 |
Предохранительных гидроклапанов
|
|
|
|
4.1 Общие сведения
Предохранительные гидроклапаны предназначены для защиты гидросистемы от чрезмерных давлений рабочей жидкости.
По месту установки предохранительные клапаны условно разделяют на первичные (разгружающие насос) и вторичные (предохраняющие гидродвигатели). Первичные клапаны обычно устанавливают в напорной гидролинии насоса или непосредственно в гидрораспределителе, вторичные - в гидролиниях между распределителем и гидродвигателем, обычно их присоединяют непосредственно к распределителю. Вторичные предохранительные клапаны ограничивают максимальное давление, возникающее в гидродвигателях от инерционных нагрузок или реактивных усилий при закрытых рабочих отводах распределителя (см. рис. 5.1).
По воздействию потока на запорно-регулирующий элемент различают клапаны прямого и непрямого действия.
4.1.1 Предохранительные клапаны прямого действия.
У таких клапанов величина открытия рабочего проходного сечения изменяется в результате непосредственного воздействия потока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент. Наиболее простые схемы этих клапанов представлены на рис. 4.1.
Предохранительные клапаны шарикового и конусного типа применяют в случаях эпизодического их действия, т. к. при постоянной работе быстро изнашивается седло клапана. Клапаны золотникового типа обычно используются в качестве переливных клапанов, для которых характерно непрерывное движение запорно-регулирующего элемента. Клапаны прямого действия являются быстродействующими, однако стабильность поддерживаемого ими давления при измерении расхода зависит от характеристики пружины и сил трения подвижных частей клапана.
|
|
|
Такие клапаны применяют при сравнительно небольших расходах (Dу<25мм). При больших расходах и давлении свыше 25 МПа значительно увеличиваются габаритные размеры клапанов.
Клапаны прямого действия часто используются в качестве вторичных предохранительных клапанов. Для обеспечения нормальной работы гидродвигателей давление настройки вторичных клапанов должно превышать давление срабатывания первичного предохранительного клапана на 15...20 %.
| 
| 
| 
| |
| а) | б) | в) | г) | д) |
| Рисунок 4.1 – Предохранительные клапаны прямого действия: а) клапан закрыт; б) клапан открыт; а), б) с конусным запорным элементом; в) с шариковым запорным элементом; г) золотникового типа; д) условное обозначение на гидросхемах. | ||||
4.1.2 Предохранительные клапаны непрямого действия.
Такие клапаны, несмотря на более сложную конструкцию, находят все более широкое применение, особенно в связи с тенденцией повышения номинального давления.
Достоинством таких клапанов является стабильность поддерживаемого давления при изменении расхода в широком диапазоне. Они менее подвержены вибрациям, имеют малый гистерезис, легко обеспечивают дистанционное управление разгрузкой насоса, хотя их быстродействие несколько ниже, чем у клапанов прямого действия.
Принцип действия таких клапанов заключается в следующем (рис. 4.2.). В исходном положении, при закрытой линии управления 1 клапан 2 под воздействием пружины 3 перекрывает напорный канал Р. Пружина 3 рассчитана на небольшое давление, так как клапан 2 уравновешен давлением жидкости со стороны напорного канала Р и полости 4. Клапан 5, удерживаемый пружиной 6, рассчитанной на большое давление, закрывает сливной канал 7. Линия управления 1 и клапан 5 служат для открытия основного клапана 2.
| 
| ||
| а) | б) | ||
| Рисунок 4.2 – Работа клапана непрямого действия: а)- клапан закрыт; б) – клапан открыт. | |||
| 
| ||
| а) | б) | ||
| Рисунок 4.3 – Условное обозначение клапана непрямого действия: а)- полное; б) – упрощенное условное обозначение по ГОСТ 2.781-96. | |||
|
|
|
Открытие клапана 2 произойдет только тогда, когда жидкость будет протекать через дроссель 8. В этом случае на дросселе возникает перепад давления, и клапан 2 уже не будет уравновешиваться давлением жидкости, в результате чего он откроется. При этом давление жидкости в напорном канале Р перед дросселем 8 будет превышать давление в полости 4 после дросселя на незначительную величину, зависящую от сопротивления пружины 3.
