Особенности гидравлических распределителей: типы и механизм функционирования

Гидрораспределителями называют класс устройств, предназначенных, чтобы управлять жидкостными потоками системы через внешний сигнал (воздействие). При работе гидросистем нередко появляется необходимость изменения направления или силы жидкостного потока. Для таких целей, как раз, и используют гидрораспределители разнообразных конструкций. Обычно, для изготовления гидрораспределителей путем литья используют модифицированный чугун, высококачественную сталь либо бронзу. Вид соединения с гидросистемой может быть:

• Фланцевым;
• Резьбовым;
• Стыковым.

Конструктивные особенности гидрораспределителей

Исходное положение гидрораспределителя (Р) говорит о том, что поступление жидкости от насоса (Н) к гидроцилиндру (Ц) не осуществляется, а сливается она в резервуар гидробака (Б) посредством предохранительного клапана (КП). При перемещении оператором ручки запорно-регулирующего элемента в позицию 1, жидкость начинает поступать в зону поршневой полости гидроцилиндра, а поршень производит движение вправо. Тем временем, из штоковой полости жидкость сливается. При возвращении ручки в исходную позицию, происходит остановка поршня гидроцилиндра, а жидкость снова сливается в бак. Чтобы поршень двигался влево, оператору необходимо переместить рукоять распределителя, при этом происходит смещение запорно-регулирующего элемента в позицию 2.

Основываясь на таком критерии, как метод управления рабочей жидкостью, гидрораспределители бывают:

• Ручными;
• Механическими;
• Электрическими.

Классификация

Существует множество классификаций гидрораспределителей по различным критериям, но самым распространенным из них выступает – тип запорно-регулирующих элементов. По данному критерию распределители могут быть:

• Золотниковыми;
• Клапанными;
• Крановыми.

Характеристика золотниковых гидрораспределителей

Роль запорно-двигательного элемента в таких гидрораспределителях играет золотник, его еще называют золотниковым клапаном, направляющим жидкостный поток, смещая подвижные части относительно окон в поверхности, по которой он перемещается (скользит). Цилиндр с переменным диаметром, обычно, и выступает, как золотник, который, в самом простом случае, занимает три позиции:

• Нейтральное положение (распределительные каналы пребывают в запертом состоянии, поступления жидкости в полости не идет, шток покоится на месте);
• Золотник смещается влево (происходит поступление жидкости в область левой полости гидроцилиндра, а затем и выдвижение штока);
• Золотник смещается вправо (происходит поступление жидкости в область правой полости гидроцилиндра, а из левой она сливается в бак, шток, при этом, вдвигается).

Управление такими гидрораспределителями осуществляется вручную либо под воздействием электромагнитов и прочих механизмов, бывает, что пользуются смешанными системами управления.

Сложные механизмы секционных гидрораспределителей обладают сразу несколькими золотниками. Соединены они друг с другом, как правило, болтами. Модели таких распределителей используют разнообразные типы запорно-регулирующих механизмов:

• Механизмы, имеющие положительные осевые перекрытия (есть возможность фиксации поршня в определенном положении, но точная фиксация не достигается за счет области нечувствительности);
• Механизмы, имеющие нулевые перекрытия (они более совершенны из-за отсутствия нечувствительной зоны, отличаются усложненным процессом изготовления, поэтому обладают высокой ценой);
• Механизмы, имеющие минимальные перекрытия (обладают небольшой зоной чувствительности и невысокой стоимостью, но менее надежны из-за меньших показателей жесткости).

Среди явных плюсов золотниковых распределителей можно назвать:

· Простоту конструкции;

· Незначительность усилий переключения;

· Высокую переключаемую мощность;

· Мультивариантность управления;

· Наличие низких потерь.

К минусам относят:

· Увеличивающиеся утечки жидкости при длительном эксплуатационном сроке;

· Нет возможности функционирования при давлениях, больше 32 МПа.

Характеристика клапанных гидрораспределителей

Важной особенностью клапанных распределителей выступает их высокая герметичность, в связи с этим им, по сравнению с золотниковыми, не страшны большие давления.

