по Гидравлике (стр. 2 из 3)
Золотники третьего типа с нулевым перекрытием^ (t = h)
применяются в тех случаях, когда требуется, чтобы при любом
малом смещении плунжера из среднего положения образовывалась
расходная щель. К подобным случаям относятся гидравлические
следящие системы .
В зависимости от конструкции золотника рабочие полости
гидродвигателя в среднем положении плунжера либо фиксируются,
либо соединяются с резервуаром. На рис. 6 показаны возможные
соединения каналов питания при среднем положении плунжера.
В схеме с положительным перекрытием, представленной на рис.
6, а, перекрыты все каналы золотника; в схеме, представленной на рис. 6, б, блокирован лишь канал питания, каналы же, соединенные с полостями гидродвигателя, соединены с баком; в схеме с отрицательным перекрытием, представленной на рис. 6, в, все каналы соединены с баком.
Гидравлические характеристики золотника определяются его сопротивлением, которое для золотников с острыми отсечными кромками принято выражать коэффициентом \i расхода. В этом случае расход жидкости Q и сопротивление Ар в расходной щели золотника можно определить, применяя соотношения для истечения жидкости из отверстия в тонкой стенке :
Рисунок 6 – Схемы канализации золотников.
Коэффициент расхода для ламинарного потока является
функцией числа Рейнольдса, однако для турбулентного потока,
который в золотниках является преобладающим, этот
коэффициент при Re =-—— > 260, где V — скорость жидкости, можно
принимать без учета влияния сопротивления подводящих каналов
постоянным.
Для минеральных масел и щелей с острыми кромками можно в практических расчетах принимать для последних условий \х = 0,60 ч- 0,62. Для закругленных кромок или кромок с фасками \i = 0,75 -г- 0,8.
При числах Re < 200—260, соответствующих малым
смещениям золотника (открытиям окон), коэффициент \i может быть
приближенно принят в среднем равным jut = 0,5. Размеры
золотника определяются в основном расходом и
допустимой скоростью жидкости в его каналах, которая, в свою
очередь, зависит от назначения золотника и рабочего давления
в системе.
Скорость течения жидкости в каналах корпуса золотника
и в проточках плунжера обычно выбирают, в целях
уменьшения габаритов, в 2—2,5 раза выше скорости жидкости
в подводящих трубах, однако потеря напора в золотнике не
должна превышать примерно 2% рабочего давления.
Практически скорость жидкости выбирают равной 6—10 м'сек и реже до 15 м/сек.
При расчете сечений каналов исходят также из условия, чтобы
площадь сечения потока жидкости в любом месте канала была
не меньше ~ 40— 50% площади сечения подводящей трубы.
В ряде рекомендаций принято, что отношение квадрата
проходного сечения каналов распределителя к квадрату сечения
трубопровода равно -р- = 0,1.
Подвод жидкости в камеры золотника и отвод из них обычно
производится через круговые (кольцевые) проточки а в корпусе
(в гильзе), занимающие 360°, соединенные с трубопроводами
(см. рис. 6, а). Благодаря подобному выполнению каналов
питания по всей окружности контакта плунжера с гильзой
достигают максимального значения размера как проходное окно по
окружности , так и его площадь S = ndh, где d и h — диаметр плунжера и ширина окна вдоль оси.
Кроме того, золотники в подобном исполнении отличаются
простотой, а также тем, что подобные кольцевые щели обладают
свойством самоочищения от частичек загрязнителя, которые при
открытии щели уносятся потоком жидкости.
Диаметр d, шейки плунжера золотника (см. рис. 6, а) должен
быть таким, чтобы было обеспечено требуемое проходное сечение
между шейкой и втулкой золотника
иодновременно с этим была сохранена требуемая поперечная жесткость плунжера; обычно соблюдается условие
Для обеспечения герметичности минимальный диаметральный
зазор в золотниках обычно выбирается равным 0,004—0,01 мм.
При более жестких требованиях к герметичности диаметральный
зазор для диаметров золотника до 25 мм и давления р = 150 -
200 кГ/см2 составляет 0,004—0,007 мм.
