Раздел 7. Регулирующая аппаратура

Тема 14. Регулирующая гидроаппаратура предназначена для ре­гулирования давления и потока жидкости путем изменения площади проходного отверстия. К ней относятся предохранительные, подпиточные, тормозные и редукционные клапаны, дроссели и регуляторы потока жидкости. Основными параметрами регулирующей гидроаппаратуры являются номинальное давление Р_ном, номинальный поток Q_ном и условный проход D_у. Обозначения регулирующей гидроаппаратуры приведены на плакатах.

Предохранительные клапаны предназначены для ограничения давления в напорной линии путем перепуска жидкости в сливную линию. Они подразделяются на первичные и вторичные. Первичные предохранительные клапаны, как правило, встроены в напорную секцию гидрораспределителей. Реже автономные предохранительные клапаны устанавливаются на от­ветвлении от напорной линии сразу за насосом. Первичные предохранительные клапаны предохраняют от разрушения напорную линию насоса.

Вторичные предохранительные клапаны по конструкции аналогичны первичным клапанам и пристыковываются к рабочим секциям распределителей со стороны гидродвигателей, служат для ограничения давления, возникающего в результате действия реактивных и инерционных нагрузок при нейтральном положении золотников.

Рисунок 40 – Гидравлические схемы блоков управления: а – четырехзолотникового; б – двухзолотникового; А₁ – А₄ – рабочие отводы; У – линия управления; С – слив.

 

 

Предохранительные клапаны по конструкции и прин­ципу действия подразделяются на клапаны прямого дей­ствия (одноступенчатые) и клапаны непрямого действия (двухступенчатые). В клапанах прямого действия давление жидкости непосредственно воздействует на запираю­щий элемент, который сжимает жесткую пружину и от­крывает канал, соединяющий напорную и сливную ли­нии. В клапанах непрямого действия сначала открывается маленький чувствительный элемент прямого действия, который направляет небольшую часть потока жидкости на золотник (плунжер), открывающий проходной канал основному потоку жидкости.

Преимущество клапанов прямого действия состоит в простоте конструкции. К недостаткам можно отнести жест­кие удары клапана (запирающего элемента) о седло, что вызывает повышенный шум и вибрацию в гидроприводе. В клапанах непрямого действия этот недостаток исклю­чен, так как в нем отсутствует жесткая пружина и давле­ние срабатывания поддерживается практически постоян­ным.

Давление срабатывания предохранительного клапана обычно выше номинального на 10 - 20%. Первичные пред­охранительные клапаны настраиваются непосредственно на машине по манометру при упоре рабочего оборудова­ния в непреодолимое препятствие, а вторичные - на спе­циальном стенде, имеющем насос, манометр и устройство нагружения. Основные требования, предъявляемые к предохранительным клапанам:

- высокое быстродействие (0,05с);

- независимость давления слива от величины потока;

- безотказность в работе;

- хорошие динамические характеристики;

- небольшие габариты и масса.

В табл. 35 и 36 приведены технические характеристики предохранительных клапанов различного исполнения, которые могут быть установлены в распределителях, непосредственно в насосах и гидромоторах или в гидролиниях. Вторичные предохранительные клапаны для двух линий гидродвигателя монтируются в одном корпусе. Их технические характеристики приведены в табл. 37.

В гидросистемах самоходных машин возникает необ­ходимость длительного переливания жидкости из одной гидролинии в другую. Для этой цели используют перелив­ные клапаны, которые по принципу действия и конструк­ции аналогичны предохранительным клапанам прямого действия, но имеют менее жесткую пружину, то есть от­крываются при более низком давлении.

Таблица 35 – Технические характеристики предохранительных клапанов типа 520.

Параметры	Типоразмер
520.12	520.16	520.20
Условный проход, мм
Номинальное давление, МПа
Расход жидкости, л/мин
Масса, кг	0,65	1,10	1,9

 

Таблица 36 – Технические характеристики предохранительных клапанов типа 510 и 521.

Параметры	Типоразмер
510.20	510.32	521.20	521.25
Условный проход, мм
Номинальное давление, МПа
Расход жидкости, л/мин
Масса, кг	0,3	0,64	2,5	4,3

 

Таблица 37 – Технические характеристики блоков предохранительных клапанов.

