содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..

Регулирование давления гидравлических экскаваторов (ЭО-3322А и ЭО-4121)

Предохранительные клапаны защищают механизмы и элементы гидропривода экскаваторов от перегрузок, ограничивая давление жидкости в системе допустимым пределом.

Предохранительные клапаны устанавливают непосредственно на насосах и гидромоторах, в гидрораспределителях, фильтрах и на трубопроводах. В последнем случае их заключают в отдельные корпуса. Они должны обеспечивать надежную работу, высокую чувствительность, стабильность давления при различных расходах жидкости и минимальные вибрации элемента клапана, открывающего и запирающего канал, через который рабочая жидкость сливается при давлении, превышающем номинальное.

Предохранительные клапаны обычно регулируют на давление, превышающее номинальное на 10—20%. При давлении в системе, превышающем допустимую величину, клапан открывается и перепускает жидкость в полость низкого давления; при давлении ниже заданного клапан надежно запирает проход жидкости в полость низкого давления. По принципу действия предохранительные клапаны разделяют на клапаны прямого (давление жидкости действует непосредственно на запорный элемент) и непрямого действия (давление жидкости действует на вспомогательный клапан, управляющий перемещением запорного элемента).

Предохранительные клапаны прямого действия подразделяют на обычные, когда давление жидкости действует на всю активную площадь запорного элемента, и дифференциальные, когда давление действует только на часть площади. По конструктивному исполнению клапаны могут быть шариковыми, конусными, плунжерными (золотниковыми).

Шариковые клапаны просты по конструкции и дешевы в изготовлении. Принцип действия клапана основан на уравновешивании силы давления жидкости, действующей на шарик 4 (рис. 120, о), усилием пружины 3. Клапан открывается, когда давление действующей на шарик жидкости больше, чем усилие сжатой пружины 3. При этом давление жидкости под шариком падает, так как напорная линия А соединяется со сливной Б, и клапан закрывается. Под действием возросшего давления клапан снова открывается и процесс повторяется. Таким образом, быстро и часто открываясь и закрываясь, шарик разбивает седло.

Шариковые клапаны бывают с центрированным шариком (рис. 120, а) и нецентрированным (рис. 120,6). В клапанах с центрированным шариком (рис. 120, о) направляющие центрирующего элемента 5 препятствуют боковым перемещениям шарика. За счет малого зазора между корпусом 2 и элементом 5, а также наличия демпфирующего отверстия в элементе 5 колебания шарика в осевом направлении удается гасить, что устраняет вибрацию шарика и, следовательно, предохраняет его седло.

Клапаны с нецентрированным шариком проще в изготовлении, но из-за отсутствия центрирования шарик в них может перемещаться также и в боковые стороны, вследствие чего нарушается герметичность клапана и он пропускает рабочую жидкость в сливную линию даже будучи закрытым. Поэтому их, как правило, применяют в системах с небольшим расходом жидкости, в которых давление редко достигает величины регулировки клапана.

Конусные клапаны более совершенны, чем шариковые: как правило, центрированы и могут поворачиваться только относительно своей оси, поэтому отличаются более высокой герметичностью.

Недостатки конусных клапанов— неустойчивую работу и вибрацию, вызывающие повышенный износ седла и клапана, усталостные разрушения трубопроводов и соединений и отрицательно сказывающиеся на сроке службы насосов, — устраняют, применяя демпфирующие устройства или клапаны с обратным конусом.

Например, для предохранения механизма поворота от перегрузок установлены два смонтированных в одном корпусе (блок) предохранительных клапана прямого действия конусного типа с механическим демпфированием колебаний (рис. 121). Полости А и Б соединены с рабочими линиями гидромотора поворота. При давлении в одной из линий, превышающем давление настройки клапана, жидкость перепускается в другую гидролинию. Вибрация такого клапана при работе значительно меньше, чем, например, клапана, показанного на рис. 120, г, вследствие бокового расположения отверстий А и Б. При прохождении через клапан (рис. 121) потока жидкости он прижимается давлением жидкости к противоположной от отверстия стенке и благодаря трению о стенку колебания его тормозятся и значительно уменьшаются.

На экскаваторах Э-5015А установлен блок клапанов прямого действия с гидравлическим демпфированием колебаний (рис. 121,б). Собственно клапан 2 выполнен полым с обратным конусом (коническая внутренняя поверхность), который плотно прижат пружиной 3 к седлу клапана и запирает выход рабочей жидкости из полости А в полость В. При этом демпфер /, который может перемещаться внутри клапана 2, прижат давлением

жидкости в полости А в крайнее правое положение относительно клапана. Буртик демпфера упирается во внутреннюю коническую поверхность клапана 2.

