complete (Изучение построения робототехнических комплексов для нанесения лакокрасочных материалов в мебельной промышленности), страница 8

Поршневые гидроцилиндры рассмотренной конструкции, пред­назначенные для работы при давлении масла р = 32 МПа в диапазо­не усилий 63 ... 2500 кН, серийно выпускаются специализирован­ными заводами как комплектующие изделия.

Многообразие конструкций гидроцилиндров не исчерпывается, разумеется, рассмотренными примерами. Так, например, гидроци­линдры, работающие при очень высоких давлениях - свыше 100 МПа, выполняют в виде предварительно напряженной конст­рукции с двухслойной цилиндрической стенкой. Наружный слой соединяют с внутренним по посадке с натягом, благодаря чему наиболее напряженная зона цилиндра при сборке нагружается сжимающими напряжениями. Они суммируются с растягивающими напряжениями при нагружении цилиндра внутренним давлением. Применение предварительно напряжкнной конструкции позволяет существенно уменьшить наружний диаметр цилиндра. Имеются примеры конструкций, в которых наружняя станина выполнена путем намотки высокопрочной проволки, причем в процессе намотки создается необходимое натяжение проволки.

3.5 Аппаратура управления

Аппаратура управления гидропривода может быть разделена на распределительную, регулирующую и защитную.

3.5.1. Распределительная аппаратура

Эта аппаратура обеспечивает распределение потоков рабочей жидкости в соответствии с циклом работы машины. К ней относятся клапанные и золотниковые распределители, а также клапаны, про­пускающие жидкость только в одном направлении - так называемые обратные клапаны и некоторые специальные устройства на их базе (поддерживающие клапаны и гидрозамки).

3.5.1.1 Клапанные распределители

Клапанные распределители делятся по назначению на впуск­ные или напорные и на выпускные или сливные. Впускные обеспе­чивают проход жидкости от источника давления (насоса) к потреби­телю (гидроцилиндру), а выпускные - из гидроцилиндра на слив. Для управления одной полостью гидроцилиндра устанавливают два клапанных распределителя - впускной и выпускной. Клапанные распределители используют в гидроприводах, работающих с водой. В гидроприводах, работающих с минеральными маслами, как пра­вило, используются золотниковые распределители.

С хема клапанного распреде­лителя показана на рис. 28. Для прохода жидкости в направлении, указанном стрелками, клапан 1 приподнимают с помощью управ­ляющего штока 2. При опущенном клапане 1 вход и выход распреде­лителя - полости А и Б - разъеди­нены, так как клапан 1 прижат к седлу 3 силой Р_в давления жидко­сти в полости В, постоянно сооб­щенной с полостью А.

Пружина нужна главным образом для ускорения опускания клапана 1 после отвода штока 2 вниз. Для удаления воздуха из надклапанной полости предусмотрена воздухос-пускная пробка 5.

Рис. 28. Схема клапанного распределителя

Размеры клапана и высоту его подъема при открытии назначают такими, чтобы скорость жидкости в полости Б и в зазоре м«вдукпа-паном и седлом не превышала допустимой величины. Для воды. 20 30 м/с доя впускных и 10 ... 15 м/с для выпускных клапанов. Допустимая скорость для выпускных клапанов Уменьшена с тем чтобы снизить перепад давлений на клапане при обратном ходе поршня (плунжера).

3.5.1.2 Золотниковые распределители

Золотниковые распределители предназначены для работы в гидроприводах, где в качестве рабочей жидкости используется ми­неральное или синтетическое масло. Принцип действия распредели­теля поясняется схемой, приведенной на рис. 46. В корпусе 1 за­прессована втулка 2, в которой с возможностью относительного осе­вого перемещения установлен золотник 3. Каналы (ходы) 1 - IV предназначены для подвода и отвода жидкости. Канал 1 соединяют с источником жидкости высокого давления, канал II - с линией слива, каналы III и IV - с полостями поршневого гидроцилиндра, управ­ляемого данным распределителем.