Таким образом, открыть клапан 2 можно двумя способами - при низком и высоком давлениях. Для открытия при низком давлении необходимо открыть линию управления 1. Клапан откроется при высоком давлении после срабатывания клапана 5 (при закрытой линии управления 1). В обоих случаях жидкость протекает через дроссель 8, в результате чего на нем возникает перепад давления.
При срабатывании клапана 5 открывается сливной канал 7. Жидкость стремится пройти через дроссель 8, вследствие инерционного напора перед ним будет повышаться давление до тех пор, пока клапан 2 переместится вправо, сжимая пружину 3, и открывая проход рабочей жидкости из напорного Р в сливной канал Т при высоком давлении.
При снижении давления клапан 5 закроет сливной канал 7, и давление в полости 4 станет равным давлению в напорном канале Р. Клапан 2 под воздействием пружины 3 закроет сливной канал Т.
Линия управления 1 обычно проходит через канал распределителя, открытый при нейтральной позиции золотников. При открытой линии управления 1 жидкость протекает через дроссель 8. В результате возникающего на дросселе перепада давления откроется клапан 2, и основной поток жидкости из напорного канала Р будет поступать в сливной Т. При этом давление в полости 4 будет низким, а, следовательно, будет низким и давление в напорном канале Р. Такой способ открытия клапана используется для разгрузки насоса от давления при отключенных гидродвигателях, когда золотники распределителя находятся в нейтральной позиции.
При перемещении любого золотника в рабочее положение линия управления 1 закрывается, давление в полости 4 поднимается и клапан 2 под воздействием пружины 3 закрывает сливной канал Т. Жидкость будет подаваться насосом в гидродвигатель. Условное обозначение клапана показано на рисунке 4.3.
|
|
|
4.2 Порядок выполнения работы
4.2.1 Подготовка стенда к испытаниям.
Для проведения испытаний необходимо соединить насос и распределитель с баком и гидросистемой стенда в соответствии с рис. 4.3.
Рукоятка 10 управления дросселем должна находиться в положении "открыто", рукоятка 7 включения счетчиков жидкости в положении "выключено", а рычаги золотников распределителя - в нейтральном положении (см. рис. 1.2).
4.2.2 Проверка и настройка предохранительного клапана.
Включить стенд, после чего на секцию распределителя с заглушенными присоединительными отверстиями установить рычаг и переместить его в одно из рабочих положений.
При помощи рукоятки 10 нагрузочного дросселя поднять давление до тех пор, пока не сработает предохранительный клапан. Давление срабатывания клапана выявляется по стабилизации показаний манометра 1 (см. рис. 1.2).
При необходимости настройка клапана осуществляется в следующем порядке.
Снимается защитный колпак и ослабляется контргайка регулировочного винта. При помощи отвертки регулировочный винт устанавливается в положение, обеспечивающее требуемое давление срабатывания клапана. При вращении винта по часовой стрелке давление срабатывания увеличивается, против часовой стрелки - уменьшается.
После окончания регулировки, удерживая отверткой регулировочный винт, закрепить его контргайкой, после чего надеть защитный колпак.
4.3 Содержание отчета
В отчете приводятся условные обозначения клапанов, краткое описание их устройства и принципа действия.
|
| Рисунок 4.3 – Схема установки распределителя при регулировке предохранительного клапана |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1 Как классифицируются предохранительные клапаны?
2 Какие типы предохранительных клапанов прямого действия Вы знаете?
3 Расскажите достоинства и недостатки клапанов прямого действия.
|
|
|
4 Расскажите достоинства и недостатки клапанов непрямого действия.
5 Расскажите принцип работы клапана непрямого действия?
6 На какое давление настраиваются первичные и вторичные предохранительные клапаны?
7 Для чего предназначены первичные предохранительные клапаны?
8 Для чего предназначены вторичные предохранительные клапаны?
9 Как настраивается клапан на требуемое давление срабатывания?
10 Что необходимо сделать, чтобы узнать, на какое давление настроен первичный предохранительный клапан?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ
И СНЯТИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ
5.1 Общие сведения
Направляющие гидроаппараты предназначены для изменения направления движения потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного закрытия проходного сечения. С помощью направляющих гидроаппаратов осуществляется пуск, изменение направление движения и остановка гидродвигателей.
Основными параметрами направляющих гидроаппаратов является номинальный расход, номинальное давление и условный проход.
Под условным проходом понимают диаметр круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала устройства или площади проходного сечения присоединяемого трубопровода. Условный проход стандартизирован.
