Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Как показали опыты, при прорезании одной разгрузочной канавки трение как покоя, так и дэни~ения монет понизиться со 100% при гладком плунжере (без канавок) до 40%; при семи канавках трение снижается до 2,7 — 3%. Для наглядной оценки разгружающего эффекта при применении нескольких канавок на рис. 193, в представлены кривые а и Ь распределения давления в верхнем и нижнем зазорах перекошенного во втулке цилиндрического плупн<ера. Входное давление р, понижается до выходного р, ступенями (причем р, ) р„„, ) ) Р,„„) Р„где Р„з, р„, и т. д. — промежуточные давления в канавках). На участке длины каждого пояска между двумя канавками давление в зазоре будет понижаться по тем же законам, что и в рассмотренных выше случаях конусного плунжера (бев канавок) (см.
рис. 192, б). Эпюра неуравновешенных радиальных сил давления жидкости на такой плунжер представляет собой отдельные узкие сегменты о, являющиеся эпюрами неуравновешенных радиальных сил для отдельных поясков (см. рис. 193, в). Так как канавки уменыпают длину уплотняющей части щели, т. е. уменьшают длину пути утечек, то величина утечек при наличии канавок обычно несколько превышает утечку через щель при плунжере без канавок. Однако в некоторых случаях при наличии канавок наблюдается уменьшение утечек. Последнее обусловлено тем, что при наличии канавок давление в радиальном аазоре по окружности плунжера выравнивается, чтоспособствует сохранению концентричного его положения во втулке, при котором утечки меньше, чем при эксцентричном (см. стр, 96).
Сечение канавки следует выбирать таким, чтобы ее сопротивление потоку я<идкости было незначительным по сравнению с сопротивлением радиального зазора между плунн<ером и гильзой. Так как зазоры вплунжерных парах имеют микронные размеры, ширину канавки обычно выбирают настолько малой, насколько зто позволяет технология изготовления.
Канавки прореаакгг обычно шириной 0,5 — 1 мм и глубиной 0,8 — 1,0 мм; расстояние между осями канавок обычно равно 1 мм и меньше; число канавок должно быть возможно большим. Гидростатическое центрирование золотников. Для разгрузки золотника от действия неуравновешенных радиальных сил применякгг гидростатическое центрирование плунжера. Одна из схем подобного центрирования представлена на рис. 194, а. В поясках плунжера выполняют 4 — 6 противоположно расположенных ра.
диальвых отверстий ( й16 — 8 мм), соединенных осевым каналом с полостью питания золотника. Эти отверстия перекрыты утопленными в вих пробками 1, в которых выполнены дроссельные отверстии малого сечения (И» = 0,2 -'.- 0,3 мм), через которые нсвдкость из полости питания подводится в камеры 2, образованные утопленными пробками и втулкой золотника. Нетрудно видеть, что если Р7 Р7»Р7 1 7 а7 а) ф Рис.
(94. Схема золотника с гвдростатвческвм центрированием ю»77«м' 79«77а«' б 79 4 77 в результате радиального смещения плунжера зазор на какой- либо стороне уменьшится, то на противоположной он в равной степени увеличится, в результате чего давление в камере 3 со стороны уменьшенного зазора повысится, а со стороны увеличенного зазора понизится, а следовательно, появится неуравновешенная радиальная сила, стремящаяся сместить плунжер в положение, соосное с втулкой. В том случае, когда эта сила преодолеет силы, стремящиеся децентрировать плунн<ер, последний сместившись в направле- 779 74 797 79,4 нии к осн втулки, зависнет на масляной «подушке».
Поскольку плунжер 799 79,4 при этом теряет контакт с поверхностью втулки,, ' б усилие, необходимое для '" 9,4 7б смещения его с места и 41 дальнейшего перемеще- б/ ния, снизится до величи- Рцс. 195. Зшоры давлений >ккдкостк в раны, обусловленной чисто двэльвои зазоРе»сдотвкка жидкостным трением. На рис. 195, а и б представлены эпюры давления в радиальном зазоре золотника по окружности, полученные при испытаниях неразгруженного (с глухил«и заглушками в радиальных сверлениях 2; см. рис. (944, а) и разгруженного золотников (число сверлений — 4 на каждой иэ поясков', диаметр 4(» = 0,3 мм; радиальный зазор 40 мк, 17 = 25 мм). Испытания проведены при подводимом давлении 50 к1'!см».
Усилие страгивания в первом случае (а) достигало 4,6 кГ и во втором не превышало 6 Г. На рнс. 196, а приведены данные сравнительных испытаний неразгруженного (с заглушенными разгруаочными отверстиями) (кривая 1) н равгруженного (кривая 2) плунжеров, видно, что сила трения разгруженного плунжера практически приближается к нулевому значению. Результаты испытаний также показали, что усилие страгивания разгруженного таким способом плунжера практически не зависит от длительности пребывания его в покое под давлением жидкости, в то время как в случае неразгруженного золотника это усилие с течением времени повышается (рис. 196, б). 7 Е Ъ ЙВО с '/О ь О 7 7 а ВО В) (96. Кривые изменения трения нлунжера золоа функцию давления (а) и времени (6) рис. Пе 7 тинка /О /ОО ЛаВеееае а) Надежность разгрузки зависит от рационального соотношения ДиаметРа О(з жиклеРного отвеРстиЯ и величины Радиального зааора между плунжером и втулкой золотника.
