Реверсування в гідроприводах

Зміна напрямку руху виконавчого органу гідродвигуна в гідроприводу називають реверсуванням. Для здійснення реверсування в гідроприводі застосовують гідророзподільники: золотникового типу, клапанні й кранові. Найбільшого поширення набули гідророзподільники золотникового типу, у яких запірно-регулювальним елементом є золотник. Гідророзподільники золотникового типу випускаються промисловістю дво- і трипозиційні. У двохпозиційних золотниках плунжер може займати два крайніх положення: ліве і праве. У трьохпозиційних золотниках плунжер може займати три положення: праве, середнє і ліве, причому після зняття зусилля з рукоятки перемикання вона завжди повертається пружиною в середнє положення. Гідророзподільник золотникового типу згідно зі схемою (рис. 4.20) має корпус 5, плунжер 6, рукоятку перемикання 12. У корпусі 8 є кільцеві виточки 3, 5, 7, 10, 11, а на плунжері 6 – ущільнювальні пояски 1, 2. Плунжер 6 з ущільнювальними поясами 1 і 2 називається золотником.

Рисунок 4.20 – Гідророзподільник золотникового типу

При положенні, зазначеному на рисунку, виточка 5 перекрита пояском 2 і рідина від насоса йде через виточку 7, 10 і далі по трубопроводу 9 в поршневу порожнину гідроциліндра. Поршень, здійснюючи робочий хід і рухаючись справа наліво, буде витісняти рідина по трубопроводу 4, через золотник і на злив в гідробак. Для реверсування руху поршня зі штоком рукоятку 12 переміщують вліво, при цьому буде перекрита виточка 10 і відкрита виточка 5 і поршень зі штоком піде зліва направо, тобто відбудеться реверсування руху силового органу верстата. Гідравлічні розподільники золотникового типу випускають промисловістю з позитивним і негативним перекриттям. При позитивному перекритті ширина паска плунжера b₁ більше ширини виточки b₂, тобто b₁ більше b₂, при негативному перекритті b₁ менше b₂, при нульовому перекритті b₁=b₂.

Недоліком золотників з позитивним перекриттям є їх нечутливість в зоні рівний (b₁-b₂)/2. У цій зоні переміщення плунжера не впливає на рух поршня гідроциліндра – гідродвигуна, що неприпустимо для стежать гідросистем. Тому для стежать гідросистем знадобилися золотники з негативним перекриттям, які мають високу чутливість. Однак золотники з негативним перекриттям мають витоку рідини. Величина позитивного перекриття залежить від допустимої величини витоків і від розмірів діаметра плунжера золотника.

Рекомендується дотримуватися наступних значень позитивного перекриття для різних діаметрів ущільнювальних пасків плунжера золотника: d_п≤10 мм, (b₁-b₂)/2=1...2 мм, при d_п=10...20 мм; (b₁-b₂)/2=2...4 мм; при d_п>20 мм, (b₁-b₂)/2=6...8 мм.

Величина негативного перекриття b₁<b₂ залежить від витрати рідини, що проходить через золотник. Так при Q<8 см³/с, (b₁-b₂)/2≥0,01 мм, при Q < 30 см³/с, (b₁-b₂)/2 = 0,03...0,04 мм.

У гідроприводах застосовують золотникові гідророзподільники з керуванням: ручним, типу Г74-1 і БГ74-1; механічним; гідравлічним, типу Г72-1; електричним, типу Г73-1; електрогідравлічним, типу 4Г73-3, ПГ73, Р202 і Р323.

Гідророзподільники золотникового типу з ручним керуванням Г74-1 (рис. 4.21, а) і БГ74-1 (рис. 4,21, б) зазвичай обслуговує силовий орган верстата, що приводиться в рух гідродвигуном з двостороннім штоком.

У гідророзподільників типу Г74-1 і БГ74-1 при середньому положенні плунжера 8 нагнітальний трубопровід з’єднаний з обома порожнинами циліндра гідродвигуна і зі зливом. У гідророзподільників типу Г74-1 плунжер 8 фіксується в будь-якому з трьох можливих положень (у лівому, середньому і правому) за допомогою фіксатора 1 і пружини 11 з кулькою. Тому він називається трьохпозиційним золотником. У гідророзподільників типу Б174-1 плунжер 8 за допомогою пружини 11 автоматично повертається в середнє положення після видалення зусилля з рукоятки управління 9.

Принцип дії гідророзподільників з ручним управлінням типу Г74-1 і БГ74-1 полягає в наступному: масло від насоса подається через отвір в порожнину 4, звідки в залежності від положення плунжера 8 надходить в порожнині 2 і 7, з’єднані з циліндром гідравлічного двигуна, який при цьому приходить в дію і приводить в рух силовий орган верстата. Порожнини 2 і 7 повідомляються з виточкою 3 каналу який приєднаний до зливного трубопроводу.

