Гидравлические распределители. Принцип работы и классификация

Гидравлические распределители (гидрораспределители) – устройства, предназначенные для управления потоками рабочей жидкости в системе с помощью внешнего воздействия (сигнала). В процессе работы гидросистемы часто возникает необходимо изменить направление движения потока или силу потока. Для этой цели как раз и используют различные конструкции гидравлических распределителей. Как правило, гидрораспределители изготавливаются методом литья из высококачественной стали, модифицированного чугуна или бронзы. Тип соединения с основной гидравлической системой – резьбовой, фланцевый или стыковой.

Устройство гидрораспределителя

В исходном положении распределителя (Р) жидкость от насоса (Н) к гидроцилиндру (Ц) не поступает, а идёт на слив в гидробак (Б) через предохранительный клапан (КП). Как только оператор с помощью ручки перемещает запорно-регулирующий элемент в положение 1, рабочая жидкость поступает в поршневую полость гидроцилиндра, и поршень движется вправо, а жидкость из штоковой полости гидроцилиндра идёт на слив. Если оператор возвращает ручку гидравлического распределителя в исходное положение, то поршень гидроцилиндра останавливается, и рабочая жидкость опять идёт на слив в бак. Для движения поршня гидроцилиндра влево оператор перемещает ручку распределителя таким образом, чтобы запорно-регулирующий элемент сместился в положение 2.

Классификация гидрораспределителей

Существуют разные классификации гидравлических распределителей. Наиболее распространено разделение по типу запорно-регулирующих элементов на следующие виды: золотниковые, крановые, клапанные, сопло-заслонка

Золотниковые гидравлические распределители

В золотниковых распределителях запорно-двигательным элементом выступает золотник (золотниковый клапан), направляющий поток рабочей жидкости путём смещения подвижной части относительно окон в поверхности, по которой она скользит. В качестве золотника чаще всего выступает цилиндр переменного диаметра.
В простейшем случае золотник может занимать 3 позиции:      

• в нейтральном положении каналы распределителя заперты, и жидкость не поступает от насоса ни в одну из полостей гидролцилиндра, шток остается на месте

• при смещении золотника влево рабочая жидкость по каналам в корпусе распределителя и по трубопроводам поступает в левую полость гидроцилиндра, и шток выдвигается.

• при смещении золотника вправо от нейтрального положения, то рабочая жидкость будет поступать уже в правую полость гидроцилиндра, а из левой полости пойдёт на слив в гидробак. В этом положении золотника шток вдвигается.

Подобным гидравлическим распределителем можно управлять в ручном режиме, а также за счет действия электромагнитов или других механизмов, иногда используют смешанные системы управления.

В сложном механизме присутствует несколько золотников – в таком случае говорят о секционных гидравлических распределителях. Как правило, между собой они соединяются при помощи болтов. В моделях секционных распределителей используются различные виды запорно-регулирующего механизма:      

• С положительным осевым перекрытием. Поршень можно зафиксировать в нужном положении, однако область нечувствительности не позволяет осуществить точную фиксацию.

• С нулевым перекрытием. Этот вид более совершенен, поскольку нечувствительная область отсутствует. Однако процесс производства таких распределителей более сложен, что приводит к повышению их стоимости.

• С минимальным перекрытием. Они имеют небольшую зону чувствительности, а их стоимость не слишком высока. Однако из-за меньшей жесткости надежность таких конструкций несколько ниже.

Золотниковые распределители получили широкое распространение благодаря своим преимуществам:·      

• Простая конструкция

• Незначительные переключающие усилия

• Высокая переключаемая мощность

• Низкие потери

• Большое количество вариантов управления

К недостаткам золотниковых гидрораспределителей можно отнести невозможность работы при давлении более 32 МПа и возрастающие утечки рабочей жидкости с увеличением срока эксплуатации.

Клапанные распределители

Клапанные распределители гидравлические отличаются высокой герметичностью, поэтому, в отличие от золотниковых, могут работать при высоких давлениях.

В основе их конструкции лежит несколько проходных клапанов, открывающихся и закрывающихся в определенном порядке, что обеспечивает высокую надежность работы. Движение стержня с выступами регулирует закрытие и открытие клапанов. Двигаясь в определенном направлении, стержень воздействует на нужную пару клапанов, в результате чего жидкость поступает в рабочую емкость или в полость гидродвигателя. Запорные конструкции (клапаны) обычно изготавливаются в виде конуса, шара или плоского диска. Управление клапанными распределителями гидравлическими может осуществляться в ручном режиме, а также за счет электрических или механических устройств.