Параметры	Типоразмер
64 600	64 700	ГК 2.32А	ГК 3.32А
Условный проход, мм
Номинальное давление, МПа
Расход жидкости, л/мин
Масса, кг	6,5		4,3	15,8

 

Блоки подпиточных и предохранительных клапанов предназначены для исключения кавитационных явлений в гидромоторах с одновременным ограничением давления в их напорных линиях. При разгонах и торможениях, буксировании машин и движении под уклон в напорных линиях гидромоторов поворота платформы или механизма хода может возникнуть разрыв сплошности потока жидкости. Подпиточные клапаны в этом случае соединяют напорную и сливную линии гидромотора и предотвращают кавитацию. По конструктивному исполнению подпиточные клапаны аналогичны обратным и устанавливаются, как правило, на рабочей секции распределителя со стороны напорных линий гидромоторов. По кон­структивным соображениям подпиточные и вторичные предохранительные (переливные) клапаны монтируются в одном корпусе-блоке, который уста­навливают на рабочих секциях распределителя. На рис. 41 представлен пример подключения блока к секции распределителя. Технические характеристики унифицированных блоков приведены в табл. 38.

Рисунок 41 - Гидравлическая схема подключения блока подпиточных и предохранительных клапанов: 1 - распределитель; 2 - блок клапанов; 3 - гидромотор; 4 - предохранительные клапаны; 5 - подпиточные клапаны.

Таблица 38 – Технические характеристики блоков подпиточных и предохранительных клапанов.

Параметры	Типоразмер
63 600	63 700	63 800	64 800
Условный проход, мм
Давление, МПа: минимальное максимальное
Расход жидкости, л/мин
Масса, кг	8,7	9,2	9,3

 

Тормозные клапаны предназначены для исключения кавитационных явлений в напорных гидролиниях при условии действия попутных внешних нагрузок на выходное звено гидродвигателя. Например, при движении катка под уклон может возник­нуть неуправляемое вращение вальцов, так как гидроли­ния гидромотора соединена с напорной линией насоса, а подачи последнего может не хватить. В результате возникает разрыв сплошности потока жидкости, что ведет к кавитации. Аналогичная ситуация происходит в поршне­вой (или штоковой) полости гидроцилиндра при опуска­нии стрелы экскаватора (крана и т. д.).

На схемах (рис. 42) показано включение тормозного клапана в грузоподъемном механизме вращательного и возвратно-поступательного движения.

 

Рисунок 42 - Гидравлическая схема подключения тормозного клапана в грузоподъемном механизме: а - вращательного движения; б - возвратно-поступательного движения; 1 - тормозной клапан; 2 - переливной клапан; 3 - обратный клапан; 4 - гидромотор; 5 - гидроцилиндр; 6 - гидроза­мок; 7 - тормозной гидроцилиндр; 8 - клапан «ИЛИ», 9 — распреде­литель.

 

Рассмотрим принцип действия тормозного клапана. При подаче потока жидкости от распределителя 9 в линию А переливной клапан 2 (или обратный клапан 3) открываются и жидкость поступает в напорную линию гидромо­тора 4 (поршневую полость гидроцилиндра 5). Одновре­менно растормаживается гидроцилиндр 7. Осуществляет­ся рабочий ход машины. При реверсировании гидропри­вода поток жидкости свободно направляется из линии Б к гидромотору 4 (или штоковую полость гидроцилиндра 5). Через клапан «ИЛИ» вновь растормаживается гидроци­линдр 7, а в схеме возвратно-поступательного движения открывается гидрозамок 6. Жидкость из линии Б по от­ветвлению и через два последовательно установленных дросселя с обратными клапанами поступает в торцевую полость плунжера и перемещает его влево. Основной по­ток жидкости из сливной камеры гидромотора 4 (или пор­шневой полости гидроцилиндра 5) через гидравлическое сопротивление (дроссель) в плунжере и распределитель 9 сливается в гидробак. Таким образом, тормозной клапан обеспечивает надежное торможение при холостом ходе гидродвигателей. Технические характеристики тормозных клапанов даны в табл. 39.

Таблица 39 – Технические характеристики тормозных клапанов.