Рисунок 4.21 – Гідророзподільники золотникового типу з ручним і механічним управлінням

У гідророзподільнику з механічним керуванням (рис. 4.21, в) робочий орган здійснює зворотно-поступальний рух і має два упори (кулачки) 10 і 9. При русі робочого органу його упори вступають у взаємодію з важелем 4. Важіль 4 пов’язаний з повідцем 3 плунжера золотника 14. Якщо циклічне рух відбувається безперервно, то плунжер золотника не повинен зупинятися в середньому положенні, для чого важіль 4 забезпечений виступом 7, взаємодіє з призмою 5. Призма 5 пружиною 6 віджимається вправо і виводить важіль із середнього положення. На рис. 4.21, б показано положення золотника при робочому ході силового органу 8, тобто при його русі вліво.

Принцип дії гідророзподільника полягає в наступному. Масло від насоса 17 через трубопровід 16 надходить до золотника 14, плунжер якого з’єднує відповідні порожнини, по яких масло надходить від трубопроводу 16 під тиском до іншого трубопроводу 12 і до безштокової порожнини циліндра гідродвигуна 11. Поршень гідродвигуна, рухаючись вліво, витісняє по трубопроводу 13 масло, яке поступає в золотник 14 і через нього до зливним трубопроводах 2, 15.

Силовий орган 8, рухаючись вліво, упором 9 переміщує нижню частину важеля 4 вправо, за допомогою повідця 3 плунжер золотника пересувається і займає праве крайнє положення, завдяки чому рух потоку буде реверсуватися, так як трубопровід 13 з’єднаний з трубопроводом 16, а трубопровід 12 зі зливними трубопроводами 2, 15. Якщо в системі виникає підвищений тиск, масло буде пропущено через запобіжний клапан 1 і тиск зрівняється з заданим.

Гідророзподільники золотникового типу з гідравлічним керуванням застосовують при значних відстанях між реверсуючим органом і золотником.

У деревообробних верстатах знаходять застосування наступні гідророзподільники з гідравлічним керуванням: Г72-11 і Г72-22 без дроселів і Г72-13, Г72-14, Г72-16 з дроселями.

Гідророзподільники з дроселями відрізняються від золотників без дроселів тим, що у першому камери з’єднуються з трубопроводом не безпосередньо, а через дросель і зворотний клапан. Зважаючи з’єднання такого золотника з дроселями можуть регулювати швидкість спрацьовування золотника протягом 0,3-3 с.

Широке застосування у вітчизняному машинобудуванні отримали конструкції дроселів голчастого типу (рис. 4.24, а). Прохідний перетин цього дроселя має конічний отвір і конічну голку. При переміщенні голки вгору прохідний отвір збільшується, при опусканні зменшується. На рис. 4.22, б показана схема дроселя з прохідним перетином кільцевого профілю. Дроселі з ексцентричною проточкою прямокутної і трикутної форм (рис. 4.22, в) забезпечують стійкий витрата рідини в часі.

На рис. 4.22, г показаний золотниковий дросель з великим конусом на кінці золотника. При високій чутливості застосовуються золотникові дроселі з гострими крайками на кінці (рис. 4.22, д). Зазвичай таку конструкцію застосовують при добре відфільтрованій рідині.

Найбільш поширеним у машинобудуванні є дросель щілинної конструкції (рис. 4.22, е).

Рисунок 4.22 – Види дроселів

Дроселі з додатковим пристроєм служать регуляторами потоку. Вони широко застосовуються в гідросистемах верстатів деревообробки і в меблевому виробництві.

Рівномірну швидкість переміщення силового органу верстата незалежно від зміни навантаження забезпечують дроселі з регулятором типу ПГ55-25 і ПГ55-24.

Дроселі з регулятором і зворотним клапаном типу ПГ55-32, 34, 35 призначені для регулювання швидкості переміщення силового органу верстата в одному напрямку незалежно від навантаження і переміщення силового органу у зворотному напрямку без регулювання швидкості.

Дроселі з регулятором і запобіжним клапаном типу ПГ55-12, ПГ55-14, 15 підтримують встановлену швидкість переміщення силового органу незалежно від навантаження. Тиск, що розвивається насосом, встановлюється автоматично відповідно з навантаженням на силові органи. Дроселі з регулятором захищають гідросистему від перевантаження. Регулятори потоку дросельного типу працюють на чистому індустріальному маслі № 20 при температурі масла від 10 до 70 °С.

Гідророзподільники золотникового типу 2Г72-11, 2Г72-12, 2Г72-13, 2Г72-14 на відміну від інших гідророзподільників мають п’ять приєднаних отворів, два з яких призначені для під’єднання до циліндра, один для підведення рідини і два для зливу. Одна магістраль зливу працює при русі поршня вправо, інша при русі вліво. Ці золотники застосовують, коли відведення рідини з циліндра здійснюється через регулятор швидкості типу Г55 або дросель типу Г77 і коли потрібно отримати різні швидкості руху силового органу верстата при його реверсі.