Преимущества клапанных распределителей      

• отсутствие утечек

• долговечность

• обеспечение функции изоляции без специальных средств

• возможность использования при высоки давлениях

 К недостаткам можно отнести:·      

• большие потери давления из-за малого хода

• провалы давления во время переключения из-за наличия отрицательного перекрытия (одновременное соединение насоса, гидродвигателя и бака)

• потеря эксплуатационного качества из-за неполного выравнивания давления по оси запорного элемента

• большие габариты, необходимые для обеспечения надежной работы;  при этом пропускная способность клапанных распределителей может не отличаться от показателей золотниковых конструкций меньшего размера.

Крановые распределители

В их основе лежит перенаправление потока жидкости поворотом пробки, которая имеет плоскую, сферическую. цилиндрическую или каноническую форму. Пробка крана имеет два перпендикулярных не пересекающихся отверстия. Она может занимать два и больше угловых положения. Такие краны применяются в качестве самостоятельного распределителя, а также в качестве пилота.

Герметичность крановых гидрораспределителей обеспечивается за счет притирки пробки к корпусу крана. Вследствие износа пробки и корпуса зазор между ними увеличивается, что приводит к увеличению утечки рабочей жидкости. Это является основным недостатком данной конструкции распределителя. Подобного недостатка лишены крановые гидрораспределители с подпружиненной конической пробкой.

Распределители типа «сопло-заслонка»

Гидравлические распределители типа «сопло-заслонка» распределение жидкости основано на принципах построения гидравлических делителей давления, в которых используются регулируемые и настраиваемые гидродроссели.

На практике широкое распространение получили одно- и двухдроссельные (по числу регулируемых гидродросселей) распределители для гидравлики типа «сопло-заслонка».

Принцип работы гидравлического распределителя

Различают два принципа работы гидрораспределителей: направляющий и дросселирующий.

• Направляющим называется распределитель, обеспечивающий перекрытие или изменение направления потока жидкости за счет полного открытия или полного перекрытия соответствующих проходных сечений.

• Дросселирующий гидравлический распределитель предназначен для изменения величины расхода и направления движения потока рабочей жидкости в нескольких гидролиниях одновременно в соответствии с изменением величины внешнего управляющего воздействия. Чаще всего в качестве дросселирующих используются золотниковые гидрораспределители. Так же могут использоваться распределители типа «сопло-заслонка». Такие гидрораспределители часто используются как предварительная ступень гидравлического управления в гидрораспределителях с многоступенчатым управлением.

Сферы применения гидрораспределителей

Распределители находят самое широкое применение во различных гидросистемах. Данные конструкции используют:  

• в станках;

• в крановых манипуляторах;

• в подъемниках разного типа

• в грузовых автомобилях;

• в сельскохозяйственной технике;

• в строительной спецтехнике;

• в системе водоканала;

• в системах гидроэлектростанций;

• в тепловых сетях

Основной критерий выбора распределителей гидравлических – способность справиться с давлением, которое должно соответствовать возможностям распределителя. При нагрузке выше 32 МПа выбирается исключительно клапанный распределитель, так как он работает при давлении до 80 МПа с соблюдением герметичности системы.

Низкая пропускная способность крановых типов распределителей не является их преимуществом, но они востребованы в системах, где требуется стабильная и качественная очистка до 10 литров в минуту. Крановые механизмы служат вспомогательными и поддерживают работу золотника или клапанного распределителя. В этом случае кран подает сигнал, который управляет рабочими процессами.

Тип устройства «сопло-заслонка» встречается гораздо реже, так как применение их весьма специфично.

Распределители гидравлические влияют на надежность работы всей гидравлической системы, поэтому к и выбору нужно подойти очень ответственно. При покупке гидравлического распределителя лучше обратиться к специалисту. Стоит учитывать, что проблемы могут возникнуть даже с правильно подобранным устройством – если его некорректно установить. Специалисты ПНЕВМАКС проконсультируют по любому вопросу, связанному с выбором и установкой гидравлического распределителя. Ждем ваших заявок по любому удобному для вас каналу связи.

Купить гидрораспределители от европейских производителей вы можете в интернет-магазине Пневмакс

Распределители для гидравлики

Распределители гидравлические с прямым электромагнитным управлением

Распределители гидравлические с пилотным электрогидравлическим управлением

Распределители гидравлические с альтернативным способом управления

Принадлежности для распределителей гидравлических