по Гидравлике (стр. 3 из 3)

КРАНОВЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ

В крановых распределителях рабочий элемент (пробка) конусного (рис. 10, а и б) или цилиндрического (рис. 11, а и б) типа совершает поворотные движения. Пробка крана должна быть уравновешена от статических сил давления жидкости, так как в противном случае она будет прижата к одной стороне, вследствие чего могут развиваться большие силы трения.

Уравновешивания в кране, схема которого представлена на рис. 11, а, достигают диаметрально противоположным действием давления жидкости на пробку.

Рисунок 10 – Крановые распределители жидкости с конусной пробкой.

Рисунок 11 – Крановые распределители жидкости с цилиндрической пробкой.

В кранах с конусной пробкой плотность герметизирующего

контакта (контактное давление) обеспечивается с помощью пружины

(рис. 10, а), усилие которой должно превышать противодействие

давления жидкости, стремящейся вытолкнуть кран из гнезда.

Поскольку пружина в этом случае рассчитывается на максимальное рабочее давление, то при малом и нулевом давлениях для поворота крана требуются значительные усилия и в особенности, если последний рассчитан на высокие давления. Ввиду этого эти краны применяются при давлении < 100 кГ/см2ч.

На рис. 10, б показан, кран контакт конусной пробки 1

которого с поверхностью гнезда корпуса осуществляется давлением

жидкости, подводимой по каналам 3 и 7 к гибким стальным

диафрагмам 4; давление жидкости деформирует диафрагму и через

опору 5 и регулировочный штифт 2 нагружает пробку 1.

Диафрагмы 4 служат также пружинами, затяжка которых регулируется

штифтом 2, что обеспечивает необходимую герметичность крана

при нулевом и малом давлении жидкости. Диафрагмы уплотнены

прокладками 6.

Для уменьшения трения поворотные краны часто

центрируются на подшипниках качения, например игольчатых (см. рис. 11, б).

При этом может быть обеспечен постоянный концентричный зазор между пробкой крана и гильзой, который может быть сведен до 4—6 мк. Эти краны отличаются малым моментом трения, величина которого при давлении 200 кГ/см2 обычно не превышает~0,1 кГ/см2.

Кроме того, благодаря малым гарантированным зазорам утечка не превышает 20 см/1мин. Подобные распределители имеют особые преимущества в гидравлических следящих устройствах.

КЛАПАННЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ

В гидросистемах некоторых машин распространены также

клапанные распределители, которые просты в изготовлении и

надежны в эксплуатации, а также могут обеспечить высокую

герметичность.

Схема действия клапана показана на рис. 12, а и б. Клапаны

приводят в действие ручными и различными механическими и

электротехническими устройствами. Из ручных устройств наиболее

простым является качающийся рычаг (рис. 13, а и б). В

клапанном распределителе, представленном на рис. 13, б, канал 2,

связанный с линией потребителя, соединен при нерабочем положении

рукоятки 1 с каналом слива 4. При повороте рукоятки 1 перекрывается сперва канал слива, после чего нажимом толкателя 5 на шарик линия потребителя соединяется с каналом 3, через который подводится под давлением жидкость.

Распространены также распределители с кулачковым приводом,

схема подобного клапанного распределителя изображена на рис.

14. На валике 3 находятся четыре кулачка 2, которые при

повороте валика воздействуют на соответствующий конусный

клапан 1.

На рис. 15 показана схема трехпозиционного электромагнитного распределителя прямого действия с двумя клапанами, управляемыми электромагнитами 2 и 3, При выключенных электромагнитах 2 и 3 клапаны 1 и 4 прижаты своими пружинами к седлам. При этом магистраль нагнетания перекрыта, а потребители соединены со сливом. При включении электромагнита 2 клапан 7, сжимая пружину, переместится в крайнее левое положение и прижмется к противоположному седлу; в этом положении один из потребителей соединится с магистралью нагнетания. При включении электромагнита 3 при выключенном электромагните 2 сработает клапан 4, соединив второй потребитель с магистралью нагнетания.

Действующие силы. Величину усилия R (см. рис. 12, а), которую необходимо приложить к хвостовику т клапанного распределителя с острой уплотняющей кромкой для поднятия или удержания его в поднятом положении (без учета реактивных сил потока жидкости, и допуская, что давление на внешний торец хвостовика т не действует), можно вычислить по выражению:

Практически контакт затвора распределителя происходит не

по острой кромке, а по конусу седла (см. рис. 12, б), поэтому

значения сил, действующих на затвор, будут зависеть при этих

же условиях от ширины поверхности его контакта с седлом.

Если в конусной щели, образованной поверхностью затвора

и поверхностью гнезда, давление отсутствует, к хвостовику

затвора для отрыва его от седла необходимо приложить силу:

Рисунок 12 – Схема клапанного распределителя.

Рисунок 13 – Схемы клапанных распределителей с рычажным приводом.

Рисунок 14 – Схема клапанного распределителя с кулачковым приводом.

Следовательно, сила R будет больше силы R1 и в соответствии

с чем после отрыва затвора от гнезда усилие, необходимое для

дальнейшего его перемещения, снизится.

После открытия затвора давление в полости 2 повысится до

величины

.

В соответствии с этим повысится также среднее давление в конусной щели, которое в этом случае будет равно:

Рисунок 15 – Схемы разгруженных клапанных распределителей.

Очевидно, что закон распределения давления по длине щели

клапанного распределителя, находящегося в покое, может быть и

степенным, причем кривая распределения давления может быть

как выпуклой, так и вогнутой ( см. рис. 12, б),

что наложит соответствующие коррективы на приведенные выкладки.

Список использованной литературы:

1. Машиностроительная гидравлика. Башта Т. М., «Машиностроение», 1971, стр. 672.