Методическое пособие.Гидроаппаратура объемного гидропривода горных машин (848472), страница 9
Текст из файла (страница 9)
2.3. Расчетная схемаОпределить величину усилия R, реализуемого на выходном звене объемного гидропривода (рис. 2.3.), где управление потоком жидкости осуществляется золотниковым распределителем, имеющим диаметр золотникаdз = 15 мм, величина смещения золотника (открытия расходного окна) h = 1мм, коэффициент расхода = 0,65. Привод имеет расход жидкости Q = 0,6л/с, давление рабочей жидкости перед распределителем P1 = 15 МПа, диаметр цилиндра D = 50 мм, диаметр штока d = 25 мм, плотность рабочей жидкости р = 890 кг/м3. Трением, утечками жидкости и потерями энергии пренебречь.РЕШЕНИЕ.При известном расходе жидкости перепад давления в золотниковомраспределителе определитсяР = (Q/S3)/2 = (Q/d3h)/2.Р = (0,610-3/0,653,141510-310-3)2890/2106 = 0,17 МПа.Давление рабочей жидкости в поршневой и штоковой полостяхгидроцилиндра (на выходе распределителя) определитсяР2 = Р1 - Р = 15 – 0,17 = 14,83 МПа.Усилие К при установке золотника распределителя в позицию "а"(жидкость подается в обе полости гидроцилиндра) определитсяR1 = Р2 d2/4 = 14,831063,140,0252/41000 = 7,3 кН.Усилие R на штоке при подаче жидкости в штоковую полость определитсяR2 = Р2 (D2 - d2)/4 = 14,83106(0,052 - 0,0252)3,14/41000 = 21,8 кН.3.
РЕГУЛИРУЩАЯ ГИДРОАППАРАТУРАК регулирующей гидроаппаратуре относятся: предохранительный гидроклапан, переливной гидроклапан, редукционный гидроклапан, делительпотока, сумматор потоков, гидродроссель, регулятор потока, дросселирующий гидрораспределитель.Гидроклапаны, в свою очередь, бывают прямого и непрямого действия,Гидроклапан прямого действия - гидроклапан, в котором площадь проходного окна изменяется ппд непосредственным воздействием потока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент.Гидроклапан непрямого действия - гидроклапан, в котором изменениевеличины проходного окна вызывается воздействием потока рабочей жидкости на вспомогательный запорно-регулирующий элемент.3.1.
Предохранительные клапаныПредохранительный гидроклапан напорный гидроклалан, предназначенный для предохранения объемного гидропривода от давления, превышающего установленное, путем отвода жидкости на слив в моменты увеличенияэтого давления. Предохранительный клапан подключается к напорной гидролики гидросистемы параллельно гидродвигателю. При повышении в нейдавлений до уровня выше настроечного, клапан открывает рабочее окно иотводит жидкость из гидросистемы на сливе. Нормальное положение клапана- рабочее окно закрыто.По конструкции запорно-регулирующего элемента предохранительныеклапаны разделяют на шариковые, конические, тарельчатые, золотниковые,плунжерные.
Схемы простейших клапанов прямого действия приведены на рис.3.1.Рис. 3.1. Схемы предохранительных клапанов прямого действия:а - с шариковым запорно-регулирующим элементом; б - с коническим; в - с тарельчатым;г - с золотниковым; д - с плунжерным запорно-регулирующим элементом; е - условное обозначение;1 - запорно-регулирующий элемент; 2 - регулирующий винтПредохранительные клапаны должны удовлетворять следующим требованиям: безотказность в работе, динамическая устойчивость, минимальноезапаздывание, независимость давления срабатывания от расхода жидкости.Шариковые клапаны устанавливают в системах с малыми расходами жидкости при редких и непродолжительных перегрузках.
Эти клапаны малочувствительны к загрязнению рабочей жидкости, но при работе они вибрируют,плохо центрируются в седле, что приводит к утечкам жидкости через клапан.Рис. 3.2. Двухступенчатый предохранительный клапан непрямого действия:1, 2 – основной и дополнительный запорно-регулирующие элементы; 3 – канал отвода жидкости;4 – входной канал; 5 – канал слива жидкости; 6 – дроссельное отверстие (жиклер);7 – канал управленияКонические клапаны обеспечивает лучшее центрирование в седле, чемшариковые, но вибрации не устраняют.