Ниже приведены рекомендуемые по зарубежным источникам
зазоры между гильзой и плунжером для общего машиностроения:
необходимо учитывать температурное расширение материалов, из которых изготовлены детали плунжерной пары, с тем чтобы было устранено защемление плунжера при изменениях температуры. В тех случаях, когда золотник и корпус распределителя изготовлены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, изменение зазора может быть вычислено по выражению ^
Величину диаметра и длину плунжера золотника, а также
величину его хода выбирают с учетом обеспечения требуемого
расхода жидкости при допустимом сопротивлении потоку жидкости.
При выборе диаметра плунжера исходят также из необходимости уменьшения трения. Так как трение плунжера золотника зависит от его диаметра, величину последнего выбирают минимальной.
Материал для изготовления плунжеров и втулок должен быть
твердым и скорее хрупким, чем пластичным. При повышении
твердости деталей плунжерной пары уменьшается вероятность
заклинивания при попадании в зазоры твердых частиц, которые в этом
случае обычно разрушаются твердыми рабочими поверхностями.
При хрупком материале попавшие в зазор твердые частицы
загрязнителя лишь процарапывают со снятием стружки
поверхности деталей, не оставляя на них вспучин, могущих вызвать
заклинивание плунжера, тогда как при пластичном материале
твердые частицы загрязнителя процарапывают поверхности,
вспучивая их.
Для уменьшения возможности заклинивания плунжеров
проточки на плунжере и окна гильзы выполняют с острыми
кромками, что способствует перерезанию загрязняющих жидкость
неметаллических частиц.
Для повышения износостойкости плунжерных пар применяют
хромирование рабочих поверхностей плунжеров, что повышает
срок их службы в 1,5—2 раза; толщина хромового покрытия 18 —
25 мкм.
ДВУХСТУПЕНЧАТЫЕ ЗОЛОТНИКОВЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ
В случае необходимости снижения командного усилия, требующегося для перемещения золотника и одновременно обеспечения необходимого расхода жидкости, применяют двухступенчатые распределительные золотники, которые получили название золотников с серводействием и дисервозолотников.
Рисунок 7 – Схемы двухступенчатых золотников с серводействием.
Схема одного из подобных золотников показана на рис. 7, а.
Основной распределительный золотник1,питающийисполнитель ный гидродвигатель, управляется с помощью вспомогательного золотника (датчика) 2 малого сечения, диаметр которого зачастую доводится до 2— 2,5 мм. В случае необходимости в установке основного золотника в среднее положение применяют схему, представленную на рис. 7, б.
Золотники с электроприводом. Для привода золотников, и в
частности вспомогательного золотника двухступенчатого
распределителя, часто применяют электромагнит и электрические двигатели.
Поскольку плунжер вспомогательного золотника в двухступенчатом распределителе обычно имеет небольшие размеры (диаметр около 3—4 мм), для привода его может быть применен маломощный электромагнит.
Типовые схемы двухпозиционных электромагнитных
золотников прямого действия изображены на рис. 8. В золотнике с
одним электромагнитом (рис. 8, а) плунжер золотника перемещается
в одну сторону под действием электромагнита и в другую (по обесто-
чивании электромагнита) — под действием пружины. В золотнике
с двумя электромагнитами(рис. 8,6) перемещение плунжера в обе стороны осуществляется электромагнитами. Ход плунжера обычно равен 5—6 мм, мощность управляющего электротока 20 вт, диаметр плунжера в схеме прямого действия обычно до 30 мм. Время срабатывания электромагнитных золотников распространенной мощности находится в пределах 0,02—0,1 сек.
Схема и конструктивное выполнение двухпозиционного распределителя с электроприводом показаны на рис. 9, а и б. Плунжер 9, и основного золотника при выключенном электромагните 4 удерживается в крайнем левом положении действием усилий пружины 5 и давлением жидкости, поступающей из рабочей магистрали через канал 3 в камеру 7, В этом положении золотника жидкость из рабочей магистрали S, соединенной с насосом, поступает в канал 10, связанный с силовым цилиндром.
При включенном электромагните жидкость из магистрали 8
через проточку вспомогательного золотника 2 и канал 1 поступает
в левую полость 11 основного золотника. Так как рабочая
площадь плунжера 9 больше площади вспомогательного плунжера 6,
плунжер 9 переместится вправо. При этом рабочая магистраль 8
соединяется каналом 12, связанным с силовым цилиндром.
Рисунок 9 – Схема и конструкция двухпозиционного золотникового распределителя с серводействием и электромагнитным управлением.