В гидроприводах мобильных машин применяют гидрораспределители преимущественно с запорно-регулирующим элементом золотникового типа. Такие распределители компактны и технологичны. Золотники этих распределителей легко уравновешиваются от действия статического давления жидкости в радиальном и осевом направлениях.
По числу подсоединенных линий различают двух-, трех-, четырехлинейные и другие распределители. В зависимости от числа позиций (положений золотника) распределители могут быть двух-, трех- и четырехпозиционные. У двухпозиционных распределителей только два фиксированных положения золотника, у трехпозиционных – три (одно нейтральное и два рабочих, обеспечивающих работу гидродвигателя в противоположных направлениях). Четырехпозиционные распределители имеют четыре положения золотника (как правило, четвертая позиция является “плавающей”, при которой возможно движение гидродвигателя под действием внешних нагрузок).
Гидрораспеделители изображаются на схемах в виде нескольких рядом расположенных прямоугольников, число которых равно числу позиций золотника.
Линии внутри каждого прямоугольника соответствуют схеме соединения или перекрытия каналов в этой позиции. Линии снаружи одного из прямоугольников, соответствующего позиции золотника “на складе” (чаще всего нейтральной), показывают пути подвода жидкости к распределителю и отвода ее к гидродвигателю и в бак. Чтобы представить схемы соединения каналов при другой позиции золотника, необходимо мысленно передвинуть соответствующий контур на место исходного, оставляя подводящие линии в прежнем положении.
|
|
|
Если необходимо показать схему соединения каналов в промежуточном положении золотника (между двумя фиксированными положениями), то это изображается на схеме штриховыми линиями.
Отверстия для присоединения к другим устройствам или трубопроводам обозначаются следующими буквами (ГОСТ 26890-86): Р - отверстие для входа рабочей жидкости под давлением (напорный канал); Т - отверстие для выхода рабочей жидкости под давлением (сливной канал); А, В - отверстия для подсоединения к другим устройствам (рабочие каналы); X, Y, V- отверстия для подсоединения к линиям управления (каналы управления); L - отверстия для подсоединения дренажных трубопроводов (дренажные каналы); М - отверстие для манометра.
Конструкции некоторых типов золотников распределителей и схемы их работы показаны на рисунке 5.1.
Уравновешивание в осевом направлении обеспечивается шейками золотника. Силы, возникающие от действия жидкости, находящейся под давлением между шейками золотника, действуют в противоположных направлениях и взаимоуравновешивают друг друга.
Для разгрузки золотников от статических давлений в радиальном направлении в корпусе распределителя делаются круговые выточки - камеры. Жидкость, находящаяся под давлением в этих камерах, действует на шейку золотника по всей длине окружности, уравновешивая его. В тех случаях, когда необходимо перекрыть канал, а, следовательно, невозможно использовать камеры, в золотнике делаются специальные отверстия. Золотник в этом случае уравновешен, так как часть давления жидкости воспринимается поверхностью корпуса.
| 
|
| а) | б) |
| Рисунок 5.1- Конструкции золотников распределителей (а) и схемы их работы(б). |
Перемещение золотника в корпусе возможно лишь при наличии диаметрального зазора в сопряжении, по которому возможны утечки масла. Для снижения утечек необходимо уменьшать зазоры, что достаточно трудоемко обеспечить технологически. Кроме того, при малых зазорах снижается надежность работы распределителя, так как деформации корпуса могут вызвать заклинивание золотника.
Осевое усилие, необходимое для перемещения золотника, во многом зависит от правильности геометрической формы золотника и отверстия в корпусе. Трение золотника при наличии рабочего давления возникает вследствие неравномерного распределения давления в зазоре, создающего неуравновешенное радиальное усилие. Это происходит в тех сопряжениях, по которым идет утечка масла из-за перепада давления в соседних камерах.
Причиной возникновения защемляющих усилий, остающихся после сброса давления, является засорение радиального зазора продуктами износа, находящимися в масле.
