Гидрораспределители (часть 1)   

   Гидравлическими направляющими распределителями называются направляющие гидроаппараты, предназначенные для изменения направления, пуска и остановки потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях в зависимости от наличия внешнего управляющего воздействия.

   Они позволяют реверсировать движение рабочих органов в станках, манипуляторах и других устройствах, имеющих гидравлический привод, останавливать рабочие органы в нужном месте и положении (трехпозиционные распределители), а также выполнять другие операции в соответствии с гидросхемой самого распределителя.

   Изучаемые направляющие распределители относятся к аппаратам дискретного действия. Это означает, что их запорный элемент может занимать одну из двух, трех и более фиксированных позиций, в каждой из которых он может осуществлять определенное, отличное от других, распределение потоков рабочей жидкости.

   Основными конструктивными элементами направляющего распределителя являются корпус, запорный элемент (затвор) и устройство управления.

   В зависимости от конструктивного оформления затворной группы распределители разделяют на:

• золотниковые (запорный элемент выполнен в виде золотника, совершающего линейное возвратно-поступательное движение вдоль своей оси и перекрывающий каналы в корпусе распределителя своей образующей поверхностью);
• крановые (затвор в виде цилиндрического, конического или плоского крана, совершающего поворотное движение);
• клапанные (затворная группа в виде клапанов седельного типа со сферическими, коническими или плоскими затворами).

   В крановых распределителях распределение потоков жидкости осуществляется за счет поворота крана, в клапанных — за счет последовательного открывания и закрывания рабочих окон с помощью клапанов.

   Наиболее широко в машиностроительном гидроприводе используют золотниковые распределители, как более простые конструктивно и требующие малых усилий для переключения. Последнее обстоятельство имеет существенное значение при использовании их в автоматизированных системах.

   Недостатками золотниковых распределителей является то, что в процессе их эксплуатации за счет износа плунжерных элементов происходит увеличение утечек, уменьшение объемного КОД, а также сложность изготовления высокоточных каналов под золотники малых диаметральных размеров. Кроме того, указанные распределители чувствительны к наличию в рабочей жидкости твердых загрязнителей и к температурному состоянию своих элементов. Их внезапные отказы могут наступать в случаях скопления загрязнителей в зазорах плунжерных пар или за счет температурного или иного нарушения величины зазора.

   Основным рабочим элементом этих распределителей является золотник с выточками или отверстиями, помещенный в цилиндрическое отверстие корпуса с кольцевыми канавками, сообщающимися через отверстия с линиями гидросистемы. Применяя различное количество выточек и поясков золотника, имеющих различную ширину и различное количество кольцевых канавок корпуса, число отверстий для соединения с гидролиниями, можно получить различные схемы распределения потоков рабочей жидкости. Исполнения распределителей различных схем представлены на рис.3.1.

   По числу основных подсоединяемых внешних гидролиний (ходов) различают двух-, трех-, четырех- и пятилинейные исполнения распределителей. В двухлинейном распределителе имеется два входных отверстия, а распределитель работает как кран (рис.З.2 а): в трехлинейном — три входных отверстия (рис.3.2 б). Гидродвигатель посредством трехлинейного распределителя может соединяться с напорной или сливной гидролинией (рис.3.3 а). К четырехлинейному распределителю подводят четыре гидролинии (рис.3.2 в,г,д,е). Такие гидрораспределители в основном предназначены для управления реверсом гидродвигателей (рис.3.3 б, д).
                     

   При смещении запорного элемента влево жидкость подается в правую полость гидроцилиндра, а из левой полости (при работе гидроцилиндра) жидкость вытесняется через распределитель и идет на слив. Если какой-либо канал распределителя не используется, то его перекрывает заглушка (на схеме это показывают крестиком) (рис.3.3 г). Четырехлинейные распределители (рис.3.2 г,е) могут обеспечивать подключение гидроцилнндра по дифференциальной схеме (рис.3.3 ж,з).
                     

   Пятилинейное исполнение распределителей (рис.3.2 ж,з) обеспечивает слив жидкости из рабочих полостей гидроцилиндров по двум отдельным каналам при прямом и обратном ходах, что позволяет применять их при независимом регулировании скоростей прямого и обратного ходов.

По числу позиций, т.е. фиксированных рабочих положений запорного элемента с различными схемами соединения каналов, различают двух- и трехпозиционные аппараты стандартного исполнения. Значительно реже встречаются четырех-, пяти- и более позиционные распределители (не стандартные).

Двухпозиционные распределители позволяют изменять направление движения исполнительных рабочих органов за счет поочередного соединения рабочих линий гидродвигателя (каналы А и В) с напорной гидролинией (канал Р) или сливной линией (канал Т). Однако, при использовании двухпозиционного распределителя рабочий, орган перемещается при включении каждой позиции распределителя до конца хода (рис.3.З.б). Если же требуется останавли- вать рабочий орган в промежуточных положениях за счет переключения распределителя, то для этого можно применять два двухпозиционных распределителя отдельно для управления каналами А и В (рис.3.3 в). Чаще же для этого используют трехпозиционные распределители (рис.3.3 д), отличающиеся от двухпозиционных тем, что золотник может устанавливаться между двумя крайними положениями еще и в среднее положение, которое принимают за исходное.

По виду присоединения различают резьбовое (трубное) и сты­ковое исполнения распределителей. В распределителях резьбового исполнения отверстия для подключения внешних линий выполнены непосредственно в корпусе аппарата и имеют коническую резьбу, В распределителях стыкового исполнения все присоединительные отверстия выводятся на стыковую плоскость и заканчиваются цековками под уплотнительные резиновые кольца по ГОСТ 9833-73, а соединение с гидросистемой осуществляется через специальные панели или промежуточные плиты.

Присоединительные отверстия гидроаппаратов обозначаются следующим образом:

Р — входное отверстие основного потока в аппарат, напорная линия (подвод);

А, В — отверстия присоединения аппарата к потребителю, к другим

гидравлическим устройствам;

Т  — выходное отверстие основного потока, возвращаемого в

бак, сливная линия (слив);

X ,У- входные отверстия управления (подвод управления);

L  — дренажное отверстие;

М — отверстие для подключения манометра.

По виду управления перемещением запорного элемента разли­чают распределители с ручным управлением (от рукоятки иди по­воротной кнопки), с механическим управлением (от кулачка или тяги),с гидравлическим, с электрическим управлением от толкающего электромагнита постоянного или переменного тока, с пневматическим, с комбинированным (электрогидравлическим, пневмогидравлическнм) управлением.

По способу установки золотника в позицию различают испол­нения распределителей с фиксацией золотника во всех позициях и  с пружинным возвратом золотника трехпозиционных распределителей в среднюю позицию (для распределителей с управлением от кулачка — в крайнюю позицию), а двухпозиционных — в исходную позицию после снятия управляющего воздействия.

По числу запорных элементов распределители бывают односту­пенчатый, двухступенчатые и т.д.