Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 18
Текст из файла (страница 18)
43, а) ширина й рабочего пояска плунжера превышает ширину ~ про- -х и /7ереиещевие в=в 4 Гыь а7 г в а) вввванеке г) Рис. 43. Схемы перекрытий окон и распределительных золотниках (а — в) и статическая характеристика идеального золотника (е) ходного окна корпуса золотника для протока жидкости, поэтому поясок плунжера при симметричном его положении по отношению к этим окнам перекрывает соответствующее окно на длине 6 †в золотниках второго типа (рис.
43, б) ширина й рабочего пояска меньше ширины г проходного окна, в результате чего прн среднем положении плун- жера золотника по обеим сторонам его пояска образуется начальный зазор, равный й — г с=— 2 Поскольку при условии Й ( 1 перекрытие с, вычисленное по выражению 6 — г отрицательно, подобное перекрытие окон уплотняющими поясками золотника обычно называют отрицательным перекрытием. В гидросистеме с этим золотником в полостях силового цилиндра установятся при среднем положении плунжера золотника давления р, и рз (рис. 44): Ра+ Рва ~т ~а 2 где р„и р,„— давления в линиях нагнетания и слива. При смещении плунжера в какую-либо сторону от нейтрального положения указанное равенство давлений в полостях цилиндра будет нарушено, в результате чего поршень силового цилиндра при известной разнице давлений будет перемещаться в соответствующую сторону.
Очевидно, что если бы отсутствовали нагрузка и силы трения в силовом исполнительном двигателе (на выходе), то любое нарушение равенства давлений Р х и Р„вызванное сколь Угодно малым смещением плУнжеРа золотника 70 относительно среднего его положения, вызвало бы движение этого двигателя. В действительности же для преодоления нагрузки и сил трения выхода в полостях силового цилиндра должен быть определенный перепад давления, а следовательно, золотник данной схемы будет иметь зону нечувствительности, которая увеличивается с увеличением начального зазора (отрицательного перекрытия). Недостатком золотников с отрицательным перекрытием является потеря жидкости, перетекающей через расходные окна на слив при среднем и близких к нему положениях плунжера.
В практике гидравлическая характеристика золотника (см. рис. 40) определяется согласно уравнению (20) ~=Р~'1 — ЛР= . ° / 2 У ч/ 2 — Рлс(,х 1/ — (Є— Ра), где /" == лп',х — площадь сечения проходной щели золотника; х — открытие золотника (размер щели); с(„— диаметр плуижера зо- лотника; ,"„и рз — давления на входе (питание) и выходе (да- Рнс.
44. Расчетная схема золотника с ствление нагрузки двига- Рнкательным перекрытием окон теля). Приведенное уравнение показывает, что с увеличением ра (давления нагрузки двигателя) расход через золотник при х и р„= сопз1 уменьшается. Это явление (дроссельный эффект) снижает жесткость механической характеристики гидропривода и вызывает скольжение гндродвигателя под действием нагрузки. При нулевом давлении нагрузки двигателя (рз = О) уравнение расхода через золотник Я = рлс(тх р — р„= йх, -е/ 2 Р ч/ 2 где й = рлй, ~/ — р„— коэффициент усиления по расходу. Следовательно, в идеальном золотнике имеет место линейная зависимость расхода Я от сигнала управления (перемещения золотника) х (см.
рис, 43, г). Это свойство золотников имеет чрезвычайно важное практическое значение, обусловившее широкое их применение, в особенности в следящих гидроприводах и в системах автоматики. Значение коэффициента расхода р можно принимать при Ке = — )200 постоянным (р = сопз1). Для минеральных масел и золотников с острыми кромками щелей этот коэффициент можно принимать для указанного условия равным р = 0,62 —:0,65. При Ке (200 р = 0,5. Площадь сечений каналов, при которых обеспечиваются заданные скорость потока и расход, и ' где Я вЂ” расход жидкости; и — заданная скорость потока жидкости в канале.
71 Скорость течения жидкости в каналах корпуса золотника н в проточках плунжера, которая определяет сопротивление потоку, обычно выбирают для уменьшения габарита золотника в 3 — 5 раз выше скорости жидкости в подводз(щих трубопроводах. Практически скорость жидкости принимают до 10 †лг!сгк. Золотники третьего типа (см. рис.
43, в) с нулевым перекрытием (1 =- й) применяются в тех случаях, когда требуется, чтобы прн любом малом смещении плунжера из среднего положения образовывалась расходная щель. К подобным случаям относятся гидравлические следящие системы копировальных станков, в которых требуется высокая точность слежения. В зависимостй от конструкции золотника с положительным перекрытием окна питания рабочие полости гидродвигателя в среднем положении плун- Я' гигроггигатглю Вт насоса а1 Рис.