Наиболее простой способ снижения неуравновешенных радиальных усилий - прорезка на уплотняющих поясках золотника распределителя (а так же на аналогичных устройствах направляющих и регулирующих гидроаппаратов других типов) разгрузочных канавок шириной и глубиной 0,3…0,5 мм, выравнивающих давление в зазоре по окружности (рисунок 5.2).
|
| 1 – камера разгрузочная; 2 - отверстия разгрузочные; 3 - канавка разгрузочная; 4 - фаска дросселирующая; 5 - прорезь дросселирующая. Рисунок 5.2 – Уравновешивание золотников в радиальном направлении: а) посредством камеры, расположенной в корпусе; б) специальными отверстиями в золотнике. |
Для исключения гидравлических ударов в системе, на рабочих кромках золотников выполняются специальные фаски или дросселирующие прорези, обеспечивающие достаточно плавное изменение давления при включении гидродвигателя.
По перекрытию проходных каналов золотником различают распределители с положительным, нулевым и отрицательным перекрытием (рисунок 5.3).
|
| Рисунок 5.3 – Схемы расположения золотников в расточке гидрораспределителя при положительном (а), отрицательном (б) и нулевом (в) перекрытиях проходного канала. |
Распределители с нулевым перекрытием каналов технологически трудно изготовить. Распределители с отрицательным перекрытием каналов находят применение в высокочувствительных системах автоматического регулирования. На мобильных машинах используются распределители с положительным перекрытием проходных каналов, обеспечивающие высокую динамическую устойчивость привода, поскольку имеют зону нечувствительности. Такие распределители технологически проще изготовить, чем распределители с нулевым перекрытием и они не имеют больших утечек рабочей жидкости.
Принцип действия распределителей показан на рисунках 5.4-5.5.
Гидрораспределители могут иметь параллельную, последовательную и индивидуальную схемы соединения каналов (рисунок 5.6).
При параллельной схеме (рисунок 5.6, а) общий напорный канал Н позволяет одновременно соединять с насосом несколько гидродвигателей. Отводящие каналы С1 и С2 рабочих секций соединены между собой и со сливной гидролинией (отверстие Т) в сливной секции распределителя. Давление в системе определяется сопротивлением наименее нагруженного гидродвигателя.
При последовательной схеме (рисунок 5.6, б) в гидрораспределителе устанавливают промежуточную секцию, которая позволяет совмещать выполнение рабочих операций двумя гидродвигателями от одного потока. В этом случае каждая рабочая секция распределителя имеет свой напорный Н и отводящие С1 и С2 каналы. Жидкость, сливаемая из первого по ходу ее движения гидродвигателя, поступает в последующий гидродвигатель. Давление в системе для такой схемы соединения определяется суммарной нагрузкой гидродвигателей.
При такой схеме соединения каналов во всех отводах рабочих секций, расположенных за промежуточной секцией, должны быть установлены дополнительные предохранительные клапаны, исключающие перегрузки.
|
| |||
| а) | б) | |||
| Рисунок 5.4– Принцип действия двухпозиционного гидрораспределителя: а- двухлинейногно; б- трехлинейного. | ||||
|  
| |||
| а) | б) | |||
| Рисунок 5.5– Принцип действия четырехлинейного гидрораспределителя: а- двухпозиционного; б- трехпозиционного. | ||||
Индивидуальная схема (рисунок 5.6, в) обеспечивает подвод всего потока жидкости только к одному гидродвигателю. При одновременном включении всех гидродвигателей будет работать тот, золотник управления которым расположен ближе к напорной гидролинии (канал р). При такой схеме соединения каждая рабочая секция распределителя имеет свой напорный канал Н за счет установки промежуточной секции. Сливные каналы С1 и С2 являются общими.
По конструктивному исполнению корпуса различают секционные (рисунок 5.7,а) и моноблочные (рисунок 5.7,б) гидрораспределители.
 а)
| |||
б) | |||
в) | |||
| Рисунок 5.6 – Распределитель с соединением каналов: а- параллельным; б- последовательным; в- индивидуальным. |
У секционных распределителей золотники расположены в отдельных рабочих секциях. Совместно с напорной, сливной, и, при необходимости, промежуточной секциями, эти секции соединяются при помощи стяжных болтов или шпилек в единый блок.
У моноблочных распределителей все золотники, предохранительные, а иногда и обратные клапаны, расположены в одном корпусе.
Регулировочная характеристика (рисунок 5.8) определяет зависимость расхода рабочей жидкости Q от перемещения золотника l. Быстродействие распределительного устройства характеризуется крутизной наклона регулировочной характеристики, оцениваемой коэффициентом усиления по расходу
. (5.1)
5.2 Порядок выполнения работы
5.2.1 Подготовка стенда к испытаниям.
