыт, и часть жидкости сливается через отвер­стие 3.

При небольших расходе и давлении используют одноступен­чатые клапаны.

Редукционные клапаны применяются в схемах с несколькими потребителями, требующими разных значений давления, но пи­тающихся от одного насоса.

12.Регуляторы расхода: дроссели, регуляторы потока, клапаны соотношения расходов.

Д россель- создает регулируемое местное сопротив­ление потоку жидкости, площадь проходного отверстия которого можно изменять в процессе работы, изменяя тем самым расход жидкости.дроссели отличаются друг от друга формой проходного отверстия и конструкцией регулирующего элемента. Распространенными являются игольчатые, щелевые и втулочные дроссели. Преимущество дроселя — простота конструкции, недостат­ки — невысокая точность регулирования и склонность к облите­рации при малых расходах вследствие значительного периметра кольцевой щели.

Расход через дроссель зависит не только от площади проходного отверстия, но и от перепада дав­ления: чем меньше р, тем меньше Q,и наоборот. Так как перепад давления зависит от нагрузки, приложенной к исполни­тельному органу, при переменной нагрузке нельзя получить с помощью одного дросселя стабильную скорость выходного звена гидродвигателя. Поэтому дроссели применяются только в тех гидроприводах, где не требуется высокая точность регулирова­ния, мало изменяется нагрузка на гидродвигателе или допуска­ется уменьшение скорости его выходного звена при увеличении нагрузки, и наоборот.

Регулятор потока(расхода) предназначен для поддержания заданного расхода Q вне зависимости от перепада давления р между входным и выходным патрубками аппарата.( Для сглаживания пульсации)Он состоит из дрос­селя и клапана разности давлений, поддерживающего постоян­ный перепад давления на дросселе.

Регуляторы расхода часто используют в объёмном гидроприводе, в системах стабилизации скорости движения вала гидромотора или штока гидроцилиндра. Например, будучи установленным в сливной гидролинии он поддерживает на постоянном уровне слив из гидродвигателя, и таким образом поддерживает постоянной скорость движения рабочего органа. На практике, однако, из-за изменений свойств жидкости расход через регулятор расхода колеблется в пределах 10 %.

П ринцип работы: жид­кость подводится к втулочному дросселю 1 после клапана раз­ности давлений, состоящего из золотника 6, плавающей втулки 5 и пружины 4, которые размещены вместе с дросселем 1 в од­ном корпусе.

П оддержание постоянного перепада давления на дросселе вне зависимости от изменения значений давления р₁ и р₂ проис­ходит следующим образом. При уменьшении давления р₂ в отво­дящем патрубке, аппарату передаетсяпониженное давление по обводномуканалу 2 в полость втулки 5. При этом золотник 6 смещается вправо и своей кромкой дросселирует входное ок­но гильзы в аппарат (при р1), следовательно, давление перед дросселем 1 понижается. В итоге — перепад давления на дроссе­ле остается неизменным. При повышении давления р₂ повыша­ется давление в камере втулки 5, а золотник 6, смещаясь влево, уменьшает потерю давления при входе в аппарат. В итоге — перепад давления на дросселе опять остается неизменным.

Если понизится давление на входе p₁при неизменном значе­нии р₂, то пониженное давление передается по каналам 3 и 7 в по­лости втулки золотника 6 и плавающей втулки 5. Вследствие уменьшения давления в указанных полостях золотник под дей­ствием пружины 4 смещается влево и увеличивает дроссельное отверстие при входе в аппарат. В результате давление перед дросселем 1 увеличивается, а перепад давления на дросселе остается неизменным. При увеличении давления р1 увеличится сила давления, действующая на торцы золотника 6 и втулки 5, и золотник, сжимая пружину 4, смещается вправо, дросселируя входное окно. В итоге — давление перед дросселем 1 уменьша­ется, а перепад давления на дросселе остается неизменным.

Промышленностью выпускаются также регуляторы расхода со щелевым дросселем (Г55-2), с предохранительным, редукци­онным или обратным клапаном .

Клапаны соотношения расходов (делители и 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. Делитель потока состоит из двух нерегулируемых дросселей и двух дросселей, проходные сечения которых могут автоматически изменяться благодаря перемещению плунжера. Делитель потока может также быть и сумматором потока.В этом случае в подводимых к нему двух трубопроводах поддерживается постоянный расход рабочей жидкости.

13.Гидродинамические передачи: гидромуфты, гидротрансформаторы.

Гидропередача – устройство для передачи механической энергии посредством потока жидкости, в которое входят динамические машины( лопастные гидродвигатели и насосы). Гидродинамическая передача в отличии от объемной предназначена только для передачи крутящего момента. Ее основные рабочие элементы- колеса лопастных гидромашин Гидротрансформатор – устройство для передачи мощностей от приводных двигателей к исполнительным элементам, требующим сравнительно малых скоростей вращения и больших моментов.

