Методическое пособие.Гидроаппаратура объемного гидропривода горных машин (848472), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Конструктивная схема четырехлинеиного трехпо-зицкон-ного золотникового гидрораспределителя с цилиндрическим золотником представлена на рис. 1.6.Рис. 1.6. Конструктивная схема четырехлинейного трехпозиционного золотниковогогидрораспределителя:1 – золотник (плунжер); 2 – гильза; 3, 4, 5 – запорно-регулирующие звенья золотника; 6 – подводящая линия; 7– отводящая линия; 8, 9 – линии управления (линии связи с гидродвигателем);10, 11, 12 – расходные окна; 13 – кольцевые проточкиРис. 1.7.

Схемы перекрытий расходных окон распределителя:а – положительное, б – отрицательное, в – нулевое перекрытиеРабочим органом распределителен этого типа является перемещающийсяв осевом направлении во втулке 2 (гильзе) цилиндрический золотник 1 (плунжер), имеющий несколько кольцевых проточек 13 на поверхности. Обычно втаких гидрораспределителях подвод жидкости от питающей установки осуществляется по линии 6 к среднему окну 11, а отвод жидкости на слив по отво-дящей линии 7. В среднем положении золотника 7 (см. рис. 1.6 показано пунктиром) подвод жидкости заперт.

При смещении золотника 7 вправо жидкостьот насосной установки по каналу 11 и по линии связи 8 поступает в рабочуюполость гидродвигателя. Одновременно из его нерабочей полости по линии 9,каналу 12 и линии связи 7 жидкость идет в сливной бак. При смещении золотника влево осуществляется реверсирование гидродвигателя за счет сменынаправления потока жидкости в линиях управления 8 и 9.Такая схема золотникового гидрораспределителя используется для управления двусторонним движением выходного звена гидродвигателя.В гидравлических распределителях золотникового типа Солее сложной конструкции, помимо осевых, используются также поворотные движения золотника вокруг его оси, что повышает его позиционность.

Основным преимуществомгидрораспределителей золотникового типа с цилиндрическим золотником перед крановыми и клапанными является то, что их золотники уравновешены отстатических сил давления жидкости, действующих в осевом направлении. Здесьрабочее давление жидкости действует на запорно-регулирующие звенья золотника в противоположных направлениях.Линейные размеры пояска золотника и расходного окна находятся вопределенных отношениях, обеспечивающих различную степень перекрытияокна запорно-регулирующим элементом. По величине этого перекрытия, когдазолотник находится в исходной позиции, различают гидрораспределители с положительным, отрицательным и нулевым перекрытием (рис. 1.7).

В гидрораспределителях с положительным перекрытием длина h рабочей поверхности пояска золотника больше длины t расходного окна. Поясок золотника при симметричном его положении по отношению к расточке корпуса перекрывает проходкой канал на длине l = (h - t)/2 (рис. 1.7, а).В гидрораспределителях с отрицательным перекрытием (рис. 1.7, б) длина h пояска золотника меньше длины расточки t в корпусе гильзы, в результатев нейтральной позиции запорно-регулирующего элемента по его обеим сторонам образуется зазор – l = (h - t)/2.В золотниковом гидрораспределитйле с нулевым перекрытием ширинапояска равна ширине расходного окна гильзы (рис. 1.7, в). Здесь l = t – h = 0.Влияние величины перемещения золотника на расход жидкости золотникового распределителя Q = f(l) отражает его регулировочная характеристика (рис.

1.8, а).Как правило, регулировочную характеристику строят для нескольких перепадов давления Р на кромках золотника. Крутизна наклона характеристикиоценивается коэффициентом усиления по расходу KQ = Q/l. Коэффициентусиления характеризует быстродействие распределительного устройства.Величина перекрытия расходного окна пояском золотника характеризуетзону нечувствительности распределителя. При положительном перекрытиираспределитель имеет регулировочную характеристику (линия 1, рис. 1.8, а) снаибольшей зоной нечувствительности +l. Такое исполнение распределителяобеспечивает минимальные утечки жидкости или при выбранных допустимыхутечках позволяет увеличить зазор между золотником и гильзой, т.е. снизитьтрудоемкость изготовления и износ золотника.

Такие гидрораспределители широко применяют в гидросистемах мобильных горных машин и в автоматических системах регулирования с высокой динамической устойчивостью. Предпочтительно их использование в случаях, когда утечки жидкости в золотниковом распределителе при нейтральном положении золотника или в начале егоперемещена должны быть минимальными, а жесткость (чувствительность кнагрузке) должна быть высокой.Рис. 1.8. Регулировочная и гидравлическая характеристики двухлинейногогидрораспределителя:1 – при положительном перекрытии; 2 – при отрицательном перекрытии; 3 – при нулевом перекрытииРВ – давление на входе в распределитель, РС – давление на выходе из распределителя (сливе)Наиболее благоприятно для регулируемых гидравлических систем нулевое перекрытие (регулировочная характеристик - линия 3, рис.