При повышении давления в полости А рабочая жидкость, воздействуя на коническую поверхность клапана 2, быстро открывает его, сжимая пружину 3, и проходит из полости А в полость В. Под реактивным давлением потока жидкости, воздействующего на торец демпфера 1, последний движется вслед за клапаном 2, но медленнее, чем клапан, так как для этого жидкость из полости Б в полость А должна выжаться через малое отверстие в демпфере.

При понижении давления в полости А клапан 2 под действием пружины начинает закрываться. Однако закрывается он медленно, так как он упирается в буртик сместившегося вправо демпфера 1 и плавно перемещается в сторону закрытия вместе с демпфером по мере наполнения полости Б жидкостью, которая проходит туда через отверстие малого диаметра в демпфере 1.

Вследствие простоты конструкции, компактности и быстроты срабатывания предохранительные клапаны прямого действия применяют широко.

Следует иметь в виду, что предохранительные клапаны, которые рассчитаны на частую работу и большие расходы жидкости, иногда называют перепускными. К ним, например, относятся клапаны, применяемые в гидроприводе механизма поворота и работающие в каждом цикле экскавации.

Дифференциальные клапаны прямого действия применяют при большом расходе жидкости и высоком давлении с целью уменьшения действующих усилий и размеров пружин. В дифференциальном клапане (рис. 122, а) пружина воспринимает только часть усилия, создаваемого давлением жидкости. Для этого в золотнике 1 установлен поршень 2, нижний торец которого соприкасается с пробкой 3 клапана. Жидкость поступает в полость А и через сверления в золотнике 1 в полость Б над поршнем. На пружину золотника действует усилие, равное произведению давления жидкости на площадь поршня 2.

На рис. 122, б показан конусный дифференциальный клапан, у которого жидкость воздействует на поверхности золотника, ограниченные диаметрами d1 и d2.

Обычно разность площадей конической части d1 и цилиндрической части d2 золотника не меньше чем 1/4 площади конической части d2 золотника, так как при малом усилии сжатия пружины работа клапана будет неустойчивой вследствие влияния трения.

120 Схемы шариковых (а и 6) и конусных (в и г) клапанов прямого действия: а — с центрированным шариком,

б — с нецентрированным шариком,

в — с центрированным клапаном, г — с нецентрированным клапаном;

1 — регулировочный болт,

2 — корпус,

3 — пружина клапана,

4 — шарик,

5 — центрирующий элемент,

6 — конический клапан;

А — канал высокого давления, Б — сливной канал

121 Блок предохранительных клапанов конусного типа с механическим (а) и гидравлическим (б) демпфированием:
1 — демпфер,
2 — клапан,
3 — пружина клапана,
4—регулировочная гайка,
5 — неподвижный плунжер

Предохранительные клапаны непрямого действия (рис. 122, в) применяют для ограничения давления при передаче больших мощностей. Эти клапаны позволяют поддерживать заданное давление независимо от расхода жидкости.

На золотник 1 действует слабая пружина 5, которая стремится переместить его в крайнее нижнее положение. В поршне золотника 1 сделано отверстие Б малого диаметра, являющееся демпфером и соединяющее полости А и В. Пока давление жидкости, действующее на конусный клапан б, не превышает давления, на которое отрегулирована пружина 7, клапан 6 закрыт и давление в полости В равно давлению в полости А. При этом золотник 1 под действием пружины 5 находится в крайнем нижнем положении и напорная полость А отсоединена от сливной Г.

При давлении, превышающем настройку пружины 7, конусный клапан 6 открывается и перепускает жидкость на слив через канал Д золотника 1.

К конусному клапану 6 жидкость поступает из полости А через демпфер (отверстие) Б и канал Е. Ввиду малого диаметра демпфера Б создается перепад давления до и после него, в результате чего возникает усилие, поднимающее золотник 1 вверх. При этом полость А высокого давления соединяется с полостью Г низкого давления и поток под давлением, определяемым настройкой пружины 7, направляется на слив в бак.

122 Предохранительные клапаны дифференциального типа (а и б) и непрямого действия (в):
а — плунжерного типа (с поршнем в золотнике), 6 — конусный; 1 — золотник, 2 — поршень золотника, 3 — пробка, 4 — корпус, 5 и 7 — пружины, 6 — конусный клапан, 8 — крышка, 9 — регулировочный винт

содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..