13.4. Направляющие гидроклапаны

Из всего многообразия направляющих гидроклапанов наибольшее распространение получили обратные гидроклапаны и гидрозамки.

Обратным называется направляющий гидроклапан, предназначенный для пропускания жидкости только в одном направлении.

Обратный клапан должен обеспечивать минимальное сопротивление движению жидкости в разрешенном направлении и герметичность в обратном направлении.

На рис. 13.5, а, б показаны обратные клапаны с разными запорно-регулирующими элементами: соответственно шариковым и конусным. При движении жидкости в направлении, указанном стрелками, запорно-регулирующий элемент отжимается от седла и поток с минимальными потерями проходит через клапан. При обратном направлении движения жидкости запорно-регулирующий элемент клапана прижимается жидкостью к седлу и движение жидкости в этом направлении прекращается.

Пружина, прижимающая клапан к седлу, является вспомогательным элементом и служит лишь для удержания запорно-регулирующего элемента вблизи седла для надежного перекрытия потока при изменении его направления. для уменьшения потерь давления на клапане предварительное поджатие и жесткость пружины выбирают минимальными.

При повышенных требованиях к герметичности клапанов их запорно-регулирующие элементы или седла снабжаются эластичными уплотнениями. Условное обозначение обратного клапана приведено на рис. 13.5, в.

Разновидностью обратного клапана является управляемый обратный клапан, или гидрозамок, – направляющий гидроклапан, предназначенный для пропускания потока жидкости в одном направлении при отсутствии управляющего воздействия и в обоих направлениях при его наличии.

Схема одностороннего гидрозамка приведена на рис. 13.5, г. Он содержит элементы обратного клапана (седло и запорно-регулирующий элемент с пружиной), а также поршень с толкателем. Если давление в гидролинии 3отсутствует, то при движении жидкости из гидролинии 2 в гидролинию 1 запорно-регулирующий элемент отжимается от седла, а поршень с толкателем перемещаются вправо. Если направление потока изменяется, то клапан закрывается и движение жидкости прекращается. Если в гидролинию 3 подать давление управления, то поршень толкателем отожмет запорно-регулирующий элемент клапана от седла и жидкость будет проходить через клапан в обоих направлениях.

Условное обозначение такого гидрозамка приведено на рис. 13.5, д. Кроме односторонних, используются также двухсторонние гидрозамки.

13.5. Общие сведения о гидрораспределителях.

Направляющие гидрораспределители

Гидрораспределитель – это гидроаппарат, обеспечивающий изменение направления потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях при наличии внешнего управляющего воздействия.

Гидрораспределители бывают направляющими и дросселирующими.

Направляющим называется гидрораспределитель, обеспечивающий перекрытие или изменение направления потока жидкости за счет полного открытия или полного перекрытия соответствующих проходных сечений.

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. 13.6) указывают число его позиций (I, II), внешние гидролинии (А, В, Р, Т), 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 гидролинии 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 исходный 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. 13.6, 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.

На рис. 13.7, а показана конструктивная схема золотникового гидрораспределителя 4/3 типа ПГ74-24М с ручным управлением. Распределитель состоит из корпуса 7, цилиндрического золотника 8, рукоятки 4 с осью З и пальцем 2, крышек 1 и 9 и уплотнений. В центральном отверстии корпуса 8 выполнены пять кольцевых расточек, образующих полости Т₁, А, Р, В и Т₁, которые сообщаются каналами с входными отверстиями. Полости Т₁ и Т₁ (сливные) соединены каналом Д. Золотник 8, располагающийся в

центральном отверстии корпуса 7, имеет три цилиндрических пояска, которые перекрывают соответствующие цилиндрические расточки корпуса. Каналами, выполненными в корпусе 7 и крышках 1 и 9, торцовые полости распределителя соединены с дренажной гидролинией. Шарик 5 пружиной 6 прижимается к втулке 10, обеспечивая фиксацию золотника в рабочих позициях.

Принцип работы распределителя следующий. В исходной позиции (ей соответствует средний квадрат условного обозначения, показанного на рис. 13.7, в) все проходные сечения в гидрораспределителе перекрыты. При смещении золотника, например вправо (рис. 13.7, б) в позицию I (при этом левый квадрат на рис. 13.7, в как бы передвигается на место среднего), напорная полость Р распределителя соединяется с полостью А и поток жидкости под давлением поступает на выход распределителя и далее, например, в левую полость гидроцилиндра Ц (см. рис. 13.7, в). При этом полость В распределителя, а значит, и правая полость гидроцилиндра Ц, через золотник соединяется с полостью Т₂, т.е. со сливом. При смещении золотника из нейтральной позиции влево, т.е. при переключении гидрораспределителя в позицию II (см. рис. 13.7, в), направление потока жидкости изменяется: полость Р (см. рис. 13.7, а) соединяется с полостью В, а полость А – с полостью Т₁.

Основным недостатком гидрораспределителя с цилиндрическим золотником является наличие утечек жидкости через диаметральный зазор между корпусом (гильзой) и золотником.