Принцип работы гидрораспределителя

Основной задачей гидрораспределителя является изменение направления потока рабочей жидкости, регулировка ее скорости и давления за счет внешнего воздействия. Агрегаты применяются в дорожной и строительной технике, сельхозмашинах, технике для горной добычи и погрузки, промышленных станках. В нашей статье мы подробно опишем принцип работы гидрораспределителя, разновидности оборудования и способы управления.

Гидрораспределитель: устройство и принцип работы

Устройство распределителя выглядит следующим образом:

Корпус. Основная часть гидроагрегата, которая содержит каналы для подвода и отвода рабочей жидкости;
Спул. Отвечает за открытие и закрытие каналов, управляя потоком жидкости;
Управляющий механизм. Отвечает за перемещение спула внутри корпуса;
Порты. Входные порты предназначены для подвода жидкости от насоса, а выходные – для отвода среды к рабочим элементам (цилиндрам, моторам) или обратно в бак. Количество портов и их расположение могут варьироваться, в зависимости от типа распределителя и требований системы;
Прокладки и уплотнения. Предотвращают утечки рабочей жидкости из корпуса и между каналами. Они обеспечивают герметичность и эффективность работы распределителя;
Монтажные элементы. Болты, гайки и прочие детали предназначаются для крепления оборудования к рабочим элементам или кронштейнам.

При перемещении запорной арматуры, масло поступает в гидроцилиндр через распределитель. Полость цилиндра, куда направляется рабочая среда, определяется стороной смещения запорного элемента. Если он находится в позиции «1», РЖ оказывается в поршневой полости и приводит поршень в движение в правую сторону. При этом среда из штоковой полости транспортируется в сливной канал. По мере возвращения ручки в исходную позицию, поршень прекращает движение, а РЖ направляется в бак. Если сместить арматуру в позицию «2», поршень переместится вправо.

В зависимости от выполняемой функции, гидроаппараты делятся на два типа: направляющие и дросселирующие. Направляющий гидрораспределитель предназначен для перекрытия или изменения направления потока рабочей жидкости между различными линиями гидравлической системы. Основным элементом агрегата является перемещаемый спул, который отвечает за открытие и закрытие каналов между портами. Таким образом, происходит регулировка работы исполнительных механизмов: цилиндров, моторов и др. Функция дросселирующих моделей состоит в регулировке направления и скорости перемещения РЖ, уменьшая или увеличивая ее сечение в каналах гидравлической системы. Дросселирование достигается путем изменения зазора между элементами агрегата, что позволяет контролировать сопротивление потока рабочей среды. С таким устройством можно более точно и плавно управлять процессами в гидросистемах.

Типы гидрораспределителей

Гидравлические распределители классифицируются по многим параметрам. Рассмотрим основные из них.

Запорно-регулирующий элемент

По этому параметру агрегаты делятся на три типа. Каждый из них отличается конструкцией и имеет свои достоинства.

Золотниковые

Принцип работы основан на перемещении золотника (плоской или цилиндрической пластины) внутри корпуса. Элемент блокирует каналы в исходной позиции, а при его смещении масло начинает перемещаться в установленном направлении. В сложных системах используются распределители с несколькими золотниками, соединяемые болтами. Они позволяют создавать гибкие схемы с многочисленными исполнительными элементами и различными режимами работы. В секционных агрегатах может использоваться три типа перекрытия:

Положительное осевое – поршень фиксируется в установленной позиции, но с невысокой точностью из-за области нечувствительности;
Нулевое – усовершенствованный вариант без области нечувствительности, но цена на агрегат выше ввиду сложности производства;
Минимальное – отличается небольшой зоной чувствительности и более низкой стоимостью. Уступает по степени надежности из-за меньшей жесткости.

Моноблочными называют устройства, у которых все элементы и функции интегрированы в одном корпусе. Такие распределители обычно используются в гидросистемах с небольшим количеством исполнительных элементов и относительно невысокими рабочими параметрами (давление, расход).

Крановые

Работают на основе поворотной крановой пробки, которая открывает или закрывает поток гидравлической жидкости. Отличаются простой конструкцией, а также могут быть ручными и автоматическими. Они обычно применяются в системах, где требуется быстрое переключение между различными рабочими режимами. Интенсивная эксплуатация может привести к появлению большого зазора между пробкой и корпусом крана, что плохо влияет на герметичность конструкции. Поэтому в рабочем процессе важно проверять агрегат на предмет утечек масла.

Клапанные

В этих моделях применяются клапаны, которые открывают или закрывают поток рабочей жидкости. Движение элементу сообщает стержень с выступами. Направление движения стержня определяет пару клапанов, которые открываются. Слив РЖ происходит в гидродвигатель или резервуар. Устройства могут быть как пропорциональными, так и прямого действия. Пропорциональные аппараты отличаются более плавной сменой потока и управлением механизмом. Для сравнения, у золотниковых агрегатов допустимое давление составляет 32 МПа. Клапанные модели выдерживают давление в 2-3 раза выше, а также обладают повышенной герметичностью.

Количество позиций

Число позиций определяет разнообразие путей и возможных направлений РЖ между портами. В основном используются три вида:

Двухпозиционные. Имеют две стабильные позиции, между которыми происходит переключение. В каждой позиции устанавливается определенное соединение между портами. Обычно в одной позиции происходит подача рабочей жидкости на исполнительный элемент (например, подъем цилиндра), а в другой позиции – отвод жидкости (опускание цилиндра);
Трехпозиционные. Предусмотрены три стабильные позиции, что позволяет реализовать больше вариантов соединения портов. Исходя из конструкции, в одной из позиций может быть заблокировано движение РЖ (нейтральная позиция), тогда исполнительный элемент останется в текущем положении неподвижным. В остальных позициях распределитель обеспечивает подачу и отвод рабочей жидкости, как и в случае с 2-позиционными распределителями;
Четырехпозиционные. Используются в сложных гидросистемах с несколькими исполнительными элементами, где необходимо обеспечить различные режимы работы.

Способы управления гидрораспределителями

Ручной – оператор самостоятельно регулирует параметры потока с помощью рычага. Механический – управление происходит с использованием внешних механических элементов, таких как тяги, тросы или кулисы. Электронный – агрегаты управляются посредством микропроцессоров, которые анализируют сигналы от датчиков и выдают управляющие команды распределителям. Пневматический – используются сжатый воздух и пневматические управляющие элементы для переключения гидрораспределителей.

Схемы гидрораспределителей

Теперь Вы знаете, как работает гидрораспределитель и каким образом происходит его управления. Далее предлагаем ознакомиться с простыми и сложными схемами гидроаппаратуры, которая применяется в спецтехнике и оборудовании. На представленных схемах, распределитель обозначается несколькими прямоугольниками – каждый из них указывает на определенную позицию агрегата.