Очевидно, увеличение этого диаметра дросселирующих отверстий приведет к тому, что они не будут создавать необходимого сопротивления;в результате давление во нсех камерах 2 независимо от величины эксцентрицитета плунжера будет практически одинаковым (общим), а следовательно, восстанавливающая сила в атом случае не будет воаникать. При практически распространенных диаметральных аазорах (10 — 20 мк) могут быть рекомендованы к применению четыре дроссельных отверстия диаметром 0,2 лтлз. Для повышения эффективности действия разгрузочного механизма радиальные отверстия в плунжере заменяют лысками (см.
рис. 194, б), образующими с поверхностью втулки камеры, в каждую из которых через радиальные дроссельные отверстия подведено рабочее давление жидкости. Нетрудно видеть, что и в этом случае при эксцентричном положении плунжера давление р, > р„ однако поскольку разность давлений Лр = р, — р, действует на относительно большую поверхность, на плунжер будет действовать значительная по величине компен сирующая сила. Последний способ гндростатического центрирования применяют также для разгрузки поршней насосов и гидромоторов, а также поршней силовых цилиндров.
Представляет практический интерес разгрузка плунжера путем выполнения на его поясках нескольких (5 — 6) глухих неглубоких засверловок (камер) а, соединенных меятду собой узкой кольцевой канавкой в, прорезанной на поверхности пояска (рис. 197, а). Диаметр д засверловок обычно равен х( = (0,3 — 0,4) 1, где 1 — ширина пояска; сечение соединяющей кольцевой канавки обычно равно 0,6 — 1 млтэ.
Испытания показали, что при выполнении шести таких засверловок сила трения плунжера среднего размера (ф15 — 30 мм) а может быть уменьшена при дав- д ленин жидкости (200 кГ)см') до 10 — 20 э и менее, тогда как эта сила без засверловок моя<от достигать для указанных условий 5— 10 кГ. а) ф Разгрузка плунжера здесь достигается, как и в рассмотренной Рис.
т97. Схемы элементов эолотвыше схеме (см, рис. 194, а), за "вио" с гвлравлвческвм певтрвсчет центрирутощего действия на плунжер давления жидкости в камерах засверловок, в которые жидкость поступает в виде утечек через радиальный зазор. Преимуществом последнего способа разгрузки является относительная простота исполнения, а также то, что в отличие от разгрузки по схеме, представленной на рис. 194, а, разгрузка по рассматриваемой схеме практически не ухудшает, а во многих случаях улучшает герметичность в сравнении с плунжерной парой без разгрузки. Последнее является следствием указанного центрпрующего действия на плунжер радиальных сил давления жидкости.
1~ентрирующий эффект при последнем способе разгрузки может еще более быть повышен, если вместо засверловок выполнить на поверхности пояска столько же узких аксиальных навоз а (см. рис. 197, б), соединенных с полостью рабочего давления. В некоторых конструкциях золотников, и в частности золотников гидроусилителей (см. стр. 455), предназначенных для рабо ты при высоких давлениях, разгрузка достигается тем, что средние пояски четырехпоясковых плунжеров (см.
рис. 188, а) занижают по диаметру на 5 — 10 мкм относительно крайних поясков, которые в этом случае будут опорными, обеспечивая тем самым центрирование средних поясков, находящихся под рабочим перепадом 347 давления относительно гильзы. Поскольку к~е крайние пояски находятся под перепадом давления, близким к нулевому, сила трения их ничтожна. Вибрационпые движения плунжера золотника.
Для уменьшения сил трения применяют золотники, плунжеры которых совершают поступательные илн поворотные вибрационные (осциллирующие) колебания небольшой амплитуды (0,01 — 0,1 мм) и высокой частоты ( 50 гй). Этк движения осуществляются с помощью механических п электротехнических средств. Опыт показывает, что при осциллирующих движениях, особенно при осевых, усилие, необходимое для страгивания плунжера с места, составляет небольшую часть (3 — 4% ) усилий, которые необходимы для этого при отсутствии таких движений. Применение возвратно-поступательных колебаний особенно целесообразно в золотниках следующих систем (см. стр. 455), в которых плунзкер колеблется относительно своего среднего (нейтрального) положения. Амплитуда колебаний в этом случае должна несколько превышать (на 0,0$ — 0,05 мм) величину перекрытия поясками плунжера окон питания.
При смещении же плунжера из нейтрального положения равновесие пульсирующих сил давления . жидкости на гидродвигатель нарушится, и он переместится в соответствующую сторону. При колебаниях плуни~ера с такой амплитудой все движущиеся силовые узлы гидросистемы будут подвержены частотным знакопеременным нагрузкам (возмущениям), вызываемым анакопеременными силами давления жидкости на поршень силового цилиндра, благодаря чему снижается трение во всех этих узлах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