Таким образом, для управления двухполостным гидроцилин­дром достаточно иметь один золотниковый распределитель вместо четырех клапанных. Золотник 3 распределителя может занимать три фиксированных положения - два крайних и одно среднее (нейтраль­ное). На рис. 29 золотник 3 показан в нейтральном положении. В крайнем левом положении золотника канал III будет соединен со сливом, а канал IV с насосом. В крайнем правом положении канал III

Рис. 29. Золотниковый распределитель

будет соединен с насосом, а канал IV со сливом. Перемещение зо­лотника из нейтрального положения в крайние осуществляется при помощи двух электромагнитов толкающего типа, а при больших размерах золотника для этого используют гидравлическое или элек­трогидравлическое управление. В первом случае в торцовые камеры А к Б подается жидкость под давлением из линии управления через отдельный вспомогательный распределитель. Во втором случае вспомогательный трехпозиционный распределитель с электромаг­нитным управлением или два двухпозиционных вспомогательных распределителя устанавливаются на корпусе 1 и являются неотъем­лемой частью основного распределителя.

Для возврата золотника 3 в нейтральное положение предусмот­рены пружины и дистанционные втулки 4.

Герметизация сопряжения золотник-втулка обеспечивается бла­годаря малой величине зазора.

Золотниковые распределители характеризуются следующими признаками:

- числом позиций;

- числом ходов (каналов);

- допустимым расходом жидкости (пропускная способность);

- допускаемым давлением жидкости;

- схемой распределения потоков жидкости;

- способом управления;

- способом монтажа.

По числу позиций различают трехпозиционные и двухпозици-онные распределители. По числу ходов различаются двух-, трех- и четырехходовые, или, что то же, двух-, трех- и четырехлинейные.

Специализированные заводы гидроаппаратуры выпускают зо­лотниковые распределители с допустимым расходом жидкости от 1,33 • 10"⁴ м³/с до 0,55 м³/с (от 8 до 3000 л/мин), рассчитанные на давле­ние 20 МПа и 32 МПа, в специальном исполнении - до 50 МПа.

Схемы распределения потоков жидкости серийными золотнико­выми распределителями показаны на рис. 30. Трехпозиционные рас­пределители (1) - (5) отличаются друг от друга состояниями в ней­тральном положении золотника. В распределителе первого исполнения напорная линия насоса соединена со сливом, полости гидроцилиндров заперты. Во втором исполнении все линии соединены между собой. В третьем исполнении все линии перекрыты (конструктивная схема распределителя этого исполнения приведена на рис. 29).

В четвертом исполнении оба гидроцилиндра соединены с насосом, а в пятом - со сливом. Во всех пяти исполнениях при крайнем левом положении золотника цилиндр Ц1 соединяется с напорной линией насоса, а цилиндр Ц2 - со сливом, в крайнем правом Ц1 - со сливом, а Ц2 - с насосом.

Рис.30 . Четырехлинейные распределители:

(/) - (5) - трехпозиционные, (б) и (7) - двухпозиционные; Н- подвод жидкости от насоса, С - слив,

Ц1,Ц2 - линии к гидроцилиндрам

Потеря давления при движении жидкости через золотниковый распределитель обычно не превышает 0,3 ... 0,4 МПа.

По способу управления, как было отмечено выше, различают распределители с электромагнитным, гидравлическим и электрогид­равлическим управлением. Значительно реже применяются распре­делители с пневматическим управлением.

По способу монтажа, т.е. соединения распределителя с другими элементами гидропривода, различаются распределители со стыко­вым, фланцевым и резьбовым подсоединением. В первом случае все каналы (I, II, III, IV, а также отверстие для дренажа утечек) выведе­ны на одну из плоскостей корпуса, которая при помощи винтов или шпилек стыкуется с плитой из толстолистового проката. В плите просверлены отверстия, необходимые для соединения аппаратов управления гидроприводом в соответствии с гидросхемой. Такой способ монтажа в настоящее время находит широкое применение.

