Презентация по дисциплине "Гидравлические и пневматические системы"

Лекция №1. Предмет гидравлики, основные понятия и методы. Силы действующие в жидкости. Давление

Понятие «механика жидкости»

• Раздел механики, в котором изучаются равновесие и движение жидкостей, а также взаимодействие между жидкостью и обтекаемыми ею поверхностями или телами, называется «механика жидкости» или «гидромеханика».

Раздел гидромеханики - гидравлика

• Одним из прикладных разделов гидромеханики является гидравлика, которая решает определенный круг технических задач и вопросов. Прикладной характер этого раздела подчеркивает само слово гидравлика, которое образовано из греческих слов hydor – вода и aulos – трубка. Поэтому гидравлика рассматривается как наука о законах равновесия и движения жидкостей и о способах приложениях этих законов для решения практических задач.

Что изучает гидравлика?

• Гидравлика изучает в первую очередь течения жидкостей в различных руслах, то есть потоки, ограниченные стенками. Понятие «русло» включает в себя все устройства, ограничивающие поток, в том числе трубопроводы, проточные части насосов, зазоры и другие элементы гидравлических систем. Таким образом, в гидравлике изучаются в основном внутренние течения и решаются «внутренние» задачи.

Методы исследования и решения технических задач

• Современная гидравлика является результатом развития двух методов исследования и решения технических задач.
• Первый из этих методов – теоретический, основанный на использовании законов механики.
• Второй метод – экспериментальный, учитывающий практическую деятельность людей, в результате которой накоплен значительный опыт по созданию гидравлических систем.

Силы действующие в жидкости

• Из курса физики известно, что вследствие текучести жидкости она не воспринимает сосредоточенные силы. Поэтому в жидкости действуют только распределенные силы, причем эти силы могут распределяться по объему жидкости или по поверхности

Распределенные силы

• Распределенные силы делятся на объемные (массовые) и поверхностные.
• К объемным (массовым) силам относятся силы тяжести и силы инерции. Они пропорциональны массе и подчиняются второму закону Ньютона.
• К поверхностным силам следует отнести силы, с которыми воздействуют на жидкость соседние объемы жидкости или тела, так как это воздействие осуществляются через поверхности

Давление

• Единицей измерения касательных напряжений в системе СИ является паскаль (Па) – ньютон, отнесенный к квадратному метру (Н/м2)
• Нормальная сила F называется силой давления и вызывает в жидкости нормальные напряжения сжатия, которые определяются отношением

p = F/S

p – давление, F – нормальная сила, S –площадь поверхности

• Это нормальные напряжения сжатия называются гидромеханическим давлением или просто давлением. Рассмотрим системы отсчета давления и единицы его измерения.
• Важным при решении практических задач является выбор системы отсчета давления (шкалы давления). За начало шкалы может быть принят абсоютный нуль давления (аналог абсолютного нуля температуры) – 0 абс . При отсчете давлений от этого нуля их называют абсолютными p абс .
• Однако, как показывает практика, технические задачи удобнее решать, используя избыточные давления p изб , т.е. когда за начало шкалы принимается атмосферное давление – 0атм.
• Давление, которое отсчитывается «вниз» от атмосферного нуля, называется давлением вакуума p вак , или вакуумом.

Лекция №2. Основное уравнение гидростатики. Гидростатические машины

Понятие гидростатики

• Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы, справедливые для покоящихся жидкостей.

Свойства гидростатического давления

• В неподвижной жидкости возникают только напряжения сжатия и не могут действовать касательные напряжения, так как любое касательное напряжение в жидкости вызовет ее движение
• Отсюда вытекает первое свойство гидростатического давления: на внешней поверхности жидкости давление создает силу, действующую по нормали внутрь рассматриваемого объема жидкости
• Второе свойство гидростатического давления состоит в том, что в любой точке внутри покоящейся жидкости гидростатическое давление действует по всем направлениям одинаково, т.е. давление есть скалярная величина

Основной закон гидростатики

• p = p 0 + hρg.
• Данное уравнение называют основным законом гидростатики. Оно позволяет подсчитать давление в любой точке внутри покоящейся жидкости.
• Основной закон гидростатики широко применяется для решения практических задач. Однако при его использовании в практических расчетах следует обращать особое внимание на высоту h, так как она может принимать как положительные, так и отрицательные значения.

Гидравлический пресс

• На законе гидростатики основано действие гидравлического пресса, а также гидроприводов любых машин и станков. Принцип действия гидравлического пресса используют также в гидравлических домкратах, которые служат для подъема грузов.
• Гидравлический пресс – это инструмент, который предназначен для обработки материалов и разных деталей под давлением. Оборудование приводится в работу жидкостью, находящейся под большим давлением

Принципиальная схема гидравлического пресса

1 — рабочий цилиндр; 2 — плунжер (поршень); 3 — станина; 4 — подвижная поперечина; 5 — инструмент (штамп); 6 — цилиндр обратного хода; 7 — клапаны управления; 8 — насос; 9 — сливной бак; 10 — воздухо-гидравлический аккумулятор; 11 — наполнительный бак.

Гидравлический аккумулятор

• Гидравлический аккумуляторам - устройство для накопления энергии рабочей жидкости или газа, находящихся под давлением, с целью их последующего использования.
• Служит для выравнивания давления и расхода жидкости (газа) в гидравлических установках.
• Гидравлические аккумуляторы делятся на: грузовые, пружинные, мембранные, поршневые и баллонные

Схемы гидроаккумуляторов

а) грузовой; б) пружинный; в) поршневой; г) мембранный; д) баллонный

Лекция №3. Режимы течения жидкости. Расход

Понятие «идеальной жидкости»

• Для упрощения изучения течений в гидромеханике широко используется так называемая идеальная жидкость. Под этим термином понимают не существующую в природе абсолютно невязкую жидкость с введением корректирующих поправок на потоки реальной жидкости

Течение жидкости

• Течение жидкости, как и любое другое движение, может быть установившимся и неустановившимся.
• При установившемся течении все физические параметры в данной точке потока (скорость, давление и пр.) остаются неизменными во времени. Примером установившегося течения может служить истечение через отверстие в дне сосуда, в котором поддерживается постоянный уровень жидкости.

• При неустановившемся течении физические параметры в данной точке потока (или некоторые из них) меняются во времени. Для примера можно привести рассматриваемое выше истечение, но без поддержания постоянного уровня жидкости в сосуде, т.е. истечение до полного опорожнения.

• Также различают напорные и безнапорные течения жидкости.
• Напорными называют течения в закрытых руслах без свободной поверхности, а безнапорными – течения со свободной поверхностью. Примерами напорного течения могут служить течения в трубопроводах, гидромашинах, гидроаппаратах.
• Безнапорными являются течения в реках, открытых каналах.

Линия тока

• Большое значение в механике жидкости имеет термин «линия тока».
• Под этим понимают условную линию в потоке жидкости, проведенную так, что вектор скорости в любой ее точке направлен по касательной
• При установившемся течении линия тока совпадает с траекторией движения частицы жидкости. Необходимо также отметить, что при установившемся течении в любой точке потока существует только одна скорость

• При установившемся течении линии тока не пересекаются и ни одна линия тока не может пронизывать трубку тока (иначе она пересечет одну из линий, образующих эту трубку). Следовательно, ни одна из частиц жидкости не может проникнуть внутрь трубки тока или выйти из нее. Таким образом, выделенная трубка тока при установившемся течении является непроницаемой стенкой для жидкости.

Сечение потока жидкости

• Сечениями потока (или струйки) жидкости принято называть поверхности, нормальные к линиям тока. При параллельно струйном течении сечения представляют собой плоскости, перпендикулярные направлению движения жидкости. Сечения потоков или струй жидкости иногда также называют живыми сечениями

Расход

• Расход – это количество жидкости, которое протекает через данное сечение в единицу времени. Количество жидкости можно измерять в единицах объема, массы или веса.
• Различают объемный (Q(м 3 /с)), массовый (Q m (кг/с)) и весовой (Q G (Н/с)) расходы. Между этими расходами существует такая же связь, как между объемом, массой и весом:
• Q m = Qρ; Q G = Q m g; Q G = Qρg .

• Очевидно, что расход связан со скоростью движения жидкости. Рассмотри эту связь применительно к параллельно струйному течению жидкости.

