Методическое пособие.Гидроаппаратура объёмного гидропривода горных машин

ФГБОУ ВО “Уральский государственныйгорный университет”Н. М. СусловГИДРОАППАРАТУРАОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДАГОРНЫХ МАШИНМетодическое пособиеи контрольные задания по дисциплине«Гидравлика, гидро- и пневмопривод»для студентов направлений:150400 – «Технологические машиныи оборудование»и 130600 – «Оборудование и агрегатынефтегазового производства»очного и заочного обученияЕкатеринбург2019С 89Рецензент: Крюков С. В., канд. техн.

наук, (УрГэу),Дурнев Н. В. (зав. отделом карьерных экскаваторов Уралмашзавода)Методическое пособие рассмотрено на заседании кафедры горных машин и комплексов _____________года (протокол ___) и рекомендованодля издания в УГГУ.Суслов Н. М.С 89 "ГИДРОАППАРАТУРА ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА ГОРНЫХМАШИН":В учебном пособии описаны конструкции гидроаппаратов, используемых в гидроприводах горных машин, их рабочий процесс, предложеныпрактические рекомендации по выбору гидрооборудования.

Рассмотрены вопросы определения основных параметров гидроаппаратов, приведены примеры их расчета.Суслов Н.М. Уральский государственныйгорный университет, 2019.......................4Общие сведения..............■......5I. Направляющая гидроаппаратура ............51.1.Распределители жидкости.............51.1.1.Крановые распределители..........91.1.2.Клапанные гидрораспределители.......II-1,1.3. Золотниковые гидрораспределитеди. .

. '. . 1^1.2.Обратные клапаны..............,-'. . 391.3.Гидравлические замки.............. 41I,*, Клапаны выдержки времени, последовательности, реледавления.......,......,......451.5. Логические клапаны "И" и "ИЛ1"........._ , 492.Основные параметры направляющей гидроаппаратур"-. . „ Л 502.1.Выбор крановых парораспределителей........502.2.Определение основных параметров клапанных гйдро-' распределителей,.................512.3.Определение основных параметров золотниковых гид-рораспределйтелей.............., .

523.Регулирующзя гидроаппаратура...........', .. . 563.1.Предохранительные клапаны..........■. .563.2.Переливные клапаны.............. . ,603.3.Редакционные клапаны............■ . .613.4.Гидроклапаны разности давлений. ...... .". .643.5.Гил^оклапань ооотнокения давлений. .......65б63.6.Гидроклапакы соотношения расходов.....f " ■3.7.Ги про дросселя...............-. . .693.8.Регуляторы потока.............', . .723.9.Дросселирующие гидрорз определит ели.....,,. ,734.Основные параметры регулирующей гидроаппаратуры.

.■'' - .75йгбор параметроз предохранительных клапанов. . .75Параметры переливного клапана. . ........78Расчет параметров гидродросселя.........78Контрольные Еопросы. ... ................81Заключение. ...;;..........,.......84Литература........................§5ПРЕДИСЛОВИЕОбъемный гидропривод – это комплекс конструктивно сложныхустройств, в число которых входит один или несколько гидродвигателей, источник гидравлической энергии и гидроаппаратура управления и регулирования.В предлагаемом учебном пособии систематизированы сведения об особенностях конструкции, рабочего процесса и применения гидроаппаратов,которые необходимы при расчете объемного гидропривода и выборе гидроаппаратуры для горных машин.Ввиду чрезвычайно широкого применения объемного гидравлическогопривода в горном машиностроении, большого многообразия применяющихсятипов и конструктивного исполнения гидроаппаратов, а также выполняемыхими функций охватить в данном пособии все типы используемой в горныхмашинах гидроаппаратуры не представляется возможным.

В связи с этим впредлагаемом пособии рассмотрены вопросы теории в объеме, необходимомдля понимания рабочего процесса и расчета рабочих параметров гидроаппаратов.Автор признателен рецензентам за высказанные ценные замечания и советы, а также сотрудникам кафедры ГМК УГИ Ильиных Е.В. и Валовой Т.Е.за помощь и полезные рекомендации при подготовке пособия к изданию.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯГидроаппаратами называются устройства для управления потоками жидкости.

Они изменяют или поддерживают, заданные давления или расходы, наменяют направления потока жидкости, перекрывают гидромагистрали.По выполняемым функциям среди всей массы гидроаппаратов можно выделить два наиболее характерных типа: направляющие и регулирующие.Направляющие гидроаппараты - устройства, обеспечивающие изменениенаправления движения потоков жидкости в нескольких гидролиниях в зависимости от внешнего управляющего воздействий. С помощью направляющихгидроаппаратов осуществляют пуск, изменение направления движения и остановку исполнительных механизмов горных машин, обеспечивают определенную последовательность выполнения технологических операций.Регулирующие гидроаппараты - устройства, обеспечивающие изменениедавления или расхода жидкости путем заданного перекрытия проходного сечения гидроаппарата.Часто гидроаппараты совмещают функции перечисленных типов.Основной деталью всякого гидроаппарата является запорно-регулирующий элемент (рабочий элемент), который конструктивно выполняется ввиде крана, клапана или золотника.1.