При втором способе монтажа к каналам распределителя при­соединяются трубы с помощью фланцев, а при третьем способе в каналах (ходах) нарезается резьба, как правило коническая, в кото­рую ввинчиваются штуцеры, соединяемые с трубами.

Золотники изготовляют из углеродистых сталей У8А, У10А, из конструкционной стали 20Х с последующей цементацией, а также из сталей аустенитного класса, например, стали ШХ15. Золотник должен быть закален до твердости 56 ... 62HRC. Поверхности рабо­чих поясков золотника шлифуются и полируются, после чего золот­ник промывается или подвергается ультразвуковой обработке с це­лью удаления продуктов износа абразивного инструмента.

Втулка золотникового распределителя выполняется либо из тех же сталей, что и золотник, либо из твердых бронз. В ряде конструк­ций распределителей втулка отсутствует, и золотник размещается непосредственно в отверстии корпуса, который изготовляют из вы­сококачественного чугуна путем литья в кокиль.

3.5.1.3 Обратные клапаны, поддерживающие клапаны, гидрозамки

Обратные клапаны предназначены для пропускания жидкости в одном направлении. Они самоуправляемы, т.е. их состояние - от­крытое или закрытое - зависит от направления потока жидкости. Схема обратного конического клапана показана на рис. 31. При небольших расходах жидкости приме­няются также шариковые обратные клапаны. Пружина предназначена для ускорения посадки клапана на седло при "запрещенном" направлении пото­ка. Расчет размеров обратного клапана выполняется так же, как для клапанно­го распределителя.

Рис. 31. Схема обратного клапана

Поддерживающие клапаны (рис. 32) обеспечивают свободный проход жидкости в одном направлении, а в противоположном на­правлении жидкость проходит через клапан только при определен­ном давлении. При движении жидкости в направлении 1 она прохо­

Рис. 32. Поддерживающий клапан

дит из полости А в полость Б через обратный клапан с шариком 7, конический клапан 2 в это время прижат к седлу 3 пружиной 4. При движении жидкости в направлении II она проходит из полости Б в по­лость А, отжимая конический кла­пан 2, под давлением, определяе­мым силой затяжки пружины 4. Серийно выпускаются поддержи­вающие клапаны, рассчитанные на давление до 20 МПа и расход до 2,67- 10'³м³/с(160л/мин).

Гидрозамок (рис. 33) представ­ляет комбинацию обратного клапана и клапанного распределителя с гид­равлическим управлением. Когда давление р_л в линии А превышает давление р_Б в линии Б, жидкость проходит из линии А в линию Б, отжимая обратный клапан1., линии А и Б разъединены, и жидкость в линии Б и соединенной с ней полости гидроцилиндра заперта. Для соединения А и Б в этом случае необходимо отжать клапан 2. Для этого под поршень 3 подается жидкость под достаточ­ным давлением через линию управления В.

Серийно выпускаемые гидрозамки рассчитаны на давление до 32 МПа и расход жидкости до 6,67 • 10"³ м³/с (400 л/мин).

Рис. 33. Схема гидрозамка

3.5.2 Аппаратура управления давлением жидкости

Для изменения состояния гид­ропривода при достижении опреде­ленного давления жидкости приме­няют реле давления 1 (рис. 34). К камере А подсоединяется ответвле­ние управляемой гидролинии. Пока сила давления жидкости меньше

силы затяжки пружины 1 золотник 2 неподвижен и находится в по­ложении, показанном на рис. 54. При достижении установленного давления золотник 2 перемещается вверх и нажимает на шток мик­ропереключателя 3. Срабатывание микропереключателя приводит к изменению состояния электрической системы управления гидро­приводом.