Гидропривод. Гидроаппаратура. Клапаны

ОБЪЕМНЫЙ ГИДРОПРИВОД

насос относится к

Гидропривод с компонентами, показанными в разрезе

1 – насос
2 – гидробак
3 – обратный клапан
4 – предохранительный клапан
5 – гидроцилиндр
6 – гидрораспределитель
7 - дроссель

Гидравлическим аппаратом называется устройство гидропривода, которое управляет потоком рабочей жидкости и выполняет хотя бы одну из следующих функций:
изменяет направление потока рабочей жидкости,
открывает или перекрывает поток рабочей жидкости,
меняет параметры потока (расход, давление) или поддерживает их заданные значения.
Для любого гидроаппарата характерно наличие запорно-регулирующего элемента – подвижной детали (клапана, золотника, крана), при перемещении которой частично или полностью перекрывается рабочее проходное сечение гидроаппарата.

По характеру выполнения своих функций все гидроаппараты делятся на регулирующие и направляющие.

Регулирующий — это гидроаппарат, в котором изменение соответствующего параметра потока рабочей жидкости происходит путем частичного изменения проходного сечения в нем.
Направляющий — это гидроаппарат, который изменяет направление потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного перекрытия проходного сечения в нем.

Под проходным сечением гидроаппарата понимается сечение потока, площадь которого определяет расход рабочей жидкости, проходящей через гидроаппарат.

Гидроаппараты в соответствии с ГОСТ 17752-81 подразделяются по следующим признакам:

- конструкции запорно-регулирующего элемента – золотниковые, крановые и клапанные;
- принципу действия – клапаны и гидроаппараты неклапанного действия;
- способу внешнего воздействия на запорно-регулирующий элемент – регулируемые и нерегулируемые;
- характеру выполнения своих функций (характеру открытия рабочего проходного сечения) – регулирующие и направляющие;
- назначению – распределители, дроссели, клапаны давления, обратные клапаны и т.д.

Основным элементом гидроаппаратов является запорно-регулирующий элемент — деталь (или группа деталей), при перемещении которой частично или полностью перекрывается проходное сечение гидроаппарата.
По конструкции запорно-регулирующего элемента гидроаппараты делятся на:
– золотниковые, в которых запорно-регулирующим элементом является цилиндрический или плоский золотник;
– крановые, в которых запорно-регулирующим элементом является плоский, цилиндрический, конический или сферический кран;
– клапанные, в которых запорно-регулирующим элементом является шариковый, конусный, игольчатый или плоский клапан.

Гидроаппараты бывают регулируемые и настраиваемые.
Регулируемый — это гидроаппарат, характеристики которого (проходное сечение, поджатие пружины и др.) могут быть изменены по сигналу извне во время работы гидросистемы.
Настраиваемый — это гидроаппарат, характеристики которого могут быть изменены только в условиях неработающей гидросистемы. Для этого, как правило, требуется разборка гидроаппарата.

На принципиальных и полуконструктивных схемах гидроаппаратов (ГОСТ 24242 — 80) их присоединительные отверстия обозначают буквами латинского алфавита:

К основным параметрам гидроаппаратов относятся:
– условный проход Dy — это диаметр такого условного отверстия, площадь которого равна максимальному значению площади проходного сечения гидроаппарата;
– номинальное давление рном — это наибольшее давление рабочей жидкости в подводимом потоке, при котором гидроаппарат должен работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением своих параметров в пределах установленных норм;
– номинальный расход Qном — это расход жидкости с определенной вязкостью, проходящей через гидроаппарат, при котором он выполняет свое назначение с сохранением параметров в пределах установленных норм;
– характеристика гидроаппарата — это зависимость (обычно графическая), определяющая работу гидроаппарата.

ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

– золотниковые, в которых ЗРЭ является цилиндрический или плоский золотник;
– крановые, в которых ЗРЭ является плоский, цилиндрический, конический или сферический кран;
– клапанные, в которых ЗРЭ является шариковый, конусный, игольчатый или плоский клапан.

По конструкции запорно-регулирующего элемента (ЗРЭ) гидроаппараты делятся на:

ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Появление современных эластомеров и композиционных материалов позволило создать ЗРЭ в виде упругих, деформируемых оболочек, мембран, колец, пластин.
Принцип действия гидроаппаратов с упругим ЗРЭ

1 – корпус;
2 – управляющая полость;
3 –управляющая гидролиния ;
4 – упругий запорно-регулирующий элемент;
5 – отводящая гидролиния;
6 – подводящая гидролиния;

под действием давления жидкости в управляющей полости перекрываются рабочие гидролинии.

при низком давлении жидкости в управляющей полости рабочие гидролинии соединяются.

