Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Рис. 5.30. Клапан наполнения (а) и схема его установки в прессовом оборудовании (б) Пиния А клапана соединена с баком, установленным над гидроципиндром. ЗРЭ клапана, состоящий из основного запорного элемента 5 и декомпрессора 6 прижат к седлу 4 пружиной 3. Пружина 3 развивает усилие, достаточное лишь для того, чтобы удерживать ЗРЭ клапана в закрытом состоянии под действием находящегося над ним столба рабочей жидкости.
Холостой ход гидроцилиндра осуществляется при соединении его штоковой полости со сливом. Поршень под действием собственного веса и веса пуансона, закрепленного на штоке, начинает опускаться. В поршневой полости цилиндра создается вакуум, который передается в линию В клапана наполнения. В результате клапан открывается, и в поршневую полость цилиндра всасывается рабочая жидкость из бака. Перед осуществлением рабочего хода(собственно процесса прессования)гидроцилиндр притормаживается до требуемой скорости. Возрастающее давление в поршневой полости воздействует на нижнюю поверхность ЗРЭ клапана, который закрывается и разъединяет связь цилиндра с баком, Для совершения рабочего хода в поршневую полость гидроцилиндра под давлением подается рабочая жидкость. После окончания прессования шток цИПИНДра Втпгивается. При этом давление рабочей жидкости, поступающей в штоковую полость цилиндра, подается и в канал управления клапана Х.
Управляющий поршень 1, сжимая пружину 2, сначала снимает с седла декомпрессор б, а затем и основной запорный элемент 5. Клапан открывается, и рабочая жидкость из поршневой полости гидроцилиндра вытесняется в бак. В зависимости от области применения клапаны наполнения изготавливаются с декомпрессором или без него. 108 5.
1, Направляющие гидроаппараты Для герметичного запирания обеих полостей гидроцилиндров применяют двусторонние гидрозамки (рис. 5.31). Рис. 5.31. Принцип действия двустороннего гидрозамка Двусторониие гидрозамки содержат два обратных клапана 1, 3 и плунжер 2, расположенный между ними. Движение жидкости в направлениях А„— А и В,— В заблокировано. При движении потока, например, в направлении А-А,, обратный клапан 1 открывается под действием давления рабочей жидкости, а клапан 3 — управляющим плунжером 2, обеспечивая протекание жидкости в направлении В,-В. Таким образом осуществляется подача рабочей жидкости в одну из полостей гидроцилиндра и слив ее в бак из другой.
При реверсе гидроцилиндра гидрозамок отрабатывает аналогичным образом: давление рабочей жидкости открывает обратный клапан 3, а плунжер 2, смещаясь влево, открывает клапан 1. На принципиальных гидравлических схемах наряду с детальным УГО двусторонних гидрозамков (рис.
5.32, а) используют упрощенное УГО (рис. 5.32, б). Рис. 5.32. Детальное (а) и упрощенное (б) УГО двустороннего гидрозамка В нейтральном положении 4(3-распределителя обе линии подключения гидроцилиндра перекрыты, утечки исключены. Это позволяет удерживать нагрузку (встречную или попутную) в любом положении вдроцилиндра, даже при остановке его в течение длительного времени. Надежность перекрытия каналов гидрозамком обеспечивается в том случае, если обе точки подключения (А и В) разгружены, т.е. связаны с линией слива через распределитель. Отказы в работе обратных клапанов и гидрозамков сводятся, главным образом, к неплотному перекрытию пидропиний. Причиной етого может быть попадание посторонних частиц в зону контакта запирающего зпемента и седла, ипи износ места контакта.
Внешним проявлением неисправности является падение давления в запираемой гидрслинии ипи самопроизвольное перемещение частей машины, обусловленнсе негерметичностью клапана. 109 5. Направляющая и регулирующая подсистема 5.2. Регулирующие гидроаппараты Регулирующие гидроаппараты предназначены для изменения или поддержания в требуемых пределах основных параметров потока рабочей жидкости: давления и расхода. В отличие от направляющих гидроаппаратов, работающих по принципу «открыт-закрыт», проходное сечение регулирующих гидроаппаратов может быть любым в пределах от полностью закрытого, до полностью открытого.
Степень открытия проходного сечения изменяется в зависимости от параметров потока рабочей жидкости, проходящей через них. 5.2.1. Гидроаппервтм управления давлением Для управления заранее заданным образом давлением рабочей жидкости в гидросистеме или ее части применяют гидравлические клапаны давления. Клапаны давления различают по конструктивному исполнению: 1) в зависимости от типа запорно-регулирующего элемента: е седельного типа, в золотникового типа; 2) в зависимости от типа действия: е прямого действия, в непрямого действия. По функциональному назначению клапаны давления бывают: е напорные; в редукционные.
Напорные гидроклапаны. Напорные гидрокпапаны предназначены для ограничения или поддержания давления в гидролиниях путем эпизодического или непрерывного слива рабочей жидкости. До тех пор, пока давление в гидролинии Р не превышает некоторого заранее заданного значения, ЗРЭ 2 клапана прижат пружиной 3 к седлу 1 и перекрывает проходное сечение, т.е. клапан нормально закрыт (рис. 5.33). Рис.