НАПРАВЛЯЮЩАЯ ГИДРОАППАРАТУРАК направляющей гидроаппаратуре относятся: распределители жидкости,обратные клапаны, гидрозамки, клапаны выдержки времени, клапаны последовательности и логические клапаны.1.1. Распределители жидкостиПо типу запорно-регулирующих элементов гидрораспределители разделяют на крановые, клапанные и золотниковые. В первых распределение жидкости осуществляется поворотом крана вокруг своей оси (рис. 1.1, б, в, г), во вторых – путем последовательного открытия и закрытия проходного сечения канала с помощью клапанов (рис. 1.1, ж), в третьих – путем перемещения цилиндрического или плоского золотника (рис. 1.1, а, д, е). Краны, клапаны и золотники могут быть представлены в гидроприводе также в качестве функциональных гидроаппаратов.Кран – вентиль трубопроводный или устройство для регулирования потока жидкости в трубопроводах.Клапан – деталь (крышка, заслонка) или устройство для управления расходом жидкости.Рис.

1.1. Схематическое изображение гидрораспределителейЗолотник – подвижный элемент системы управления, направляющий поток жидкости в нужный канал через отверстия (окна) в поверхности, по которойон скользит.Распределители жидкости классифицируются по линейности, по позиционности и по виду управления.Линейность распределителя оценивается числом внешних линий связи.По числу подключенных внешних линий связи, по которым жидкостьподводится к распределителю и отводятся от него, распределители разделяютсяна двухлинейные, трехлинейные, четырехлинейные и многолинейные. Применимость таких распределителей во многом однозначна.Так, двухлинейный распределитель чаще всего используется для запирания потока жидкости или свободного пропуска его от источника к потребителю,т.е. только в одной гидролинии.

Им нельзя изменять направление потока.Трехлинейный распределитель используется чаще всего для управлениянереверсивным гидродвигателем.Наибольшее распространение в гидроприводах горных машин получилираспределители четырехлинейные. Ими управляются реверсивные гидродвигатели.Многолинейный распределитель применяется для управления несколькими гидродвигателями, работающими в определенной последовательности. Вгорном машиностроении примером могут служить гидросистемы механизированных крепей.Позиционность распределителя оценивается числом фиксированных положений (позиций) его запорно-регулирующего элемента. По этому признакураспределителиделятсянадвухпозиционные,трехпозиционныеи многопозиционные.Запорно-регулирующий (рабочий) элемент фиксируется в заданном положении с помощью стопора или центрирующей пружины.

В первом случаерабочий элемент устанавливается в любое возможное положение управляющимвоздействием оператора, а во втором случае в нейтральное положение рабочийэлемент возвращает пружина.Вид управления характеризуется типом привода перемещения рабочегоэлемента распределителя.Различают распределители с ручным, механическим, гидравлическим,электрическим, пневматическим и комбинированным управлением. Схематическое изображение золотниковых гидрораспределителей различных типовуправления представлено на рис. 1.2.1.1.1. Крановые распределителиВ крановых распределителях рабочим элементом является или плоскийзолотник.

При управлении крановым распределителем рабочий элемент совершает поворотные движения.По своему назначению краны могут быть запорного и распределительного типов. Краны запорного типа являются наиболее простыми. Они выполняют в гидросистемах вспомогательные функции: запирание магистральныхи соединительных трубопроводов, подсоединение контролирующей и измерительной аппаратуры и т. п.

По конструкции рабочего элемента они могут быть сцилиндрической, конической, шаровой пробкой и с плоским золотником. Вкрановом распределителе пробкового типа (рис. 1.3) пробка должна быть уравновешена от статических сил давления жидкости. В противном случае она будет прижата к одной стороне, вследствие чего при управлении могут развиваться большие силы трения. Уравновешивания пробки достигают диаметральнопротивоположным действием равного давления жидкости на пробку (рис.

1.3,а). Герметичность обеспечивается тщательной притиркой пробки к корпусу (зазор 0,01-0,02 мм). Для обеспечения постоянства зазора между пробкой и корпусом и уменьшения сил трения в этой зоне пробки часто центрируются на подшипниках качения, например, игольчатых (рис. 1.3, б). Эти краны отличаютсямалым моментом трения, величина которого при давлении жидкости 20 МПаобычно не превышает 110-4 Нм. Утечки жидкости благодаря малым гарантированным зазорам (4-6 мкм) между рабочими поверхностями крана не превышают 0,02 л/мин. Необходимо, однако, помнить, что подшипники имеют определенные допуски на размеры и изнашиваются в процессе эксплуатации, что всовокупности приводит к возрастанию утечек жидкости. Крановые распределители этого типа многолинейные и многопозиционные используются в гидравлических системах приводов механизированных крепей.Рис.