Основные преимущества гидроаппаратов с упругим ЗРЭ перед гидроаппаратами с традиционными ЗРЭ определяются возможностью их работы с жидкостями, потерявшими кондиционные показатели, нечувствительностью к загрязнению рабочей жидкости, отсутствием облитерационного залипания и заклинивания запорно-регулирующих элементов, простотой изготовления и ремонта.
Облитерация — заращивание с течением времени сечения щели. Это явление наблюдается при протекании даже тщательно очищенных жидкостей за счет адсорбции поляризованных молекул (это явление является одним из недостатков золотниковых гидрораспределителей). 

КЛАПАНЫ

Клапаном называется гидроаппарат, в котором степень открытия рабочего проходного сечения изменяется под воздействием потока жидкости, проходящей через гидроаппарат. Клапан является автоматическим гидроаппаратом, не требующим во время работы какого-либо внешнего воздействия на его ЗРЭ.

Клапаны в зависимости от воздействия потока жидкости на ЗРЭ бывают прямого и непрямого действия.
В клапанах прямого действия размеры проходного сечения меняются в результате непосредственного воздействия потока жидкости на ЗРЭ.
В гидроаппаратах неклапанного действия (распределителях, дросселях) степень открытия проходного сечения изменяется при помощи внешнего управляющего воздействия на их ЗРЭ, например, перемещением золотника, распределителя или поворотом крана вручную и т.д.

КЛАССИФИКАЦИЯ КЛАПАНОВ

Á

КЛАПАНЫ

Условные обозначения различных клапанов на гидравлических схемах:
а - напорный, б - редукционный в - перепада давления, г - соотношения давления.

Обратный клапан - вид защитной гидроаппаратуры, предназначенный для недопущения изменения направления потока среды в гидросистеме.
Обратные клапаны используются в гидросистемах для запирания потока рабочей жидкости, движущегося в одном направлении, и свободного пропускания обратного потока.

Обратные клапаны имеют седельные опорные поверхности и, следовательно, обеспечивают полную герметичность. В качестве запорного элемента применяются шарики, пластины или конусы, в том числе с эластичными уплотнениями.
Тарельчатые клапаны с эластичным уплотнением применяются только в зоне небольших рабочих давлений и скоростей потока, однако их существенным преимуществом является отсутствие жестких требований к точности обработки.

В соответствии с областью применения обратные клапаны можно подразделить на следующие три группы:

Эти аппараты состоят из корпуса 1, и закаленного клапана 2, который пружиной 3 прижимается к уплотняющему седлу 4.
Когда поток рабочей жидкости проходит в заданном направлении клапан под действием давления жидкости отходит от седла. В обратном направлении пружина и давление прижимают клапан к седлу и запирают поток.

В зависимости от области применения давление открывания находится в пределах от 0,5 до 10 бар.

УГО

Гидрозамки применяются для:
запирания находящихся под давлением участков гидросистемы
предотвращения падения нагрузки при обрыве трубопровода
предотвращения сползания гидравлически запертых гидродвигателей.
Гидрозамки могут принудительно открываться в запираемом направлении.

Одним из недостатков гидропривода являются утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры. Особенно актуальна эта проблема для золотниковых гидрораспределителей. Вследствие этого, например, в гидроцилиндре, находящемся под нагрузкой, шток медленно опускается. С увеличением срока эксплуатации гидропривода, утечки постепенно возрастают, и скорость опускания штока при использовании золотниковых  гидрораспределителей  с длительным сроком эксплуатации выше, чем у новых распределителей. Аналогичная проблема присуща и гидромоторам, и поворотным гидродвигателям, находящимся под нагрузкой.

Одним из недостатков гидропривода являются утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры. Особенно актуальна эта проблема для золотниковых гидрораспределителей. Вследствие этого, например, в гидроцилиндре, находящемся под нагрузкой, шток медленно опускается.
Гидравлическим замком называют направляющий гидроаппарат, предназначенный для пропускания потока рабочей жидкости в одном направлении и его запирания в обратном направлении при отсутствии управляющего воздействия, а при наличии последнего – для пропускания жидкости в обоих направлениях.

Гидрозамки применяются для:
запирания находящихся под давлением участков гидросистемы
предотвращения падения нагрузки при обрыве трубопровода
предотвращения сползания гидравлически запертых гидродвигателей.
Гидрозамки могут принудительно открываться в запираемом направлении.

Гидрозамок - управляемый обратный клапан. При отсутствии управляющего сигнала гидрозамок работает как обратный клапан - пропускает поток жидкости в одном направлении и не пропускает в другом. При появлении управляющего сигнала гидрозамок пропускает жидкость в обоих направлениях.

УГО