На кінцях гідророзподільників золотникового типу Г72-13, 14, 16, 19 є дроселі і зворотні клапани, що забезпечують незалежне регулювання швидкості руху силового органу.

Гідророзподільники типу 3Г72-14 використовують, як правило, при диференціальному способі підключення циліндра в гідросистему, так як при лівому положення золотника обидві порожнини циліндра з’єднані з магістраллю, що йде від насоса.

Гідророзподільники типу 4Г72-14 мають сім відводів і дві швидкості переміщення. До перекриття двох відводів золотник рухається дуже швидко, а після перекриття повільно, зі швидкістю, встановленої дроселем.

Велике поширення для автоматичних верстатів у вітчизняному верстатобудуванні отримали золотникові гідророзподільники, шток у яких має гребінку з кількома ступенями. Число ступенів золотника дорівнює числу команд силового органу.

Схема золотникового гідророзподільника з гідравлічним управлінням показана на рис. 4.23, а. Принцип дії цього гідророзподільника полягає в наступному: масло насосом 1 подається по трубопроводу 15 до золотника 14 і одночасно по трубопроводу 2 до крана 4, а через нього по трубопроводу 13 в праву порожнину золотника 14. Золотник 14 з’єднує трубопровід 15 з трубопроводом 12, завдяки чому шток 5 гідродвигуна 11 рухається вліво. Наприкінці ходу упор 9 силового органу доходить до важеля поворотного крана 5, пробка крана 4 повертається проти годинникової стрілки, і масло починає надходити з напірного трубопроводу 15 по трубопроводу до крана 4 і потім по трубопроводу 3 в ліву порожнину золотника 14. Завдяки цьому плунжер золотника зміщується в крайнє праве положення. В результаті трубопровід 15 буде з’єднаний з трубопроводом 10 і шток 8 почне зворотній (холостий) рух. Наприкінці холостого ходу друга опора 7 силового органу поверне пробку крана 4 за важіль 6 за годинниковою стрілкою і поверне кран в попереднє положення.

Гідророзподільники з електричним управлінням типу Г73-1, 2Г73-1, 3Г72-1, 4Г73-1 і 6Г73-1 – трипозиційні. Вони мають по кінцях пружини, що забезпечують точну установку золотника з будь-якого крайнього положення в середнє. Золотникові гідророзподільники типу Г73-1 (табл. 4.9) в середньому положенні плунжера з’єднують напірну лінію насоса з лінією зливу, завдяки чому здійснюється розвантаження насоса.

Розглянемо схему реверсування гідроприводу за допомогою кранового гідророзподільника (рис. 4.23, б). Кран управління типу Г71 розрахований на перемикання потоків масла в циліндрах гідродвигунів з витратою до 8 л/хв. Він має корпус з чотирма отворами, з яких одне з’єднується з насосом, інше із зливним трубопроводом і два інших – з циліндром гідродвигуна. Усередині корпусу є пробка 4 з чотирма попарно сполученими порожнинами. Пробка крана може повертатися рукояткою 3 на кут α. Залежно від положення пробки масло може подаватися в ту або іншу порожнину циліндра гідродвигуна 5.

Рисунок 4.23 – Схеми гідророзподільників

Ліва пробка крана (рис. 4.23, б) займає таке положення, при якому масло від насоса надходить по трубопроводу 1 через канал пробки 4 до трубопроводу 6 і переміщає силовий орган верстата вліво, причому масло з штокової порожнини гідродвигуна направляється по трубопроводу 2 до каналу 7 пробки і далі до зливного трубопроводу 7.

Якщо повернути рукоятку крана 3 вліво, то пробка крана повернеться в таке положення, при якому напірний трубопровід 1 з’єднається з трубопроводом 2 і гідродвигуном 5, а трубопровід 6 із зливним трубопроводом 7, що викличе рух силового органу у зворотний бік.

Крім розглянутих гідророзподільників, наявні: моноблочні секційні гідророзподільники, наприклад секційний гідророзподільник типу Р-75-В3, застосовуваний у автонавантажувачах, штабелерах. Він працює при витраті до 75 л/хв і при р=10⁵ Па.

Гідророзподільник має три робочих секції 1, 2, 3 (рис. 4.23, в), зливну секцію 4 і напірну секцію 5, в якій встановлено запобіжний клапан. Плунжер в кожній робочій секції має пружину 6, яка автоматично встановлює його в нейтральне положення. Секції з’єднанні між собою болтами 7.

Таблиця 4.9 – Технічна характеристика золотникових гідро-розподільників типу ПГ73

Поиск по сайту: