Гідророзподільники: пристрій, принцип роботи та застосування

Гідророзподільники – це пристрої, які використовуються у гідросистемах для регулювання розподілу робочої рідини між різними виконавчими органами. Вони відіграють важливу роль у гідравлічному обладнанні та дозволяють ефективно керувати та контролювати рух різних механізмів. У цій статті ми розберемося у пристрої гідророзподільників, вивчимо їх принцип роботи та розглянемо основні сфери їх застосування.

Пристрій гідророзподільника

Основними елементами гідророзподільника є корпус, золотниковий блок та приводи. Корпус виготовляється з високоякісного металу, що забезпечує йому міцність та надійність. Золотниковий блок складається із змінно-замінних органів, які регулюють потоки робочої рідини. Вони є системою золотників і каналів, виконаних на спеціальних плитах.

Приводи гідророзподільника забезпечують переміщення золотників та приведення в дію відповідних каналів. Управління приводами здійснюється за допомогою гідравлічної чи пневматичної системи. Конструкція гідророзподільника може змінюватись в залежності від його застосування та вимог роботи гідросистеми. Тут можна отримати більше інформації про гідророзподільники.

Принцип роботи гідророзподільника

Гідророзподільники дозволяють регулювати напрямок та обсяг робочої рідини, що передається від насоса до виконавчих органів відповідно до заданої програми. Принцип роботи гідророзподільника ґрунтується на переміщенні золотників усередині золотникового блоку для відкриття або закриття каналів, через які проходить робоча рідина.

При переміщенні золотників у певне положення відбувається зміна гідравлічної схеми гідророзподільника. Це дозволяє перемикати робочу рідину між різними каналами та розподіляти її шляхом зміни напрямку, швидкості та обсягу потоку. Програмне керування гідророзподільником дозволяє точно налаштувати його роботу під конкретні вимоги гідросистеми.

Застосування гідророзподільників

Гідророзподільники широко застосовуються в різних галузях промисловості, де потрібне точне та ефективне управління механізмами. Вони використовуються в гідравлічних системах мобільної та промислової техніки, гідростанціях, гідроприводах та інших пристроях, де необхідно регулювати потоки робочої рідини.

Одним із поширених застосувань гідророзподільників є управління рухом гідравлічних циліндрів. Вони дозволяють регулювати швидкість пересування та точно позиціонувати циліндри. Гідророзподільники також використовуються в системах гідроприводу різних механізмів, наприклад, у наземній та підземній техніці, будівельних машинах і навіть у робототехніці.

Використання гідророзподільників дозволяє значно підвищити ефективність роботи гідросистеми та забезпечити точне та надійне керування рухом механізмів. Завдяки широкому спектру моделей та конфігурацій гідророзподільників їх можна підібрати під конкретні потреби та вимоги кожної гідросистеми.

На закінчення гідророзподільники є невід'ємною частиною гідравлічного обладнання. Вони забезпечують точне та ефективне керування робочою рідиною, здійснюючи регулювання її розподілу між різними виконавчими органами.Завдяки своїй надійності та простоті використання, гідророзподільники знайшли широке застосування у різних галузях промисловості.

Допомогла вам стаття?

Гідравлічний розподільник управляє напрямком і силою потоку робочої рідини в гідравлічних машинах Змінюючи напрямок і швидкість потоку, пристрій рухає поршні гідроциліндрів.

Опис та принцип дії

1. Нейтральне положення. Потік рідини повністю перекритий, обладнання знаходиться у нерухомому стані.
2. Перше робоче положення. Рідина перетікає по першій лінії та заповнює гідроциліндр.
3. Друге робоче положення. Робоча рідина проходить через другий канал і примусово переміщає поршень у зворотний бік.

Цей цикл нескінченно повторюється, забезпечуючи безперервне зворотно-поступальне переміщення поршня.

Конструкція та пристрій

Конструкція розподільника представлена ​​блоком із порожниною, через яку проходять робочі лінії:

• до вхідного отвору підключається насос для подачі рідини;
• у камері порожнина поділяється на незалежні відсіки до гідроциліндра;
• на звороті корпусу розташований зливний отвір;
• відразу за блоком з порожниною присутні важелі або місця підключення інших засобів управління (пневмо-або гідропривод).