Эпюра распределения скоростей идеальной (а) и реальной (б) жидкостей

• В идеальной жидкости отсутствует вязкость, следовательно, нет трения между слоями движущейся жидкости. Поэтому в сечении 1 – 1 струйки идеальной жидкости все скорости одинаковы и эпюра скоростей на рисункеа имеет прямоугольную форму.
• Через время dt сечение 1 – 1, площадь которого обозначается S , займет новое положение 1’ – 1’, смещенное относительно начального положения на расстояние dl . При этом новое сечение 1’ – 1’ будет плоскостью, так как при равных скоростях все частицы жидкости продвинутся на равное расстояние dl . Тогда за время dt через сечение 1 – 1 переместится объем жидкости W = dlS , а объемный расход составит:

• Таким образом, при течении идеальной жидкости существует удобная зависимость, связывающая основные кинематические и геометрический параметры струйки (или потока): объемный расход Q , скорость жидкости и площадь сечения S

• При течении потока реальной жидкости между ее слоями возникает трение. Крайние слои жидкости из-за трения о стенку имеют практически нулевую скорость. По мере удаления от стенки каждый последующий слой приобретает более высокую скорость, и максимальная скорость в сечении max отмечается в середине потока. Происходит перераспределение скоростей по сечению площадью S, что затрудняет определение математической взаимозаменяемости между основными геометрическими и кинематическими параметрами потока реальной жидкости

• Для устранения отмеченного затруднения введем понятие средней скорости в сечении ср , под которой будем понимать скорость, удовлетворяющую следующему равенству:
• Q= ср S .
• ср – это условная скорость, существующая в каком-то промежуточном слое потока реальной жидкости. Обычно 0,5 max ≤ ср

Лекция №5. Рабочие жидкости

Назначение рабочей жидкости

• Рабочая жидкость, использующаяся в гидроприводе, прежде всего является энергоносителем, или рабочим телом, то есть обеспечивает передачу механической энергии от насоса к гидродвигателю.

Функции рабочей жидкости

• Обеспечивание смазывания трущихся поверхностей деталей;
• Отвод теплоты от элементов гидравлических устройств;
• Унос продуктов износа и других частиц загрязнения;
• Защита деталей гидравлических устройств от коррозии.

Виды рабочей жидкости

Рабочие жидкости, применяемые в гидроприводах, подразделяют на четыре типа:

• Нефтяные;
• Синтетические;
• Водополимерные;
• Эмульсионные.

Нефтяные жидкости

• Нефтяные жидкости получают из нефти обычными методами переработки. Они имеют сравнительно низкую верхнюю границу температурного диапазона. Наиболее часто в гидроприводах применяют следующие нефтяные рабочие жидкости: масло гидравлическое единое МГЕ-10A; авиационное гидравлическое масло АМГ-10; всесезонное гидравлическое масло ВМГЗ и другие.

Синтетические жидкости

Синтетические жидкости – это жидкости, основу которых составляют продукты, полученные в результате химических реакций (диэфиры, силоксаны, фосфаты и другие). Как правило, они негорючие, стойки к окислению, имеют низкую температуру застывания, обладают стабильностью вязкостных характеристик в течении длительного срока работы и в широком диапазоне температур. Однако каждая из синтетических жидкостей имеет тот или иной недостаток (несовместимость с резиновыми уплотнителями, высокая текучесть, плохая смазывающая способность, токсичность и так далее).

Водополимерные растворы

Водополимерные растворы – рабочие жидкости, представляющие собой водные раствор различных полимеров (содержат до 35% воды). Например, жидкость ПГВ представляет собой водный раствор глицерина и полиэтиленгликоля с различными присадками. Жидкость ПГВ относится к негорючим жидкостям. Она нетоксичная, инертна к большинству конструкционных материалов.

Эмульсионные жидкости

Эмульсионные рабочие жидкости разделяют на водомасляные и масловодяные. Водомасляные эмульсии – это эмульсии типа «масло на воде», представляющие собой смеси воды и нефтяных жидкостей. Их применяют в гидроприводах, работающих в пожароопасной обстановке и в условиях необходимости использования большого количества рабочей жидкости. Недостатки водомасляной эмульсии: плохая смазывающая способность, малый диапазон рабочих температур. Масловодяные эмульсии – это эмульсии типа «вода в масле», представляющие собой смеси нефтяных жидкостей и воды.

Эксплуатационные свойства рабочей жидкости

Рабочие жидкости, применяемые в гидроприводах, характеризуются многими эксплуатационными свойствами и показателями. К таким свойства относят:

• Вязкость рабочей жидкости;
• Температура вспышки;
• Температура застывания;
• Окисляемость рабочей жидкости

Лекция №6. Общие свойства и классификация роторных насосов. Шестеренные и пластинчатые насосы

В роторных насосах взаимодействие рабочего органа с жидкостью происходит в подвижных рабочих камерах, которые попеременно соединяются с полостями всасывания и нагнетания.

