Хидравлични разпределители
Начало > Автоматизация > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 5, 2010
Характеристики и монтажни схеми на хидравличните разпределители
Разпределителите управляват движението и положението на хидравличните изпълнителни механизми (хидроцилиндри и хидродвигатели). За целта те пускат, спират и изменят посоката на протичане на работния флуид в присъединените към тях тръбопроводи. Съществува богато разнообразие от признаци за класификация на хидравличните разпределители. Например, в зависимост от броя на външните тръбопроводи (канали, линии или управлявани пътища), свързани към разпределителя, те биват 2-пътни, 3-пътни, 4-пътни и т. н. Според броя на позициите, които заема регулиращият елемент, се различават 2-позиционни, 3-позиционни и многопозиционни разпределители. Широко разпространение имат плунжерните разпределители (spool valves). За някои специфични приложения се използват въртящи (rotary valves) и седлови (poppet valves) разпределители.
Обозначение на хидравличните разпределители
Графичните символи на разпределителите са интуитивни. Те отразяват опростено тяхната функция, като на практика не са свързани с физическата им конструкция. Символите са стандартизирани и описани в различни международни и национални документи. Състоят се от определен брой допрени квадрати, всеки от които представя една от възможните позиции. Във всеки от тези квадрати са означени графично посоките на протичане или липсата на такова. Работните позиции могат да се обозначат допълнително с буквите “a”, “b” , “c” и т. н., а с “0” се означава централната (неутрална) позиция при три- и многопозиционните разпределители.
Съкратено разпределителите се означават с две цифри, като първата показва броя на тръбопроводите, а втората броя на позициите. Най-простото изпълнение е 2/2-разпределител, който е само с два присъединени тръбопровода и две позиции (затворено и отворено протичане). Например, означението 4/2-разпределител се отнася за 4-пътен, 2-позиционен разпределител, т. е. свързан е с четири тръбопровода и има две позиции.
Основни характеристики на разпределителите
Основни характеристики на хидравличните разпределители са загубите на налягане, пропускателната способност и бързодействието.
Загубите на налягане в зависимост от протичащия дебит, фиг. 1, се определят от големината на проходните сечения и формата на каналите. Дават се в техническата документация от производителя за всяка отделна връзка: Р-А, Р-В, А-Т и т. н.
Пропускателната способност е максимално допустимият дебит при дадено налягане. Дебитът през един разпределител може да се повишава до една определена максимална стойност, след която той вече не може да бъде превключен поради големите хидродинамични сили. Пропускателната способност зависи от големината на проходните сечения, вида на управлението (при електромагнитно управление влияние оказва видът на магнита), схемата на свързване и др. Примерни характеристики са показани на фиг. 2. Вижда се, че разпределителят по схема 1 има два пъти по-голяма пропускателна способност.
Бързодействието (времето за превключване) влияе пряко върху производителността на машината или съоръжението. При автоматизираните процеси се използват разпределители с електромагнитно управление и затова определящи в случая са свойствата на електромагнитите. При постояннотокови магнити времето на включване е в границите 40 - 80 ms, а времето за изключване е 20 - 60 ms. Бързодействието на променливотоковите магнити е много по-голямо. Те включват за около 5 - 25 ms.
Монтажни изпълнения на хидравличните клапани
Тръбно присъединяване. При тези клапани, всички изводи завършват с резба, в която при монтаж се навиват щуцери. Предимство е лесният монтаж. Изграждането на системи с подобни елементи е целесъобразно, само в случаите на малък брой елементи. При сложни системи тръбопроводната инсталация става обемиста, замяната на повредени устройства е трудоемка, като често се налага демонтаж и на други устройства поради недостъпност на някои тръбни връзки.
Батерийно присъединяване. Този начин на присъединяване, фиг. 3, позволява клапаните да се свържат без тръбопроводи между тях. Всеки клапан 2 има по две успоредни повърхнини, чрез които се свързва със съседните клапани. В тези повърхнини са изведени общите за всички устройства канали, например при разпределителите - нагнетателният и връщащият канал. Уплътнението на общите канали се реализира с О-пръстени. Клапаните се стягат помежду си с дълги шпилки или винтове 4, между два капака 1 и 3, в които се намират резбовите отвори за нагнетателния и връщащия тръбопровод. Отделно, към всеки клапан има резбови отвори за свързване с управляваните устройства. Това присъединяване се използва главно за компактно изграждане на хидравлични системи в мобилни машини. Недостатъците са трудоемката замяна на повреден клапан и опасността от външни пропуски при разтягане на дългите шпилки вследствие на налягането.
Присъединяване върху плоча. Към тези клапани не се свързват тръбопроводи, а всичките им канали се извеждат в една монтажна повърхнина. С тази повърхнина клапаните чрез болтове се присъединяват върху плоча, наричана основна, долна, или подложна, към която са свързани тръбопроводите. Такива са разпределителите на фиг. 4 и 5. Присъединителните размери на клапаните и основните плочи са стандартизирани, което дава възможност за лесна замяна на хидравлични устройства от различни производители. Основната плоча може да е изпълнена като единична (само за един клапан), като плоча за свързване на всички устройства от една циркулационна верига или като плоча, която може да се свърже към други плочи с устройства.
Модулно изграждане. С оглед намаляване на размерите на хидравличното управление и на броя на тръбопроводите са разработени стандартизирани системи за присъединяване на хидравличните устройства във височина и надлъжно.
Системата за присъединяване по височина дава възможност хидравличните клапани за управление на един хидродвигател да се свържат компактно върху една плоча - фиг. 6. Дроселите, обратните клапани, регулаторите на дебит и всички други устройства без разпределителите, се изпълняват с две успоредни повърхнини, в които са изведени четирите основни канала А, В, Р и Т, необходими за управлението на един хидродвигател. Всички клапани се монтират един над друг, като най-отгоре на колоната се монтира разпределителят. Закрепването се реализира с удължени болтове, преминаващи през всички устройства.
За присъединяване по дължина, фиг. 7, се използват специални плочи с три монтажни равнини. Върху едната равнина се монтира клапанът или цяла колона от клапани, а с другите две успоредни повърхнини плочите се свързват помежду си. Така може да се изгради една сложна хидравлична система в малък обем.
Блоков монтаж. Представлява съвременно направление, чрез което се постига голяма компактност. За всяко отделно приложение се конструира блок, към който се присъединяват всички устройства, фиг. 8. Те се свързват помежду си чрез редица отвори, пробити в блока. Най-често в тези блокове се използват клапани за патронно присъединяване 1. Това са елементи, които се изработват без външен корпус и посредством уплътнителни пръстени се вграждат в съответните гнезда 2 на блока.
Вижте още от Автоматизация
Новият брой 8/2024