У різьбових з'єднань є ущільнення для виключення витоку. На сливі підключається накопичувальний бак.Окремо є запобіжний клапан. При перевищенні допустимої для гідромашин величини тиску такий клапан відкривається і відбувається скидання гідравлічного масла.

На корпусі механізму розташовані монтажні елементи для кріплення. Пристрій гідравлічного розподільника залежить від конфігурації та включає додаткові деталі. Наприклад, електромеханічний або електромагнітний вузл має силові клеми під котушку або приймач сигналу.

Управління робочою рідиною

Для перерозподілу потоку рідини гідромашинах використовується приводи декількох видів:

• Ручний. Управління здійснює оператор шляхом фізичної натискної сили. Задіюється механізмами з нечастим перемиканням. Зустрічається пряме управління або регулювання роботи за допомогою троса.
• Електромеханічні. Керування потоком виконується оператором або автоматично за заданим алгоритмом. Перерозподіл руху робочого середовища магістралями забезпечується переміщенням золотника, який змінює своє положення по сигналу.
• Електромагнітний. Під впливом струму магніт переміщає золотник певну відстань до досягнення необхідного становища. Цей вид не підходить для керування потоком під високим тиском.
• Гідропривід. У таких системах використовуються гідророзподільники із дросельним принципом роботи. У міру усунення заслінки в порожнині змінюється тиск, який регулює положення головного гідровузла. За такою схемою працюють і пневматичні приводи.

Багато сучасних версій підтримують кілька способів управління. Наприклад, основне електричне перемикання позицій доповнюється важелями ручного керування.

Типи гідравлічних розподільників

Всі гідророзподільники працюють за одним принципом, але при цьому відрізняються конфігурацією та виконанням. Від конфігурації та типу залежить перелік гідромашин та умов, у яких пристрої застосовні.

Робочий механізм

В основі принципу роботи гідророзподільника лежить рухомий елемент, який відповідає за розподіл потоків робочої рідини. Використання різних механізмів пояснюється насамперед експлуатацією. Кожна запчастина має відмінний граничний робочий тиск і різну надійність.

Клапані

Перерозподіл забезпечується клапанами, що закривають та відкривають канали. У клапанних версій багато плюсів:

• герметичність; відсутність витоків;
• довговічність конструкції;
• стійкість до потоку під високим тиском;
• окреме керування кожним каналом.

З мінусів варто виділити великі габарити та провали тиску при перемиканні (різке закриття входу створює негативний тиск на виході).

Золотникові

У робочій камері цих типів гідравлічних розподільників є золотник — рухомий механізм циліндричної форми. На поверхні присутні потовщення, що перекривають потік рідини. Золотникові механізми переважно 3-позиційні із двома лініями. При переміщенні золотника відбувається відкриття одних та закриття інших каналів. Нейтральне положення підтримується пружинами, що центрують.

Переваги гідравлічних розподільників потоку із золотником:

• компактність та проста конструкція;
• плавне перемикання без провалів тиску;
• великий набір конфігурацій управління.

Головний мінус пристрою гідророзподільника з золотником – це схильність до протікання, через які механізм ненадійний для систем, що працюють під високим тиском.

У простій конфігурації золотниковий вузол управляє потоком у 2-канальному 3-позиційному гідровузлі:

• в нейтральному стані середовище не надходить у гідроциліндр;
• при зміщенні праворуч потік йде через лівий канал (і навпаки).

У двопозиційних пристроїв відсутній нейтраль. Відбувається постійне перекачування, доки не зупиниться насос. Багатопозиційні версії зазвичай включають багато ліній (3-4), проте вони штовхають єдиний поршень у двох напрямках. У гідравлічних розподільників з таким пристроєм є канали відмінного діаметра. Шляхом вибору лінії можна подавати рідину різного натиску змінюючи швидкість переміщення поршня.

Кранові

За принципом роботи нагадують гідравлічні клапанні розподільники. Однак перекриття лінії відбувається плавно та з торця. У міру переміщення запірної арматури заслінка закриває канал, залишаючи менший просвіт.

Така механіка дозволяє регулювати тиск потоку. Однак високий тиск неминуче призводить до зміщення заслінки з розширенням отвору. Це робить кранові поворотні гідравлічні розподільники неефективними для стаціонарних машин. Але механізми добре підходять як приводи основних перерозподільників, для яких важлива плавність переміщення.

Виконання

Основні моделі представлені моноблоком з єдиною секцією та кількома каналами. Використовуються переважно в стаціонарних машинах для керування простим механізмом на зразок підйомника чи козлового крана.

Розподільник секційний гідравлічний включають кілька камер. Кожна секція має різну конфігурацію ліній. Наприклад, у двосекційного гідровузла можуть бути камери з дво- та трипозиційним золотником. Секційні гідровузли є у тракторів та інших мобільних машин.Кожна секція призначена для керування різним навісним обладнанням. Оператор будь-якої миті може перемикатися між різними секціями.

Також трапляються секційні пристрої з робочими камерами однакової конфігурації. У цих типах гідравлічних розподільників кожна секція присутня як заміна. У разі несправності можна перенаправити потік через іншу камеру. У цьому випадку не буде потрібно зупинення машини, яка може бути критичною.

Маркування та позначення

Для всіх типів гідророзподільників використовується позначення, за якими можна визначити функціональність різьбових отворів:

• P — отвір для підключення насоса на подачу;
• T – отвір для зливу із системи на випадок аварії;
• A – початковий відрізок лінії, з якого надходить рідина;
• B – точка виходу рідини з лінії до циліндра з поршнем.

Позначення елементів вузла на корпусі стандартизовано за ГОСТ 2781-68.

Єдиного порядку маркування виробів серед виробників немає. Тому гідророзподільник кожного бренду відрізняється маркуванням та найменуванням. Але деякі характеристики можна простежити. Наприклад, 1/2+3/8 або 1/2+1/2 показує діаметр отворів на подачу та злив. 4+2 або 5+3 у назві вказує на кількість ліній та позицій.

Як зробити правильний вибір?

Від характеристик та принципу роботи гідравлічного розподільника залежить робота всієї системи. Вихід з ладу призводить до повної зупинки обладнання. Тому потрібно віддати перевагу надійності та виконанню.

При виборі перерозподільника для гідромашини потрібно врахувати ряд параметрів:

• Граничний тиск. Золотникові пристрої розраховані потік до 32 МПа. Також тиск залежить від матеріалів виконання.
• Діапазон в'язкості та температури середовища.Пристрій деяких гідравлічних розподільників не допускають перетікання гарячого та щільного середовища через властивості матеріалу.
• Допустимий вміст домішок. Матеріали ущільнень з іншими компонентами бувають чутливі до луг із солями. Тверді частинки з потоком викликають прискорене зношування.
• Умови довкілля. Матеріал зовнішнього корпусу також буває вразливим до агресивного середовища. Для пристроїв з електроприводом потрібно врахувати рівень пило- та вологозахисту.
• Заявлений ресурс виробу. Надійні пристрої з інтенсивним спрацьовуванням (кожен ~10 сек) служать мінімум 2 роки.

Виробник спецтехніки або навісного обладнання регламентує перелік гідророзподільників, що допускаються до використання.

Гідравлічні розподільники (гідророзподільники) – пристрої, призначені керувати потоками робочої рідини у системі з допомогою зовнішнього впливу (сигналу). У процесі роботи гідросистеми часто виникає необхідно змінити напрямок руху потоку або силу потоку. Для цієї мети таки використовують різні конструкції гідравлічних розподільників. Як правило, гідророзподільники виготовляються методом лиття із високоякісної сталі, модифікованого чавуну або бронзи. Тип з'єднання з основною гідравлічною системою – різьбовий, фланцевий або стиковий.

Пристрій гідророзподільника

У вихідному положенні розподільника (Р) рідина від насоса (Н) до гідроциліндра (Ц) не надходить, а йде на злив у гідробак (Б) через запобіжний клапан (КП).Як тільки оператор за допомогою ручки переміщує запірно-регулюючий елемент положення 1, робоча рідина надходить в поршневу порожнину гідроциліндра, і поршень рухається вправо, а рідина зі штокової порожнини гідроциліндра йде на злив. Якщо оператор повертає ручку гідравлічного розподільника у вихідне положення, поршень гідроциліндра зупиняється, і робоча рідина знову йде на злив в бак. Для руху поршня гідроциліндра вліво оператор переміщає ручку розподільника таким чином, щоб запірно-регулюючий елемент змістився положення 2.

За способом керування робочою рідиною розподільники гідравлічні поділяються на електричні, ручні та механічні.

Класифікація гідророзподільників

Існують різні класифікації гідравлічних розподільників. Найбільш поширений поділ за типом запірно-регулюючих елементів на такі види: золотникові, кранові, клапанні, сопло-заслінка

Золотникові гідравлічні розподільники

У золотникових розподільниках запірно-руховим елементом виступає золотник (золотниковий клапан), що спрямовує потік робочої рідини шляхом зміщення рухомої частини щодо вікон у поверхні, по якій вона ковзає. Як золотник найчастіше виступає циліндр змінного діаметра.
У найпростішому випадку золотник може займати 3 позиції:

• в нейтральному положенні канали розподільника замкнені, і рідина не надходить від насоса в жодну з порожнин гідроциліндра, шток залишається на місці
• при зміщенні золотника вліво робоча рідина каналами в корпусі розподільника і трубопроводами надходить у ліву порожнину гідроциліндра, і шток висувається.
• при зміщенні золотника вправо від нейтрального положення, то робоча рідина надходитиме вже в праву порожнину гідроциліндра, а з лівої порожнини піде на злив у гідробак. У цьому положенні золотник шток всувається.

Подібним гідравлічним розподільником можна керувати в ручному режимі, а також за рахунок дії електромагнітів або інших механізмів, що іноді використовують змішані системи управління.

У складному механізмі є кілька золотників – у такому разі говорять про секційні гідравлічні розподільники. Як правило, вони між собою з'єднуються за допомогою болтів. У моделях секційних розподільників використовуються різні види запірно-регулюючого механізму:

• З позитивним осьовим перекриттям. Поршень можна зафіксувати у потрібному положенні, проте область нечутливості не дозволяє здійснити точну фіксацію.
• З нульовим перекриттям. Цей вид досконаліший, оскільки нечутлива область відсутня. Однак процес виробництва таких розподільників складніший, що призводить до підвищення їх вартості.
• З мінімальним перекриттям. Вони мають невелику зону чутливості, а їхня вартість не надто висока. Однак через меншу жорсткість надійність таких конструкцій дещо нижча.

Золотникові розподільники набули широкого поширення завдяки своїм перевагам: ·

• Проста конструкція
• Незначні зусилля, що перемикають
• Висока потужність, що перемикається
• Низькі втрати
• Велика кількість варіантів керування

До недоліків золотникових гідророзподільників можна віднести неможливість роботи при тиску більше 32 МПа та зростаючі витоку робочої рідини зі збільшенням терміну експлуатації.

Клапані розподільники

Клапанні гідравлічні розподільники відрізняються високою герметичністю, тому, на відміну від золотникових, можуть працювати при високих тисках.

В основі їхньої конструкції лежить кілька прохідних клапанів, що відкриваються і закриваються в певному порядку, що забезпечує високу надійність роботи. Рух стрижня з виступами регулює закриття та відкриття клапанів. Рухаючись у певному напрямку, стрижень впливає на потрібну пару клапанів, внаслідок чого рідина надходить у робочу ємність або порожнину гідродвигуна. Запірні конструкції (клапани) зазвичай виготовляються як конуса, кулі чи плоского диска. Управління клапанними гідравлічними розподільниками може здійснюватися в ручному режимі, а також за рахунок електричних або механічних пристроїв.