45. Схемы внутренних коммуникаций распределительных золотников жера либо запираются (блокируются), либо соединяются с резервуаром. На рис. 45 показаны возможные соединения каналов питания при среднем положении плунжера. В схеме с положительным перекрытием, представленной на рис. 45, а, блокированы (перекрыты) все каналы золотника; в схеме, показанной на рис. 45, б, блокирован лишь канал питания, каналы же, соединенные с полостями гидродвигателя, соединены с баком; в схеме с отрицательным перекрытием, представленной на рис. 45, в, с баком соединены все каналы золотника, благодаря чему обеспечиваются разгрузка насоса и «плавание» (возможность свободного перемещения под действием внешних сил) исполнительного органа. На рис.
45, г представлена схема золотника с соединением полостей силового цилиндра. В среднем положении плунжера этого золотника обе полости цилиндра соединены между собой и насосом. Поэтому, например, в полость цилиндра с односторонним, штоком, противоположную штоку, будет поступать как жидкость, подаваемая насосом, так и жидкость, вытесняемая нз штоковой полости цилиндра (см. рис.
28). Гидравлические характеристики золотника. Они определяются его гидравлическим сопротивлением Лр, которое зависит от конструктивных осо. бенностей конкретного экземпляра золотника. Данные исследований показывают, что вследствие возмущающего действия поворотов, а также сужений и расширений поток жидкости в золотпиковых распределителях является преимущественно турбулентным, причем критическим числом является Ке = 100 —:200. Гидравлические характеристики распределителей достаточно точно выражаются параболой и могут быть определены в общем случае зависимостью Лр=~ — —.
/3 72 Значение коэффициента сопротивления ь в зависимости от числа поворотов потока колеблется в пределах ь = 3 —:6. Размеры золотника определяются в основном расходом и допустимой скоростью течения жидкости в его каналах, которая, в свою очередь, зависит от назначения золотника и рабочего давления в гидросистеме. Проходные каналы золотника выбирают с учетом обеспечения требуемого расхода жидкости при допустимом сопротивлении потоку жидкости; при этом следует стремиться к тому, чтобы ход плунжера золотника был минимальным.
С этой целью подвод жидкости в камеры золотника обычно производится через круговые (кпльцевые) проточки шириной г (см. рис. 40). Благодаря этому достигают максимального значения периметра проходного окна по окружности (сп — пН,) и его площади ) = пс( х, где с(, и х — диаметр плунжера и смешение плунжера золотника относительно отсечных кромок (открытие расходного окна). б) а) Рис.
46. Золотниковый распределитель с плавающей втулкой Диаметр с(в шейки плунжера должен быть таким, чтобы бь|ло обеспечено требуемое проходное сечение, образованное этой шейкой и внутренней поверхностью отверстия в корпусе золотника (М,г ( (4 — с(в) †" ], и одновременно с этим была сохранена требуемая жесткость плунжера.
Для обеспечения герметичности минимальный диаметральный зазор в золотниковой паре плунжер †втул обычно делают равным 4 †!О мкхо Поверхностная твердость деталей скользящей пары должна быть возможно высокой (Н)сС 60 — 62). Для обеспечения этого применяют сменные (вставные) втулки (гильзы) а (рис. 46, а), которые обычно запрессовывают в корпус золотника до окончательной обработки рабочей поверхности. При выбйре зазоров в золотниковой паре необходимо также учитывать температурное расширение материалов, из которых изготовлены детали плунжерной пары, с тем, чтобы было устранено защемление плунжера при изменениях температуры.
Практически для предотвращения при изменении температуры защемления или образования больших зазоров плунжеры и гильзы золотников должны быть изготовлены из однородного материала. В тех случаях, когда гильза (корпус) и плунжер золотника изготовлены из материалов с различными температурными коэффициентами расширения, изменение зазора при температурных колебаниях 6 = 6, кс — (Р— а) (г — гв), о где !е и 6„— первоначальная температура распределителя и зазор при этой температуре; Н вЂ” диаметр плунжера золотника; г и 6 — наблюдаемая температура распределителя и зазор при этой температуре; Р и сс — коэффициенты температурного расширения корпуса (гильзы) и плунжера.
73 Рис. 47. Диаграмма распределения давлении в радиальном зазоре цилиндрического золотника при параллельном расположении осей плунжера и втулки 74 Для устранения возможности защемления плунжера вследствие температурной деформации корпуса, в котором размещена гильза, в особенности, если корпус изготовлен из цветного металла, гильза 2 помещается в расточке корпуса 1 свободно (с небольшим зазором 0,05 мм); герметичность соединения в этом случае достигается при помощи уплотнительных колец д (рис. 46,б).
Силы, действующие на плуижер золотника. На плунжер золотника в основ. ном действуют силы трения и гидродинамические силы потока жидкости. Из рассмотренных схем золотника следует, что силы давления жидкости на детали идеальной пары с абсолютной цилиндричностью и высоким качеством обработки поверхности уравновешиваются как в аксиальном, так и в радиальном направлении, а поверхности скольжения плунжера разделены граничным слоем жидкости. Следовательно, трение плунжера такой идеальной пары зависит лишь от скорости его перемещения и вязкости жидкости. Однако опыт показывает, что трение ,Ь г~ плунжера реальной пары зависит от давления жидкости и от правильности геометрических форм плунжера и втулки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