Кроме того, у этих клапанов давление зависит от расхода жидкости. Целесообразно их использовать при кратковременных режимах работу, как и шариковые, так как при длительной работе вибрации являются причиной их быстрого выхода из строя.Клапаны золотникового типа являются более долговечными и чащевсего используются в качестве переливных. Недостаток клапанов золотникового типа - утечки жидкости через радиальный зазор между золотником и гнездом под действием высокого давления рабочей жидкости. Прибольших настроечных давлениях и расходах жидкости существенно возрастают размеры пружин и габариты клапана в целом.Гидроклапаны тарельчатого типа (с плоским или фигурным седлом)для обеспечения герметичности требуют притирки клапана к седлу.
Крометого, величина давления жидкости Б расходном окне открытого клапана зависит от еѐ расхода. С целью снижения этой зависимости сопрягаемым поверхностям клапана и седла придают такую фигурную форму, которая обеспечивает за счет силы реакции струи компенсацию уменьшения давления.Причиной вибрации клапанов являются динамические процессы, протекающие в момент срабатывания клапана. В начальный период срабатывания клапана действующая на запорный элемент сила со стороны жидкости больше силы упругости пружины на величину силы трения в зоне контакта подвижных элементов и силы инерции.
В это время клапан движетсяускоренно. В момент прекращения подъѐма клапана силы трения и инерцииисчезают, а давление жидкости в расходной щели, согласно уравнению Бернулли, уменьшается. Клапан перемещается в обратном направлении и можетзакрыть расходное окно. Если причина повышения давления в гидросистемене устранена, то процесс повторяется, т.е. возникает колебательный процесс,который отражается на работе всего гидропривода.
Поэтому клапаны прямого действия используются для эпизодической работы при выполнении функций аварийного устройства. Они обладают большим быстродействием вследствие небольшой массы подвижных элементов. При больших расходах и давлениях рабочей жидкости размера расходных окон резко возрастает. Размерыпружин и их жесткость становятся настолько значительными, что конструкция клапана приобретает громоздкие размеры, а работа клана становится неустойчивой. В этом случае используют предохранительные клапаны двухступенчатые непрямого действия.Основным отличительным признаком этих клапанов является наличиеосновного 1 и дополнительного 2 запорно-регулирующих элементов, на повышенное давление потока жидкости в канале 4 через канал управления ижиклер 6 реагирует шариковый клапан прямого действия 2.Открываясь, он обеспечивает мгновенный слив жидкости из верхнейполости основного клапана 1 через канал 3 в бак.
Создавшийся перепад давления в верхней и нижней полостях основного клапана обеспечивает перемещение вверх клапана 1 и слив основного потока жидкости через расходноеокно основного клапана из канала 4 в канал в бак.Эти клапаны обладают жесткими статическими характеристикамиP = f(Q). Давление на входе в клапан поддерживается практически постоянным благодаря малому расходу жидкости через вспомогательный клапан2, определяемому размерами жиклера 6 в золотнике 1.
Гидравлические со-противления каналов 6 и 3 исключают колебательные явления в клапане иделают работу его устойчивой.К особой группе следует отнести предохранительные клапаны гидростоек механизированных крепей в силу специфических условий их работы.Рабочей средой гидропривода механизированных крепей являются маловязкие эмульсии, а гидросистема за все время работы крепи остается замкнутой без компенсаторов утечек жидкости, нарушение герметичностипредохранительного клапана недопустимо, т. к. приводит, в конечном счете,к опусканию кровли выработки и созданию аварийной ситуации в рабочемпространстве горной выработки.
Это предопределяет целый ряд специфических требований к предохранительным клапанам: абсолютная герметичность,безотказность работы, минимальный перепад давления в клапане, малая зависимость перепада давления от расхода жидкости.Рис. 3.3. Предохранительный клапан с подвижном седлом:1-запирающий элемент; 2-подвижное седло; 3, 5-пружины; 4-упор; 6-регулирующее устройство;7-расходное окноИз существующих конструктивных схем предохранительных клапановнаиболее отвечают предъявляемым требованиям схемы обратного действия сподвижным седлом (рис. 3.3.).В такой конструкции клапана рабочая жидкость подводится в полостьнад запирающим элементом 1 и совместно с пружиной 3 герметично прижимает элемент 1 к седлу 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