Отсутствие клапанов позволяет иметь у роторных насосов значительно большую быстроходность, то есть число рабочих циклов в единицу времени

Кроме того, это обеспечивает роторным насосам и второе отличие от поршневых насосов – обратимость, то есть практически любой роторный насос может быть использован в качестве гидродвигателя.

Важной конструктивной особенностью роторных насосов является многокамерность. Это обеспечивает им большую равномерность подачи по сравнению с возвратно-поступательными насосами. Однако их подача не может быть абсолютно равномерной, и ее пульсация всегда имеет место. Эта пульсация всегда меньше для насосов с нечетным числом рабочих камер.

Основной недостаток роторных насосов

Роторные насосы обладают существенным недостатком, который вытекает из их конструктивных особенностей. Жидкость, которую перекачивает роторный насос, должна одновременно обеспечивать смазывание его поверхностей. Поэтому она должна быть чистой и неагрессивной по отношению к материалу насоса, а также обладать смазывающими способностями.

Классификация роторных насосов

Шестеренные насосы

Шестеренный насос – это зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен, обеспечивающий герметическое замыкание рабочих камер и передачу вращающего момента с ведущего вала на ведомый. Шестеренные насосы могут быть с внешним и внутренним зацеплением.

Конструкция шестеренного насоса

1 – ведущая шестерня; 2,5 – впадины (рабочие камеры); 3 – ведомая шестерня; 4 – корпус; 6 – зуб

Пластинчатые насосы

Пластинчатый насос – это роторного-поступательный насос с рабочими органами (вытеснителями) в виде плоских пластин. Пластинчатые насосы могут быть однократного, двукратного или многократного действия.

.

Конструкция пластинчатых насосов однократного (а) и двухкратного действия

1, 3 – рабочие камеры; 2 – точка контакта; 4 – ротор; 5 – пластина; 6 – статор (корпус); 7 – паз; 8 – пружина; 9 – область всасывания; 10 – область нагнетания

Лекция №7. Роторно-поршневые насосы

Определение

Роторно-поршневой насос – это роторный насос с вытеснителями в виде поршней или плунжеров. Роторно-поршневые насосы подразделяются на аксиально-поршневые, у которых возвратно-поступательное движение поршней параллельно оси вращения насоса, и радиально поршневые, у которых возвратно-поступательное движение поршней происходит в радиальном направлении.

Аксиально-поршневый насос

Кинематической основой таких гидромашин служит кривошипно-шатунный механизм, в котором цилиндры перемещаются параллельно один другому, а поршни движутся вместе с цилиндрами и одновременно из-за вращения вала кривошипа перемещаются относительно цилиндров.

Аксиально-поршневые насосы выполняют по двум основным схемам: с наклонным диском и с наклонным блоком цилиндров.

Схема аксиально-поршневых насосов

а – с наклонным диском, б – наклонным блоком цилиндров, 1 – ведущий вал, 2 – диск, 3 – шток, 4 – блок цилиндров, 5 – поршень, 6 – гидрораспределитель, 7 – пазы, 8 – шарнир, 9 – шатун

Радиально-поршневой насос

В радиально-поршневых насосах вытеснителями также являются поршни или плунжеры, но расположенные они радиально.

Конструкция радиально-поршневого насоса

1, 3 – рабочие камеры; 2 – перемычка; 4 – ротор; 5 – поршни; 6 – корпус

Лекция №8. Гидроаккумуляторы и дополнительное оборудование

Определение

Гидроаккумуляторы – устройства, основное назначение которых накопление находящейся под давлением рабочей жидкости и последующая отдача ее потребителю. Применение гидроаккумуляторов вызвано необходимостью обеспечения нормального функционирования гидравлических систем:

.

Применение гидроаккумуляторов

• Компенсация потерь рабочей жидкости вследствие утечек в гидроприводе
• Сглаживание пульсаций подачи насоса;
• Обеспечение работы в аварийных ситуациях
• Гашение опасных увеличений давления

Применение гидроаккумулятора для сглаживания пульсации подачи насоса

Виды гидроаккумуляторов

Блок управления гидроаккумулятором

Обычно в гидросистеме аккумуляторы используются вместе с блоком управления, посредством которого осуществляется подключение-отключение аккумулятора, настройка и визуализация величины давления рабочей жидкости в нем.