О сновными элементами гидротрансформатора являются насосное колесо 1, турбинное колесо 3 и реактор 2, жестко связанный с неподвижным корпусом 4.Мощность от приводного двигателя подводится к насосному колесу 1, при вращении которого механическая энергия преобра­зуется в гидравлическую (создается напор) вследствие силового взаимодействия его лопаток с жидкостью. Под воздействием центробежной силы масло из насосного колеса двигается в турбинное колесо, где при соприкосновении с лопатками турбины отдает ему свою энергию, приводя его во вращение.При этом переносное движение масла возникает при воздействии вращающихся лопаток насосного колеса. А относительное движение возникает под действием центробежных сил - масло перемещается от центра насосного колеса к его периферии. Реактор представля­ет собой неподвижное лопаточное колесо и пред­назначен для изменения момента количества движения жидко­сти, протекающей в гидропередаче. Благодаря наличию реакто­ра в гидротрансформаторе момент на ведущем валу в общем случае не равен моменту на ведомом валу, поэтому гидротран­сформатор можно представить как редуктор с переменными значениями передаточного отношения и коэффициента транс­формации момента. Причем, изменение этих техни­ческих показателей происходит плавно, бесступенчато.

Существуют передачи, в которых необходимо изменение только передаточного отношения при постоянном передаваемом моменте(Передаточное отношение ( ) — одна из важных характеристик механической передачи вращательного движения.Передаточное число показывает, во сколько раз вырос момент силы( или диаметр звеньев, или количество зубьев звеньев или угловое ускорение звеньев или частота вращения звеньев) в результате её работы (т. е. на ведомом валу). ). Одна из первых таких гидропередач была разработана в 1910 г. на базе гидротрансформатора, из схемы которого ис­ключили неподвижный реактор, и получила название — гидро­динамическая муфта (гидромуфта).

Г идромуфта состоит из насосного колеса 1, закрепленного на ведущем валу, турбинного колеса 3, закреп­ленного на ведомом валу, и корпуса 4 с уплотнением. Как правило, корпус жестко связан с насосным колесом. Из-за отсутствия реактора потери напора в гидромуфте значительно меньше, чем в гидротрансформаторе, а КПД выше: при номи­нальном моменте он составляет 0,95—0,97 (против 0,87—0,9 в гидротрансформаторе).

Гидромуфты выпускаются с тором и без не­го. Опыт эксплуатации показал, что последние име­ют лучшие показатели, так как поток жидкости в них при из­менении режима работы может принимать конфигурацию, ко­торая обеспечивает наименьшие потери напора.

Рабочие колеса обычно имеют одинаковую лопастную сис­тему. Лопатки обоих колес, чаще всего, плоские, устанавливае­мые по радиусу, что кроме унификации изделий позволяет получить неизменные характеристики гидромуфт в том случае, если в процессе эксплуатации ведущий и ведомый валы функ­ционально взаимозаменяемы (например, при спуске груза). Во избежание колебательных явлений число лопаток на каждом колесе должно быть неодинаковом (обычно насосное колесо имеет на 3—5 лопаток больше). Для уменьшения потерь напора в гидромуфте обеспечивают минимальный осевой зазор между колесами (2—3 мм).

Регулируемые гидромуфты постоянного заполнения с шибером или с поворотными лопатками одного из ко­лес не имеют внешнего отвода жидкости из рабочей полости (замкнутые гидромуфты), поэтому при работе таких гидромуфт выделяется большое количество тепла. Это обстоятельство при­водит к уменьшению вязкости жидкости, увеличению утечек, а также к возможному возгоранию масла в случае его ис­пользования в качестве рабочей жидкости. Такие гидромуфты применяются только при небольших значениях передаваемой мощности или при малом диапазоне регулирования.

Гидродинамические передачи обладают рядом преимуществ: преоб­разования моментной характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки; простота и надежность предохранения приводного двигателя от перегрузки; сравнитель­но высокая компактность при значительной передаваемой мощности; возможность бесступенчатого регулирования скорости выходного звена.

В гидродинамических передачах менее жесткая связь между валами, чем в объемных, что способствует сглаживанию пико­вых нагрузок и колебаний при вращении.

Гидродинамические передачи конструктивно проще объемных, и поэтому надежнее в эксплуатации. Они менее требовательны к чистоте рабочей жидкости и ее смазочным свойствам. Кроме того, давление жидкости в них меньше, чем в объемных передачах.

Недостатки гидродинамических передач: нагрев рабочей жидкости в процессе эксплуатации; интенсивное уменьшение КПД при перегрузках; утечки жидкости, особенно в аварийных случаях.

Гидродинамические передачи широко применяются в различ­ных отраслях промышленности: гидромуфтами снабжены привода всех штатных скребковых и некоторых ленточных конвейеров, струговые установки; гидротрансформаторы устанавливают на мощных автомобилях, тепловозах и кораблях.