Параметры	Типоразмер
63 100	63 200	63 300	63 400
Условный проход, мм
Номинальный поток, л/мин
Давление настройки, МПа: минимальное максимальное		3,5		3,5
Масса, кг	12,5	16,0	21,0	28,5

 

Редукционные клапаны предназначены для создания постоянного давления, сниженного по сравнению с давлением в основной напорной линии. Редукционные клапаны подразделяются на клапаны прямого и непрямого действия, последние получили наибольшее распространение в машиностроении (рис. 43). Принцип работы клапана непрямого действия заключается в следующем. Поток жидкости от насоса Н поступает к основному нормально открытому регулирующему органу и через него к потребителю в линию А. При работе клапана через дроссельное отверстие и вспомогательный регулирующий орган с регулируемой пружиной постоянно проходит небольшой поток жидкости (1—2 л/ мин). Плунжер основного нормально открытого регулирующего органа с двух сторон имеет каналы уп­равления. Через левый из них повышенное давление в линии А, перемещая плунжер, частично закрывает поток жидкости от насоса Н, а правый поддерживает плунжер в равновесном положении.

 

 

Рисунок 43 – Гидравлическая схема редукционного клапана: Н – подвод жидкости от насоса; А – отвод жидкости к потребителю; С – сливная линия вспомогательного потока.

 

Предельное давление потребителя в линии А регулирует­ся настройкой пружин и диаметром дроссельного отверс­тия. В табл. 40 приведены технические характеристики редукционных клапанов резьбового соединения.

Таблица 40 – Технические характеристики редукционных клапанов.

Параметры	Условный проход, мм
Номинальное давление, МПа	10 20 32	10 20 32	10 20 32
Редукцированное давление, МПа	10 20 31	10 20 31	10 20 31
Расход жидкости, л/мин: номинальный максимальный	40 100 250 56 140 350	40 100 250 56 140 359	40 100 250 56 140 350
Масса, кг	4,5	6,8	10,8

 

Дроссели предназначены для регулирования скорости перемещения рабочих органов путем изменения потока жидкости, подаваемой к гидродвигателям. Дроссели могут быть регу­лируемые, в которых изменяется сопротивление потоку жидкости, и нерегулируемые, в которых сопротивление остается постоянным. Обозначение дросселей показано в табл. 6, поз. 8. В гидросистемах самоходных машин используют регулируемые дроссели типа ДР резьбового со­единения. Их технические характеристики даны в табл. 41.

Таблица 41 – Технические характеристики дросселей типа ДР.

Параметры	Типоразмер
ДР-12	ДР-20	ДР-32
Условный проход, мм
Давление на входе, МПа: номинальное максимальное минимальное	0,2	0,2	0,3
Расход жидкости, л/мин: номинальный максимальный
Утечки жидкости из дренажа, см3/мин
Масса, кг	2,95	3,5	6,2

 

Дроссели с обратным клапаном предназначены для ограничения скорости опускания ра­бочего оборудования грузоподъемных машин. Обозначе­ние дросселей с обратным клапаном приведено на плакатах. Как видно из схемы, дроссели в одном направле­нии беспрепятственно пропускают поток жидкости, а в противоположном организовывают его за счет запирания обратного клапана. Такие дроссели нашли широкое применение в гидросистемах универсальных экскаваторов, стреловых кранов, погрузчиках и других машинах. В табл. 42 и 43 представлены технические характеристики дрос­селей с обратными клапанами, которые нашли наибольшее распространение в гидроприводах самоходных машин.

 

Таблица 42 – Технические характеристики дросселей типа ДК.

Параметры	Типоразмер
ДК-12	ДК-20	ДК-32
Условный проход, мм
Давление на входе, МПа: номинальное максимальное минимальное	0,6	0,7	0,7
Расход жидкости, л/мин: номинальный максимальный
Масса, кг	4,1	5,25	9,94

 

Таблица 43 – Технические характеристики дросселей типа 62.

Параметры	Типоразмер
62 600	62 700	62 800	62 900
Условный проход, мм
Давление на входе, МПа: номинальное максимальное
Расход жидкости, л/мин: номинальный максимальный
Масса, кг	1,1	1,9	3,2	4,1