Дополнительное оборудование

К дополнительному оборудованию гидравлических установок относятся устройства, с помощью которых обеспечивается должное качество рабочей жидкости, контроль за давлением и расходом жидкости. Такими устройствами являются:

• Гидробаки;
• Фильтры;
• Теплообменники.

Гидробаки

Гидробаки предназначены для создания резерва рабочей жидкости, который должен быть не менее всего объема жидкости в гидросистеме. Гидробак, как правило, используется и как основание (каркас), на котором крепится большинство из элементов энергообеспечивающей подсистемы. Обычно баки делают со съемной верхней крышкой, в которой выполнены различные технологические отверстия для присоединения и установки насоса с приводным двигателем, а также вспомогательных устройств

Гидробак для рабочей жидкости

1 – гидробак, 2 – сливная полость, 3 – маслоуказатель, 4 – сливной патрубок, 5 – воздушный фильтр, 6 – всасывающий патрубок, 7 – люк, 8 – всасывающая полость, 9 – успокоительная перегородка, 10 – заливной фильтр, 11 – спускная пробка

Фильтры

Фильтры предназначены для понижения загрязненности рабочей жидкости до приемлемого уровня и защиты элементов гидросистемы от преждевременного износа

В общем случае очистка рабочих жидкостей от твердых загрязняющих веществ осуществляется двумя методами: силовым и механическим. При силовом методе очистки жидкость подвергается воздействию силового поля — магнитного, электрического, гравитационного, центробежного. Такой метод очистки является весьма дорогим и сложным.

В гидроприводах используется, главным образом, механический метод очистки, при котором жидкость пропускается через сетчатые или пористые материалы фильтрующих элементов.

В зависимости от конструкции фильтроэлемента фильтры бывают глубинные и поверхностные

Глубинные фильтры

Глубинные фильтры представляют собой устройства, в которых очистка рабочей жидкости происходит при ее прохождении через толщу пористого материала из спрессованного или многослойного текстиля, целлюлозы, металла, синтетики, стекловолокна и др.

Глубинные фильтры очищают рабочую жидкость от частиц достаточно малого размера, менее 0,01 мм (10 мкм). Их называют фильтрами тонкой очистки и устанавливают в гидросистемах на участках гидролиний, где жидкость обладает достаточно высокой энергией давления, например на напорном участке

Поверхностные фильтры

В поверхностных фильтрах в качестве фильтровального материала используются различные проволочные ткани, которые выполняются, как правило, из нержавеющей или оцинкованной стали, фосфористой бронзы в виде тканевого кружева, щелевой трубки. Поверхностные фильтры очищают рабочую жидкость лишь от частиц достаточно крупного размера, так называемых грубых частиц, размером более 0,1 мм (100 мкм). Такие фильтры также называют фильтрами грубой очистки

Фильтры

а) фильтр тонкой очистки, б) – сливной фильтр

1 – головка фильтра, 2, 7 – корпус, 3, 6 – фильтроэлемент, 4 – пробка, 5 – крышка, 8 – стакан, 9 – крепежный фланец

Требования к высококачественным фильтрам

• Высокая устойчивость к перепаду давлений;
• постоянство эффективности фильтрования в широком диапазоне перепадов давления;
• Подходящая тонкость фильтрации для всех классов чистоты;
• Хорошая грязеемкость,
• Большая площадь фильтрующей поверхности;
• Длительный срок службы.

Лекция №9. Гидроцилиндры и гидромоторы. Поворотные гидродвигатели

Определение гидроцилиндра

Гидравлическим цилиндром называется объемный гидродвигатель с возвратно-поступательным движением выходного звена. Гидроцилиндры широко используются в качестве исполнительных механизмов различных машин.

Группы гидроцилиндров

По направлению действия рабочей жидкости все гидроцилиндры подразделяют на две группы:

• Гидроцилиндры одностороннего действия;
• Гидроцилиндры двухстороннего действия.

На рабочий орган гидроцилиндра одностороннего действия жидкость может оказывать давление только с одной стороны

Перемещение рабочего органа гидроцилиндра двухстороннего действия в обоих направлениях обеспечивается за счет рабочей жидкости. В таких гидроцилиндрах жидкость подводится как в левую полость, так и в правую.