5.33. Напорный клапан седельного типа Если контролируемое давление (в линии Р) начинает превышать заданный уровень, клапан приоткрывается и сбрасывает часть рабочей жидкости в бак до тех пор, пока давление не нормализуется. Давление в линии Р, при котором клапан открывается, зависит от давления в линии Т, жесткости пружины и степени ее сжатия, которую можно изменять путем вращения регулировочного винта 4. 110 5.2. Регулирующие гидроаппараты Следует обратить внимание на то, что напорные клапаны, имеющие подобную конструкцию, не могут обеспечить стабильность давление в контролируемой гидролинии на строго заданном уровне.
Для пояснения данного утверждения рассмотрим условие равновесия сил, действующих на ЗРЭ клапана при его срабатывании (рис. 5.34). Рис. 5.34. К расчету сил, действующих на ЗРЭ напорного клапана Уравнение равновесия ЗРЭ клапана в момент, когда клапан только начинает открываться (рис. 5.34, а), выглядит следующим образом: кс( о Ро =с о 4 пР где ро — давление в контролируемой гидролинии в момент начала открытия клапана; Ы вЂ” диаметр уплотняющей поверхности ЗРЭ клапана; Е о — усилие предварительного поджатия регулировочной пружины. При дальнейшем повышении давления в гидропинии до значения р ЗРЭ клапана начнет подниматься с седла, сжимая пружину (рис. 5.34, б), и условие его равновесия изменится (для упрощения давление в линии слива примем равным нулю): пс", 4 где р — давление в контролируемой гидролинии; )р,р — усилие сжатой пружины; с — жесткость пружины; л — величина подъема клапана над седлом.
Отсюда следует 4('~про + с~) р= Ы„ Таким образом, давление р в гидролинии, в которой установлен напорный клапан, будет зависеть от подьема ЗРЭ клапана Л и жесткости пружины с. В свою очередь значение подъема ЗРЭ К которое определяет изменение площади проходного сечения кпапана, зависит от расхода протекающей через клапан рабочей жидкости. Схема гидравлической установки для снятия характеристики клапана и расходно-перепадная характеристика напорного клапана р =ЯЩ, настроенного таким образом, что при давлении 5 МПа он полностью открыт, представлены на рис. 5.35.
111 5. Направляющая и регулирующая подсистема Рис. 5.35. Расходно-перепадная характеристика напорного клапана При постепенном увеличении давления в гидропинии, которое достигается частичным перекрытием вентиля„ клапан остается закрытым до тех пор, пока давление не достигнет значения р „= 4 МПа. С этого момента клапан начинает пропускать через себя часть рабочей жидкости на слив и полностью открывается, т.е. пропускает на слив всю подачу насоса (Я = Я,), при р = 5 МПа.
Зависимость давления в пидролинии от расхода жидкости через клапан при этом соответствует верхней кривой. При уменьшении значения давления от р до р, при котором клапан полностью закроется (3,7 МПа), зависимость давления ст расхода будет характеризоваться нижней кривой. Отсюда следует, что напорный клапан поддерживает давление в гидролинии р,р не на строго заданном уровне, а с некоторой погрешностью л, которая определяется из следующего отношения: ь= — 100% = — ' —.100% =14,9% =15%. бр 0,65 р„, 4,35 Если ориентироваться на изначально настроенные 5 МПа, то очевидно, что клапан начинает срабатывать значительно раньше, чем давление достигнет заданного уровня.
Подпружиненный запорно-регулирующий элемент клапана представляет собой систему «масса на пружинея, которая склонна к автоколебаниям'. Колебания, возникающие в клапане при его открытии, оказывают негативное влияние, как на элементы конструкции, так и на давление в системе, и должны быть задемпфированы. С этой целью ЗРЭ 4 клапана снабжают демпфирующим поршнем 3, который размещают в цилиндрической проточке корпуса 2 седла клапана (рис. 5.36). Рис.
5.36. Напорный клапан седельного типа с задемпфированным ЗРЭ * йатоколебениями называют незатухающие колебания, проискодящие эа счет энергии, периодическое поступление которой регулируется самим колеблющимся телом. 112 5.2. Регулирующие гидроаппараты Поскольку демпфирующий поршень 3 выполнен единым целым с ЗРЭ 4, то при движении последнего, жидкость поступает (или вытесняется) в торцевую полость поршня через дросселирующее отверстие 1. При этом возникает демпфирующве усилие, действующее против направления движения. Достоинством напорных клапанов седельного типа является полная герметичность и высокое быстродействие, поскольку уже при минимальном ходе ЗРЭ обеспечивается пропускание относительно больших потоков.
Напорные клапаны золотникового типа более точно поддерживают давление на заданном уровне, так как площадь проходного сечения в них меняется не столь резко и клапан может пропускать через себя достаточно малые потоки рабочей жидкости. Плавное увеличение проходного сечения клапана становится возможным благодаря выполнению на буртике золотника 3 специальным образом спрофилированных проточек переменного сечения 4 (рис. 5.37).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