Для проведения испытаний соединить насос и распределитель с баком и гидросистемой стенда в соответствии с рисунком 5.9. Рукоятка 10 управления дросселем должна находится в положении "открыто", рукоятка 7 включения счетчиков жидкости в положении "выключено", а рукоятка 8 устанавливается в положение подач, зависящее от типа насоса (см. лабораторную работу №1).
Рычаги золотников распределителя должны находиться в нейтральном положении.
 
| 
|
| а) | б) |
| Рисунок 5.7 – Конструкция распределителя: а-секционного; б- моноблочного. | |
| |
| Рисунок 5.8 – Регулировочная характеристика распределителя. |
5.2.2 Определение давления автоматического возврата золотника в нейтральное положение.
Давление автоматического возврата золотника для моноблочного распределителя типа Р75 должно быть равным 12 МПа. Его величина контролируется следующим образом.
После включения насоса стенда переместить золотник распределителя в положение, обеспечивающее подачу рабочей жидкости в гидросистему стенда.
При помощи рукоятки 10 управления дросселем увеличить давление до тех пор, пока рычаг распределителя не возвратится в исходное положение.
Давление автоматического возврата золотника выявляется по скачку стрелки манометра 1 во время срабатывания механизма возврата.
5.2.3 Построение регулировочной характеристики распределителя.
Для построения регулировочной характеристики установить рычаг распределителя в приспособление для его перемещения и повернуть рукоятку 7 в положение "включено".
При помощи приспособления переместить рычаг распределителя в положение, при котором рабочая жидкость начнет подаваться в гидросистему стенда, замерив при этом ход рычага по линейке.
Определить расход рабочей жидкости по показаниям счетчика за 1 минуту.
Повторить испытания, перемещая рычаг распределителя на 2-3 мм до полного открытия каналов золотником распределителя, фиксируя при каждом положении рычага его ход l и расход Q рабочей жидкости.
5.3 Cодержание отчета
В отчете приводится принципиальная гидравлическая схема распределителя, его краткое описание.
По результатам испытаний заполняется таблица 5.1. Ход золотника распределителя определяется с учетом передаточного отношения рычага распределителя.
|
| Рисунок 5.9 – Схема установки распределителя. |
По полученным результатам строится регулировочная характеристика, рассчитывается коэффициент усиления по расходу, определяется величина и тип перекрытия проходного канала.
Таблица 5.1 - Результаты испытаний гидрораспределителя
| Давление возврата золотника p, МПа | Ход рычага распределителя L, мм | Ход золотника распределителя l, мм | Расход рабочей жидкости Q, дм3/с |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1 Для чего служат гидравлические распределители?
2 Что такое условный проход?
3 Как классифицируются гидравлические распределители?
4 Какие бывают распределители по виду перекрытия проходного канала?
5 Как уравновешиваются золотники распределителей в осевом и радиальном направлениях?
6 Охарактеризуйте распределитель с параллельной схемой соединения каналов.
7 Охарактеризуйте распределитель с последовательной схемой соединения каналов.
8 Охарактеризуйте распределитель с индивидуальной схемой соединения каналов.
9 Как классифицируются распределители по конструктивному исполнению корпуса?
10 Для чего служит «плавающая» позиция золотника распределителя?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И РЕГУЛИРОВКА АППАРАТОВ
ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ
6.1 Общие сведения
Основными аппаратами для управления расходом рабочей жидкости являются дроссели и регуляторы расхода.
Дроссельное управление является наиболее простым и наименее дорогостоящим, поэтому широко применяется в гидроприводах малой мощности.
Дроссель представляет собой местное сопротивление, устанавливаемое на пути движения жидкости с целью ограничения ее расхода или создания перепада давления (рисунок 6.1).
Различают линейные и нелинейные (квадратичные) дроссели. У линейного дросселя сопротивление зависит от вязкости жидкости, поэтому он может быть применен лишь при условии постоянства температур. В связи с этим такие дроссели не нашли широкого применения на мобильных машинах. К дросселям, используемым в гидросистемах СДМ, работающим в условиях широкого температурного диапазона, предъявляются следующие требования: форма проходного сечения дроссельного канала не должна значительно изменять коэффициент расхода жидкости при измерении теплового режима работы; дроссельный канал должен быть минимально коротким.