Схемы гидроцилиндров и их условные графические обозначения

а) фильтр тонкой очистки, б) – сливной фильтр

А – поршневого одностороннего действия; б – поршневого двустороннего действия; в – поршневого двухстороннего действия с двухсторонним штоком; г – плунжерного; д – телескопического

Гидроцилиндры по характеру хода

По характеру хода выходного звена гидроцилиндры делятся на одноступенчатые и телескопические (многоступенчатые). Телескопические гидроцилиндры представляют собой несколько вставленных друг в друга поршней. В таком гидроцилиндре поршни выдвигаются последовательно друг за другом.

Расчет перепада давления на гидроцилиндре

При расчете перепада давлений на гидроцилиндре используются две основные формулы.

Первая из них связывает силу F на штоке и перепад давлений на гидроцилиндре Δp = p1 – p2 . С упрощением она выглядит следующим образом:

F = ΔpSȠ м

Где S – эффективная площадь, на которую действует подводимое давление, Δp – перепад давлений.

Вторая формула связывает расход и скорость движения поршня:

или

Схема для расчета перепада давлений на гидроцилиндре

Гидромоторы

Гидромотором называется объемный гидравлический двигатель с вращательным движением выходного звена. Наибольшее распространение получили роторные гидромоторы (шестеренные, пластинчатые и роторно-поршневые). Их конструкции принципиально не отличаются от конструкций одноименных роторных насосов.

Необходимо учитывать, что мощность к гидромотору подводится с потоком жидкости, преобразуется в нем и затем реализуется в виде вращающего момента на его выходном валу.

Наиболее широко используются роторно-поршневые гидромоторы. При этом аксиально-поршневые гидромоторы применяются в случае необходимости получения на выходе высоких частот вращения, а радиально-поршневые – для получения низких частот вращения и больших вращающих моментов

Расчет гидромоторов

При расчете гидромоторов используются две основные формулы. Они несколько отличаются от аналогичных формул для роторных насосов из-за противоположного направления потока мощности. Первая из этих формул связывает момент на валу гидромотора с перепадом давлений :

а вторая – расход Q жидкости, проходящей через гидромотор, с частотой вращения его вала n:

Поворотные гидродвигатели

Поворотные гидродвигатели применяют в случаях, когда необходимо повернуть ведомый объект вокруг некоторой оси на угол обычно не превышающий 360°. Благодаря им, кинематические цепи в машинах и механизмах могут быть полностью сокращены, либо значительно упрощены.

Виды поворотных гидродвигателей

В зависимости от способа создания момента на выходном валу, поворотные гидродвигатели подразделяют на:

• Пластинчатые (лопастные);
• Поршневые с реечной передачей;
• Кривошипно-шатунные;
• Поршневые с винтовым преобразованием.

Поворотный гидродвигатель поршневого типа

1, 7 – регулировочные винты, 2, 5 – гильзы, 3, 6 – поршни, 4 – рейка, 8 – выходной вал, 9 – шестерня, 10 – корпус

Пластинчатые поворотные гидродвигатели

1 – пластина, 2 – выходной вал, 3 – ротор, 4 – цилиндрическая расточка, 5 – корпус, 6 – стопор

Кривошипно-шатунный поворотный гидродвигатель

Поршневой гидродвигатель с винтовым преобразователем

1 – вал, 2 – корпус, 3 – ролики, 4 – поршень, 5 – радиально-упорные подшипники

Лекция №10. Направляющая гидроаппаратура

Назначение направляющей гидроаппаратуры

Направляющие гидроаппараты — распределители, обратные клапаны, гидрозамки — обеспечивают течение жидкости в каналах гидросистемы в различных направлениях, практически не влияя на основные параметры потока — давление и расход. Для этих гидроаппаратов характерно выполнение своих функций путем полного открытия или закрытия рабочих проходных сечений

Определение гидрораспределителя

Гидрораспределитель — это гидроаппарат, обеспечивающий изменение направления потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях при наличии внешнего управляющего воздействия

Виды гидрораспределителей

• по конструкции запорно-регулирующего элемента — на золотниковые, крановые и клапанные;
• числу внешних гидролиний — на двухлинейные, трехлинейные и т.д.;
• числу характерных позиций запорно-регулирующего элемента — на двухпозиционные, трехпозиционные и т.д.;
• по виду управления — на распределители с ручным, механическим, электрическим и гидравлическим управлением;
• по числу запорно-регулирующих элементов — на одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.