Переваги клапанних розподільників

• відсутність витоків
• довговічність
• забезпечення функції ізоляції без спеціальних засобів
• можливість використання при високих тисках

До недоліків можна віднести: ·

• великі втрати тиску через малу ходу
• провали тиску під час перемикання через наявність негативного перекриття (одночасне з'єднання насоса, гідродвигуна та бака)
• втрата експлуатаційної якості через неповне вирівнювання тиску по осі запірного елемента
• великі габарити, необхідні забезпечення надійної роботи; при цьому пропускна здатність клапанних розподільників може не відрізнятись від показників золотникових конструкцій меншого розміру.

Кранові розподільники

У основі лежить перенаправлення потоку рідини поворотом пробки, що має плоску, сферичну. циліндричну чи канонічну форму. Пробка крана має два перпендикулярні отвори, що не перетинаються.Вона може займати два і більше кутових положень. Такі крани застосовуються як самостійний розподільник, а також як пілот.

Герметичність кранових гідророзподільників забезпечується за рахунок притирання пробки до корпусу крана. Внаслідок зносу пробки та корпусу зазор між ними збільшується, що призводить до збільшення витоку робочої рідини. Це є основним недоліком цієї конструкції розподільника. Подібного недоліку позбавлені кранові гідророзподільники з пружною конічною пробкою.

Розподільники типу «сопло-заслінка»

Гідравлічні розподільники типу «сопло-заслінка» розподіл рідини заснований на принципах побудови гідравлічних дільників тиску, в яких використовуються регульовані та налаштовані гідродроселі.

На практиці широкого поширення набули одно- та дводросельні (за кількістю регульованих гідродроселів) розподільники для гідравліки типу «сопло-заслінка».

Принцип роботи гідравлічного розподільника

Розрізняють два принципи роботи гідророзподільників: напрямний та дроселюючий.

• Направляючим називається розподільник, що забезпечує перекриття або зміну напрямку потоку рідини за рахунок повного відкриття або повного перекриття відповідних прохідних перерізів.
• Дроселюючий гідравлічний розподільник призначений для зміни величини витрати і напрямку руху потоку робочої рідини в декількох гідролініях одночасно відповідно до зміни величини зовнішнього впливу, що управляє. Найчастіше як дроселюючі використовуються золотникові гідророзподільники. Також можуть використовуватися розподільники типу «сопло-заслінка».Такі гідророзподільники часто використовуються як попередній ступінь гідравлічного управління гідророзподільниками з багатоступінчастим управлінням.

Сфери застосування гідророзподільників

Розподільники знаходять широке застосування в різних гідросистемах. Дані конструкції використовують:

• у верстатах;
• у кранових маніпуляторах;
• у витягах різного типу
• у вантажних автомобілях;
• у сільськогосподарській техніці;
• у будівельній спецтехніці;
• у системі водоканалу;
• у системах гідроелектростанцій;
• у теплових мережах

Основний критерій вибору гідравлічних розподільників – здатність впоратися з тиском, який повинен відповідати можливостям розподільника. При навантаженні вище 32 МПа вибирається виключно клапанний розподільник, оскільки він працює при тиску до 80 МПа з дотриманням герметичності системи.

Низька пропускна спроможність кранових типів розподільників не є їх перевагою, але вони потрібні в системах, де потрібне стабільне і якісне очищення до 10 літрів за хвилину. Кранові механізми є допоміжними і підтримують роботу золотника або клапанного розподільника. І тут кран подає сигнал, який керує робочими процесами.

Тип пристрою «сопло-заслінка» зустрічається набагато рідше, оскільки застосування їх дуже специфічне.

Гідравлічні розподільники впливають на надійність роботи всієї гідравлічної системи, тому до і вибору потрібно підійти дуже відповідально. При покупці гідравлічного розподільника краще звернутися до фахівця. Варто враховувати, що проблеми можуть виникнути навіть із правильно підібраним пристроєм – якщо його неправильно встановити. Фахівці ПНЕВМАКС проконсультують з будь-якого питання, пов'язаного з вибором та встановленням гідравлічного розподільника. Чекаємо на ваші заявки по будь-якому зручному для вас каналу зв'язку.

Купити гідророзподільники від європейських виробників ви можете в інтернет-магазині Пневмакс.