Направляющая и регулирующая подсистема

Управление энергией рабочей жидкости, поступающей от источника (от энергообеспечивающей подсисте­мы) к исполнительным механизмам, осуществляется устройствами, входящими в состав направляющей и ре­гулирующей подсистемы, которые обобщенно называют гидроаппаратами. В соответствии с решаемыми задачами гидроаппараты данной подсистемы делят на две группы: направляющие и регулирующие.

Направляющие гидроаппараты управляют пуском, остановом и направлением потока жидкости.

Регулирующие гидроаппараты управляют расходом жидкости, ее давлением, или расходом и давлением одновременно.

Классификация гидроаппаратов по функциональному признаку приведена на рис.1.

Рис. 1. Классификация гидроаппаратов

В этих гидроаппаратах воздействие на поток рабочей жидкости осуществля­ется посредством подвижных запорно-регулирующих элементов (ЗРЭ), за счет изменения величины проходного сечения канала, через который движется рабочая жидкость. Управление перемещением ЗРЭ осуществляется либо за счет внешнего воздействия (оператором или управляющим сигналом), либо под действием самого потока жидкости, например, из-за изменения давления или расхода.

В зависимости от назначения гидроаппарата, его проходное сечение может меняться дискретно (канал полностью закрыт — канал полностью открыт), или плавно, когда канал может приоткрываться на какую-то ве­личину. Дискретный режим работы характерен для направляющих аппаратов, а в регулирующих ЗРЭ находит­ся в промежуточном положении, определяемом параметрами потока рабочей жидкости.

По конструктивному исполнению ЗРЭ различают гидроаппараты клапанного, золотникового и кранового типов (рис. 2).

В гидроаппаратах клапанного типа (рис. 2, а) ЗРЭ перемещается вдоль осевой линии потока. Достоинст­ва такого конструктивного решения очевидны: обеспечение полной герметичности при отсечении одной гид­ролинии от другой, пониженная чувствительность к воздействию загрязнителей, а также высокое быстродей­ствие. ЗРЭ может быть выполнен в виде шара, конуса, иглы или диска (тарелки).

К недостаткам гидроаппаратов клапанного типа можно отнести следующее: требуются значи­тельные усилия для перемещения ЗРЭ, что необходимо для преодоления сил, возникающих от давления рабочей жидкости на ЗРЭ, или сил сопротивления пружин, прижимающих ЗРЭ к седлу кла­пана.

Рис. 2. Принцип действия гидроаппаратов клапанного (а), золотникового (б) и кранового (в) типов

В гидроаппаратах золотникового типа (рис 2, б) ЗРЭ перемещается перпендикулярно осевой линии по­тока рабочей жидкости. В подобных аппаратах усилие, обусловленное давлением рабочей жидкости на ЗРЭ, не приводит к какому-либо его смещению (т.е. золотник гидравлически разгружен*). Для перемещения ЗРЭ необ­ходимо преодолеть только силы трения между ним и корпусом, что является достоинством такого конструк­тивного решения. Недостатком гидроаппаратов золотникового типа является наличие гарантированного зазо­ра между золотником и расточкой корпуса, поскольку он является причиной появления утечек рабочей жидко­сти, а его засорение может привести к заклиниванию ЗРЭ.

Запорно-регулирующий элемент гидроаппаратов кранового типа (рис. 2, в) может иметь форму цилинд­ра, сферы или конуса, которые проворачиваются вокруг своей оси под воздействием внешнего управляющего усилия. Гидроаппараты кранового типа не нашли широкого применения в гидроприводах строительных, путевых и подъемно-транспортных машин..

Для правильной коммутации аппаратов между собой во время монтажа гидросистем, их присоединитель­ные отверстия маркируют латинскими буквами (ГОСТ 24242-80):

К основным параметрам гидроаппаратов относятся:

• условный проход D_y—диаметр условного отверстия, площадь которого равна максимальному значению площади проходного сечения гидроаппарата;

• номинальное давление р_ном — наибольшее давление рабочей жидкости, при котором гидроаппарат дол­жен работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением своих параметров в пре­делах установленных норм;

• номинальный расход Q_HOM — расход жидкости определенной вязкости, проходящей через аппарат, при
котором он выполняет свое назначение с сохранением параметров в пределах установленных норм.

Примечание * Без учета гидродинамических сил, действующих на кромках золотника при обтекании их потоком рабочей жидкости.