Этим требованиям наиболее полно отвечает квадратичный дроссель в виде тонкой шайбы (рисунок 6.1,в). Подобные дроссели обладают минимальной зависимостью сопротивления от вязкости жидкости.
Количество жидкости, проходящей через квадратичный дроссель, можно определить по формуле
, (6.1)
где μ - коэффициент расхода, μ = 0,64...0,75;
Δр - перепад давления на дросселе;
ρ - плотность рабочей жидкости;
S - площадь проходной щели дросселя.
| 
| 
|
| а) | б) | в) |
 
| 
| |
| г) | д) | |
| Рисунок 6.1 – Детальное (а) и упрощенное (б) обозначения регулируемого дросселя, схема нерегулируемого квадратичного дросселя (в), регулируемый квадратичный дроссель с коническим смещающимся запорным элементом (г) и со щелевым поворотным запорным элементом (д). |
Дроссельное регулирование скорости гидродвигателей основано на том, что через дроссель проходит только часть потока, подаваемого насосом.
В гидросистемах дроссели могут устанавливаться (рисунок 6.2) на входе в гидродвигатель, выходе из него и на ответвлении (параллельно гидродвигателю).
При установке дросселя на входе в гидродвигатель давление перед дросселем будет определяться настройкой предохранительного клапана, через который осуществляется слив части рабочей жидкости, а за дросселем –нагрузкой на гидродвигатель. Перепад давления на дросселе, а, следовательно, и расход через дроссель, будут зависеть от нагрузки, и вследствие этого быть непостоянными. Это приводит к непостоянству скорости выходного звена гидродвигателя.
Так как через предохранительный клапан постоянно проходит часть потока масла, то насос непрерывно работает под максимальным давлением, независимо от нагрузки на выходном звене гидродвигателя, что приводит к значительным потерям мощности.
Дроссели на входе хорошо работают при нагрузках, направленных против направления движения выходного звена (встречные нагрузки).
При воздействии на выходное звено гидродвигателя знакопеременных нагрузок, дроссель целесообразно устанавливать на выходе (рисунок 6.2, б).
Установка дросселя на выходе обеспечивает плавное движение рабочего органа, но также, как и в предыдущем случае, не обеспечивает стабильной скорости выходного звена гидродвигателя при переменных нагрузках.
| ||
| а) | б) | в) |
| Рисунок 6.2 - Схемы дроссельного регулирования скорости гидродвигателя с установкой дросселя: а) на входе; б) на выходе; в) параллельно гидродвигателю (на ответвлении). |
Установка дросселя на ответвлении (параллельно гидродвигателю) позволяет снизить потери мощности в гидроприводе по сравнению с двумя вышерассмотренными случаями. Насос будет развивать давление, зависящее от нагрузки на гидродвигатель. Однако и эта схема не обеспечивает постоянной скорости выходного звена гидродвигателя.
В тех случаях, когда требуется обеспечить постоянный расход жидкости для поддержания требуемой скорости движения выходного звена гидродвигателя независимо от нагрузки, в линии питания потребителя вместо дросселей устанавливают регуляторы расхода (рисунок 6.3), которые обеспечивают постоянный расход жидкости.
Регулятор расхода состоит из дросселя, обычно регулируемого, и клапана, поддерживающего постоянным перепад давления на дросселе 
. Поршень клапана находится под действием давлений 
и 
и пружины. Если, например, внешнее давление p2 после дросселя увеличится, то поршень клапана сместится вниз, открывая проходное сечение, благодаря чему увеличится и поток жидкости, поступающей к дросселю. За счет этого увеличится и давление p1 перед дросселем, но при этом сохранится условие 
p=p1-p2=const. При уменьшении давления p2 поршень клапана уменьшит сечение для прохода потока жидкости, поступающей к дросселю, что приведет и к уменьшению давления p1 при p=const. Устойчивая работа двухлинейного регулятора расхода обеспечивается при выполнении условия p1>p2max.
Двухлинейные регуляторы расхода могут использоваться для обеспечения совместной, независимой друг от друга работы нескольких гидродвигателей (рисунок 6.3, г). Включение каждого гидромотора и регулирование его частоты вращения обеспечивается соответствующим регулятором расхода. В этом случае подача насоса должна превышать максимальный суммарный расход гидромоторов, а предохранительный клапан настроен на давление, превышающее максимальное рабочее давление на наиболее нагруженном гидромоторе. Лишь при выполнении этого условия обеспечивается устойчивая работа приведенной на рисунке гидросистемы. Существенным недостатком такой схемы является постоянный слив рабочей жидкости через предохранительный клапан на слив, так как в этом случае насос постоянно будет работать при максимальном давлении, даже при отсутствии нагрузки на гидромоторах.