Условные обозначения направляющих гидрораспределителей

а — двухлинейного двухпозиционного (2/2) с ручным управлением; б — двухлинейного двухпозиционного (2/2) с гидравлическим управлением; в — трехлинейного двухпозиционного (3/2) с управлением от кулачка; г — четырехлинейного трехпозиционного (4/3) с электромагнитным управлением

Обратные клапаны

Обратные клапаны используют в гидросистемах в тех случаях, когда необходимо обеспечить пропускание потока рабочей жидкости, движущейся по гидролинии, в одном направлении и запирать гидролинию при обратном потоке. Обратные клапаны должны быть герметичными в закрытом положении и обладать минимальным гидравлическим сопротивлением в открытом. Для обеспечения герметичного перекрытия потока обратные клапаны выполняют только в седельном варианте

Принцип действия клапана

1 – пружина; 2 – запорный элемент; 3 -седло

Применение обратных клапанов

• для запирания одного из направлений потока;
• для обхода дросселирующих устройств;
• в качестве перепускных клапанов для защиты фильтров при их чрезмерном загрязнении;
• в качестве подпорных клапанов для создания определенного давления подпора в гидросистеме. Соединяя соответственным образом четыре обратных клапана, получают мостовую схему, которая обычно применяется в сочетании с гидроаппаратами регулирования расхода и давления

Гидрозамки

Гидрозамками называют обратные клапаны с гидравлическим управлением. При отсутствии управляющего сигнала гидрозамок работает как обычный обратный клапан. В отличие от обратного клапана, в гидрозамке движение рабочей жидкости в направлении может быть разблокировано.

Принцип действия гидрозамка

1- плунжер; 2 – толкатель; 3 – запорный элемент; 4 -пружина

Применение гидрозамков

Гидрозамки применяют:

• для запирания находящихся под давлением нагрузки участков гидросистемы;
• для предотвращения самопроизвольного опускания грузов;
• для предотвращения отпускания гидравлических зажимных устройств.

Лекция №11. Регулирующая гидроаппаратура

Определение гидроклапана

Гидроклапан — это гидроаппарат, в котором проходное сечение (положение запорно-регулирующего элемента) изменяется от воздействия потока рабочей жидкости.

Различают гидроклапаны давления прямого и непрямого действия

• В гидроклапане давления прямого действия проходное сечение изменяется в результате непосредственного воздействия контролируемого потока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент клапана.
• Гидроклапаны давления непрямого действия представляют собой совокупность, как правило, двух клапанов: основного и вспомогательного, причем величина открытия рабочего проходного сечения основного клапана изменяется в результате воздействия потока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент вспомогательного клапана.

Регулирующие и направляющие гидроклапаны

Существуют как регулирующие, так и направляющие гидроклапаны.

К регулирующим гидроклапанам относятся напорные и предохранительный.

Напорными называются гидроклапаны, ограничивающие давление в подводимом к ним потоке рабочей жидкости. К ним относятся предохранительный и переливной гидроклапаны.

Предохранительным называется напорный гидроклапан, предохраняющий гидропривод от давления, превышающего допустимое.

Предохранительные гидроклапаны используются во всех объемных гидроприводах и устанавливаются либо в непосредственной близости у насоса, либо в тех местах гидросистемы, где возможно возникновение опасных по величине давлений. Режим работы клапана — эпизодический

Напорные клапаны

а — предохранительный клапан прямого действия; б — переливной клапан прямого действия; в — его характеристика; г — переливной клапан непрямого действия; д — его характеристика; е — условное обозначение напорного клапана; 1 - корпус; 2 — конусный запорно-реулирующий элемент; 3, 10 — пружины; 4 — регулировочный винт; 5 — щель; 6 — золотник; 7 — запорно-регулирующий элемент основного клапана; 8 — дроссель; 9 — вспомогательный клапан

Редукционный клапан

Редукционный гидроклапан — это гидроклапан давления, предназначенный для поддержания в отводимом потоке заданного уровня давления р 2

Редукционный клапан

а — клапан прямого действия: б — условное обозначение редукционного клапана; в — его характеристика; 1 — корпус; 2 — запорно-регулирующий элемент; 3 — щель; 4 — пружина