Основа их конструкции заключается в обладании несколькими проходными клапанами, открывающимися и закрывающимися в определенной последовательности, что отвечает за высоконадежную работу. Регулировка клапанного открытия и закрытия осуществляется посредством движения стержня, имеющего выступы. При движении стержня в определенной последовательности, происходит его воздействие на два нужных клапана, результатом чего выступает поступление жидкости в область рабочей емкости либо в полость гидродвигателя. По внешнему виду клапаны, как правило, схожи с шаром, конусом либо плоским диском. Управлять ими можно вручную или посредством электрического и механического оборудования.

Плюсы:

· Характеризуются долговечностью;

· Отсутствуют утечки;

· Функционирование при высоких показателях давления;

· Обеспечивают функцию изоляции без надобности в специализированных средствах.

Минусы:

· Малый ход способствует большим потерям давления;

· Образование провалов давления при переключении из-за обладания отрицательным перекрытием;

· Крупногабаритность;

· Потеря эксплуатационных качеств, благодаря неполному выравниванию давления по оси запорного элемента.

Характеристика крановых гидрораспределителей

Основой их функционирования является функция перераспределения жидкостного потока посредством поворота пробки, которая может обладать конической, плоской, цилиндрической либо сферической формой. Пробка располагает двумя перпендикулярными непересекающимися отверстиями. Ей свойственно занятие двух или больше угловых положений. Данные краны используются, как самостоятельные распределители или, как пилотные.

Обеспечение герметичности таких устройств осуществляется через притирку самой пробки к корпусу крана. По мере их изнашивания происходит увеличение зазора между ними, из-за чего образуется утечка жидкости, что и выступает важнейшим минусом конструкции. Аналогичного несовершенства нет у крановых распределителей, имеющих подпружиненную коническую пробку.

Характеристика гидрораспределителей вида «сопло-заслонка»

В гидрораспределителях такого типа жидкость распределяется по принципу конструкции гидроделителей давления, для которых характерно применение настраиваемых и регулируемых гидродросселей. Как показывает практика, наиболее широкое распространение свойственно одно - и двудросельным распределителям вида «сопло-заслонка».

Базовые принципы функционирования гидрораспределителей

Работа гидрораспределителей осуществляется по двум принципам:

• Направляющему (направляющему распределителю свойственно перекрывать либо изменять движение жидкостного потока через полное открытие или полное перекрытие проходных сечений соответствующего типа);
• Дросселирующему (дросселирующему гидрораспределителю свойственно изменение показателей расхода и движения жидкостного потока сразу по нескольким гидролиниям, путем изменения силы управляющего воздействия извне. Как дросселирующие, обычно, используются золотниковые распределители, но иногда применяют и гидрораспределители вида «сопло-заслонка»).

Области применения

Применение распределителей обширно и разнопланово, все зависит от вида конкретной гидросистемы. Итак, устройства используются:

· Подъемниками разнообразных видов;

· Крановыми манипуляторами;

· Грузовым автотранспортом;

· Всевозможным станочным оборудованием;

· Сельхозтехникой;

· Теплосетями;

· Спецтехникой, применяемой в строительстве;

· Системами водоканалов;

· Гидроэлектростанциями и т.д.

Как правильно выбрать распределитель?

Основным моментом при выборе, на который стоит обратить тщательное внимание, выступает наличие способности справляться с той величиной давления, которая должна находиться в соответствии с возможностями гидрораспределителя. Если нагрузка составляет больше 32 МПа, то необходимо обзавестись клапанным распределителем, т.к. он выдерживает давления до 80 МПа, обеспечивая герметичность всей системы.

Обладание низкой пропускной способностью у крановых гидрораспределителей является их существенным минусом, но они пользуются спросом там, где нужно обеспечить стабильную и высококачественную очистку со скоростью до 10 л за минуту. Такой тип распределителя, как «сопло-заслонка» считается редким, т.к. область его использования весьма специфична и ограничена.

Влияние гидрораспределителей на надежное и слаженное функционирование всей гидросистемы весьма значимо, поэтому выбирать данное устройство нужно со всей ответственностью. Приобретая гидрораспределитель, стоит учитывать мнение специалистов. Правильная и грамотная установка – тоже немаловажный процесс, гарантирующий корректность и долговечность эксплуатации.