а) б) | |||
| 
| ||
| в) | г | ||
| Рисунок 6.3 – Детальная (а) и упрощенная (б) схемы двухлинейного регулятора расхода по ГОСТ 2.781-96, принцип его работы (в) и схема подключения для управления несколькими гидромоторами (г). |
Трехлинейный регулятор расхода непосредственно обеспечивает слив избытка рабочей жидкости в бак (рисунок 6.4). Всякое изменение внешнего давления в рабочем отводе приводит к соответствующему изменению давления перед дросселем, причем перепад давления на дросселе остается постоянным. Это обеспечивается левым клапаном, дросселирующий золотник которого находится в равновесии под действием усилия пружины и усилий от давления масла в его торцовых полостях, соединенных с гидролиниями перед и после основного регулируемого дросселя. При этом перепад давления поддерживается на уровне 0,2…0,25 МПа, а это значит, что давление, развиваемое насосом, определяется нагрузкой на гидродвигатель, а не настройкой предохранительного клапана. Правый клапан трехлинейного регулятора расхода является предохранительным. При его срабатывании аппарат работает подобно предохранительному клапану непрямого действия.
|
| а) |
|
| б) |
| Рисунок 6.4 – Схема а и принцип работы трехлинейного регулятора расхода. |
Вследствие таких особенностей трехлинейного регулятора расхода они не должны использоваться по схеме, изображенной на рисунке 6.3,г, предназначенной для обеспечения совместной работы нескольких гидродвигателей. В противном случае давление в гидросистеме будет определяться наименее нагруженным гидромотором, что не обеспечивает стабильную работу остальных гидромоторов.
6.2 Порядок выполнения работы
Собрать схему в соответствии с рисунком 6.4. Эксперименты проводятся при установке дросселя на входе в гидроцилиндр, выходе их него и параллельно. Например, при перемещении золотника распределителя Р1 вниз для гидроцилиндра Ц1 дроссель ДР2 установлен на входе, а ДР3– на выходе. Дроссель ДР1 установлен на ответвлении независимо от направления перемещения золотника распределителя.
При проведении эксперимента дроссель, для которого определяется площадь сечения (например, ДР2), открывается полностью только при проведении первого эксперимента. Остальные дроссели открываются полностью (ДР1, ДР3).
При помощи секундомера и мерной линейки определяется скорость перемещения штоков гидроцилиндра Ц1 и ее значение заносится в таблицу 1. Одновременно замеряются показания манометров МН1, МН3 и МН4. Расход жидкости через дроссель при его установке на входе или выходе находится по формуле
Q=SV, (6.2)
где V - скорость перемещения штока гидроцилиндра;
S - площадь соответствующей полости гидроцилиндра.
Расход жидкости через дроссель при его установке на ответвлении находится по формуле:
Q = Qн – SV, (6.3)
где Qн – подача насоса.
После этого определяется площадь поперечного сечения дросселя, используя формулу (6.1).
Эксперимент повторяется для нескольких значений проходного сечения дросселя (ДР2).
Затем эксперименты проводятся для следующего дросселя.
В отчете приводится схема включения дросселей. По результатам испытаний заполняется таблица 6.1 и делаются выводы о работе дросселя.
Таблица 6.1 - Результаты испытаний
| Показания манометров | Скорость штока | Расход через дроссель | Площадь сечения дросселя | ||
| МН1 | МН3 | МН4 | V | Q | S |
|
| Рисунок 6.4– Схема установки дросселей в гидросистему. |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1 Что такое «дроссель», каких типов они бывают?
2 В чем преимущества квадратичного дросселя по сравнению с линейным?
3 Поясните, в каких случаях принимается решение об установке дросселя на входе в гидроцилиндр.
4 В каких случаях дроссель устанавливается на выходе из гидроцилиндра и параллельно ему?
5 Как измениться скорость движения штока гидроцилиндра при уменьшении проходного сечения дросселя, установленного на ответвлении?
6 Как измениться скорость движения штока гидроцилиндра при уменьшении проходного сечения дросселя, установленн
|
|
|