1.8, а) котороедопускает отсутствие зоны нечувствительности, такое исполнение обладает высоким быстродействием, имеет линейную зависимость расхода жидкости черезраспределитель от величины размещения золотника. Это важное свойство золотниковых распределителей используется в следящих гидроприводах и в средствах гидроавтоматики. На практике по причине технологических ограниченийи изготовлении обеспечить нулевое перекрытие невозможно. Поэтому для регулирующих золотниковых распределителей используют малое положительноеперекрытие или применяют плоские золотники.Золотниковые распределители с отрицательным перекрытием применяют вгидросистемах, для которых максимальные утечки жидкости не являются определяющими факторами.

Например, обеспечение "плавающего" положения исполнительного органа машины под действием внешней нагрузки. Регулировочные характеристики системы при этом нелинейны.Величину потерь удельной энергии в золотниковом гидрораспределителепри прохождении через него жидкости в зависимости от положения запорно-регулирующего элемента золотника отражает гидравлическая характеристика(рис.1.8, б).

Это, в сущности, зависимость потерь энергии в распределителе отего расхода жидкости.Важным параметром пары "золотник-гильза", определяющим ее качество,является трение при страгивании золотника с места и трение при движении.Главными причинами возникновения трения являются давление жидкости, правильность геометрических форм поясков золотника и гильзы, соосность их расположения, величина зазора между ними (см.

рис. 1.7).Усилие, которое необходимо приложить к золотнику для его страгивания,не является постоянным, а повышается с течением времени нахождения его впокое под давлением жидкости. При длительном нахождении в покое золотника под давлением происходит отложение и слеживание в зазоре между пояскоми гильзой мелко дисперсных составляющих загрязнителя жидкости. Это приводит к резкому возрастанию сил для страгивания золотника. Так, при трехминутной выдержке золотника под давлением 20 МПа усилие страгивания при загрязнении жидкости твердыми частицами размером 5...8 мкм в допустимом количестве для стандартно чистой жидкости (менее 0,005% по весу) в 15...20 разпревышает усилие без выдержки по времени (рис. 1.9, а).Кроме того, загрязнение жидкости твердыми частицами является причиной интенсивного износа пары трения "золотник-гильва", вызванного микрорезанием поверхностей пары твердыми частицами загрязнителя.Загрязнение жидкости не является единственной и главной причиной роста сил трения при страгивании золотника.

Усилие страгивания золотника вомногом зависит от физике-молекулярных свойств рабочей жидкости и связано сявлением гаращивания зазора между золотником и гильзой адсорбированнымина их поверхностях полярными молекулами жидкости. Это явление носитназвание "облитерация". Рабочая жидкость в своем составе содержит активнополярные молекулы, а стенки щели обладают поверхностной энергией в видевнешнего электрического поля, интенсивность которого растет с уменьшением размера щели (размера ). Протекание жидкости через такую малую щельсопровождается процессом отложения на наружных поверхностях поясков золотника и внутренних поверхностях гильзы, образующих зазор , поляризованных молекул жидкости. Толщина слоя может достигать 10 мкм.

Этот слой посвоим физическим свойствам отличается от жидкости, он обладает свойствамиквазитвердого тела. Для разрушения такого слоя порой требуются довольнобольшие нагрузки. Вместе с тем явление облитерации является факторомнарушения стабильности пропускной способности щелей. Если ширина щелиочень мала (0,01, 0,02 мм) и стенки, образующие щель, неподвижны продолжительное время, то может произойти полное заращивание щели поляризованными молекулами жидкости. В этом случае протекание жидкости через щельпрекратится, а для смещения плунжера с места потребуется приложить довольно большое усилие с целью разрушения создавшегося цементирующего слояполяризованных молекул жидкости (см. рис. 1.9, б).

Общепринятым методомборьбы с облитерацией является сообщение одной из поверхностей щели ос-цилляции в виде возвратно-поступательного или возвратно-поворотного движений с высокой частотой (300...1800 1/с) и малой амплитудой, которую выбирают в пределах 3...10 % величины максимального смещения золотника. Иногда эти колебания имеют амплитуду 0,01...0,1 мм и частоту 50 гц. Эти движенияосуществляются спомощью механических и электротехнических средств.Снижение усилий страгивания при этом весьма существенно. Так, при осевыхосциллирующих движениях усилие для страгиванин золотника с места составляет 3...4 % от усилия при отсутствии таких движений.Большие силы трения при страгивании золотника обусловлены такжесхватыванием металлов золотника и гильзы. Как известно, детали трущейся пары контактируют на весьма ограниченных участках поверхности, в результатена последних создаются высокие удельные давления.

Они приводят к взаимному внедрению микронеровностей поверхностей, образованию царапин из-засхватывания на микроконтактах. Поскольку схватыванию больше сопротивляются твердые и легко окисляющиеся материалы, то от твердости сопрягаемыхповерхностей зависит и сила трения золотниковой пары, которая уменьшается сувеличением твердости материалов. На контактирующие поверхности золотника и гильзы с целью снижения трения рекомендуется наносить покрытия, препятствующие схватыванию материалов.Рис. 1.9.

Зависимость усилия страгивания от давления (а)и относительного расхода жидкости Ощ - Ощ/Ощ max от времени (5):1 - для чистого масла; 2 - для масла, загрязненного частицами размером 1...13 мкмпри концентрации 40 мг/лСледует отметить, что силы облитерации и силы контактного трениятрудно различимы, т.к. с увеличением Бремени выдержки золотника в покоеони также растут по закону экспоненты.

Характеристики

Список файлов книги