Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Рис. 5.37. Напорный клапан золотникового типа Пока давление в линии Р не превышает заданный уровень, золотник 3 клапана под действием настроечной пружины находится в крайнем левом положении — клапан закрыт. Когда по каналу управления 2 под левый торец золотника 3 передается давление большее, чем давление настройки клапана, золотник 3 начинает смещаться вправо, и через клапан начинает перетекать жидкость, расход которой увеличивается пропорционально увеличению суммарной площади проточек 4. Дальнейший рост давления в линии Р приводит к полному открытию клапана. Дроссель 1, расположенный в канале управления 2, выполняет демпфирующую функцию, что делает клапан нечувствительным к случайным забросам давления и исключает появление автоколебаний.
Рассмотренные конструкции по своему принципу действия относятся к клапанам прямого действия, поскольку их срабатывание (изменение проходного сечения) происходит под воздействием потока рабочей жидкости непосредственно на их ЗРЭ. Недостатком напорных клапанов прямого действия является невозможность поддержания ими стабильного давления при возрастании расхода рабочей жидкости через клапан.
Кроме того, применение клапанов прямого действия в гидросистемах с высокими номинальными давлениями и расходами становится невозможным, поскольку в таких случаях в клапанах необходимо применять пружины большого усилия. Это вызвано не только требованием поддержания высоких давлений в системе, но и необходимостью удержания ЗРЭ большой площади в закрытом состоянии. Неизбежное увеличение размеров настроечных пружин, влечет за собой резкое возрастание габаритов самого клапана. В гидроприводах с высоким давлением (более 25 МПа) и большими расходами для обеспечения приемлемых габаритных размеров применяют клапаны непрямого дейсгпвоя (двухкаскадные клапаны), представляющие собой совокупность двух клапанов: основного (второй каскад) и вспомогательного (первый каскад).
В этих кпвпанах рабочее проходное сечение основного кпапана изменяется в результате воздействия потока рабочей жидкости на ЗРЭ вспомогательного клапана (рис. 5.38). 113 5. Направляющая и регулирующая подсистема Рис. 5.38. Напорный клапан седельного типа непрямого действия Если давление в контролируемой гидролинии (линии А) не превышает давления настройки клапана первого каскада 6, рабочая жидкость к которому подводится по каналу 4, то его ЗРЭ 7 поджат к седлу пружиной 8. Предварительное сжатие пружины 8, а, следовательно, и давление срабатывания клапана первого каскада, настраивается регулировочным винтом 9.
Отсутствие течения жидкости через клапан первого каскада приводит к тому, что на основной запорно-регулирующий элемент 3 (ЗРЭ второго каскада) сверху и снизу действует одинаковое давление, равное давлению в линии А. Поскольку площадь основного ЗРЭ 3 со стороны пружины, имеющей небольшую жесткость, больше, чем площадь уплотняемой поверхности, он прижат к седлу — клапан закрыл.
Когда давление в линии А превышает заданный уровень, ЗРЭ пилотного клапана 7, поднимается с седла — (срабатывает первый каскад). Некоторая часть жидкости из линии А через канал 4, клапан первого каскада и канал 10 сливается в линию В. Вследствие потерь давления в демпфирующем дросселе 2 в пружинной полости основного ЗРЭ давление падает, усилие от создавшегося перепада давления на ЗРЭ 3 поднимает его с седла (срабатывает второй каскад).
Жидкость перетекает из линии А в линию В, давление в линии А поддерживается на заданном уровне. Поскольку жесткость пружины в клапане второго каскада небольшая, то увеличение проходного сечения (подьема ЗРЭ 3) практически не вызывает увеличения давления в линии А (рис. 5.39).
Рис. 5.39. Расходно-перепадные характеристики напорных клапанов прямого и непрямого действия Расходно-перепадная характеристика напорного клапана непрямого действия имеет две ярко выраженныезоны:от Оябдо Ц,„, иот О до О 114 5.2. Регулирующие гидроаппараты В первой зоне характеристики отражена работа клапана первого каскада — повышение давления в системе сопровождается появлением небольшого расхода через кпапан. С увеличением расхода через клапан первого каскада, начинает возрастать перепад давления на основном ЗРЭ 3, и в момент, когда расход станет больше, чем Оп„„, срабатывает второй каскад. Дальнейший рост расхода через клапан фактически не сопровождается повышением давления в контролируемой гидролинии.
Сравнение характеристик наглядно показывает, что точность поддержания заданного давления клапанами непрямого действия значительно выше, чем кпапанами прямого действия (лр„~ьрз). Двухкаскадная конструкция клапана позволяет осуществлять дистанционное управление давлением его срабатывания. Для этого пробку 1, закрывающую канал внешнего управления Х, выворачивают и клапан через управляющий распределитель подключают к дополнительному внешнему напорному клапану (одному ипи нескольким), который берет на себя функцию клапана первого каскада. Давление настройки внешнего клапана должно быть меньшее, чем давление срабатывания клапана первого каскада.
При включении распределителя (подключении внешнего напорного клапана) второй каскад напорного клапана непрямого действия будет срабатывать, когда давление в контролируемой гидролинии превысит давление настройки внешнего клапана (рис. 5.40). Рис. 5.40. Пример схемы дистанционного управления напорным клапаном непрямого действия В исходном состоянии, когда управляющий распределитель с электромагнитным управлением 0.4 находится в нейтральной позиции, давление в системе равно 10 МПа (настройка клапана 0.3). При подаче внешнего электрического сигнала, например, на электромагнит т1, распределитель 0.4 переключится в позицию а, подключив к линии управления Х клапана 0 3 клапан 0.5, настроенный на давление 8 МПа.
Давление в системе, значение которого визуализируется манометром 0.2, станет равным 8 МПа, Переключением распределителя 0.4 в позицию Ь в системе можно установить давление б МПа (давление настройки клапана 0.6). Путем комбинирования напорного клапана непрямого действия и распределителя с электромагнитным управлением получают клапан с разгрузкой по электрическому сигналу (рис. 5.41), который применяется для обеспечения безнапорной циркуляции жидкости, например во время пуска насосов. Под разгрузкой понимается такой режим работы кпапана, когда жидкость протекает через него практически свободно. Свободный проход жидкости через клапан может быть обеспечен, если пружинную полость ЗРЭ второго каскада соединить со сливом, при этом он начинает работать как простой обратный клапан. 115 5.
Направляющая и регулирующая подсистема Рис. 5.41. Напорный клапан седельного типа непрямого действия с разгрузкой При отсутствии электрического сигнала на нормально закрытый 2/2-распределитель 1, напорный клапан непрямого действия 2 работает в штатном режиме. Включение распределителя 1 приводит к снижению давления в пружинной полости ЗРЭ второго каскада клапана и, как следствие, к его полному открытию. В клапанах непрямого действия золотникового типа ЗРЭ Б клапана первого каскада (пилотного клапана)— седельного типа, а ЗРЭ второго каскада 2 — золотникового типа (рис.
5.42). Рис. 5.42. Напорный клапан золотникового типа непрямого действия Е: Если давление в линии Р не превышает давления срабатывания клапана первого каскада, золотник 2 находится в крайнем левом положении только под воздействием пружины 4, так как к его торцам по каналам 1 и 3 подводится одинаковое давление, равное давлению в канале Р (рис.
5.42, а). Когда уровень давления в канале Р превысит давление срабатывания пилотного клапана 6, последний откроется и перепустит часть жидкости в канал Т (рис. 5.42, б). Возникающий при этом перепад давления на дросселе 5 приведет к паде- 5,2. Регулирующие гидроаппарагы нию давления в пружинной полости золотника 2. Перепад давления на торцах золотника 2 вызовет его смещение вправо, жидкость из канала Р начнет перетекать в канал Т; давление в канале Р останется на заданном уровне.
Чтобы подчеркнул функциональное назначение конкретного напорного клапана в гидросистеме, его могут называть: в предохранительный клапан; в переливной клапан; в клапан отключения; а подпорный клапан; а клапан последовательности. Рассмотрим назначение и названия напорных клапанов, примененных в гидроприводе, представленном на рис. 5.43. Рис.
5.43. Напорные клапаны в гидроприводе Клапан 1 — предохранительный. Устанавливается на насосной станции и используется для сброса давления в аварийных (или других) ситуациях, когда давление рабочей жидкости превышает предельно допустимое для данной системы значение. Это клапан эпизодического действия, так как при нормальной работе системы сн закрыт. Кпапан 2 — переливной. Предназначен для поддержания требуемого рабочего давления в приводе, путем непрерывного слива части рабочей жидкости в бак. Давление срабатывания переливного клапана ниже давпения срабатывания предохранительного клапана. Клапан 3 — клапан откпючения.
Когда гидроцилиндры 1,0 или 3.0 совершают холостой ход, давление в системе низкое и подачи насосов Н1 (высокого давления) и Н2 (низкого давления) складываются для увеличения скорости выходных звеньев. В момент, когда цилиндры начинают работать под нагрузкой, давле- 117 5. Направляющая и регулирующая подсистема ние в системе возрастает клапан 3 срабатывает, переключая насос большей производительности Н2 в режим разгрузки (вся подача насоса поступает в бак). На систему работает только насос высокого давления Н1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
