Гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением
Гидрораспределители с электрогидравлическим управлением объединяют в себе два принципа управления — электромагнитный и гидравлический. Благодаря такому сочетанию удаётся эффективно контролировать сильные потоки рабочей жидкости, прикладывая при этом совсем небольшие управляющие усилия. Эти устройства особенно востребованы в гидроприводах, где требуется дистанционное или автоматическое управление при значительных расходах жидкости и высоких давлениях — в таких условиях использование исключительно электромагнитного управления технически неосуществимо.
Принцип работы гидрораспределителя с электрогидравлическим управлением
В конструкциях с двумя ступенями пилотный распределитель 1 монтируется на верхней поверхности корпуса основного распределителя 4. Рабочая жидкость под давлением подводится к нему по управляющему каналу X, выполненному внутри корпуса основного распределителя.
Когда управляющий электрический сигнал отсутствует, золотник пилотного распределителя занимает нейтральное положение, что обеспечивает соединение управляющих полостей на торцах золотника 7 основного распределителя со сливным каналом Y. При этом золотник 8 фиксируется в центральном положении с помощью пружин 5 и 8.
При подаче электрического сигнала на электромагнит пилотного распределителя, под давлением жидкость поступает через канал 3 под левый торец золотника 6 основного распределителя, вызывая его смещение в крайнее правое положение. В этом положении канал P соединяется с каналом B, а канал A — со сливом T.
После отключения электромагнита пилотный золотник возвращается в центральное положение, давление в левой управляющей полости основного распределителя падает, и под действием пружин 5 и 8 золотник 7 занимает нейтральное положение.
Рис. ZSK.9.18. 4/3-гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением
Переключение золотника пилотного распределителя происходит очень быстро. Однако резкое смещение золотника основного распределителя при высоких давлениях и больших расходах жидкости может вызвать гидравлические удары. Чтобы избежать повреждений системы, перемещение основного золотника замедляют за счёт ограничения потока жидкости, поступающей из пилота в управляющие полости. Для этого между пилотным и основным распределителями устанавливают специальные дросселирующие отверстия с обратным клапаном.
Работа гидрораспределителя с электрогидравлическим управлением и центрированием
В распределителях с гидравлическим центрированием нейтральное положение основного золотника 4 достигается за счёт подачи рабочей жидкости под давлением в обе управляющие полости 1 и 5 от пилотного распределителя.
При подаче управляющего сигнала на электромагнит пилотного распределителя управляющая полость 1 основного распределителя соединяется со сливной линией Y, в то время как полость 5 остаётся под давлением. В результате золотник 4 вместе с центрирующим поршнем 3 и толкателем 2 смещается влево до упора, при этом канал P связывается с каналом A, а канал B соединяется со сливом T.
После отключения электромагнита пилотного распределителя золотник возвращается в центральное положение, и давление в левой управляющей полости 1 выравнивается с давлением в полости 5. Поскольку суммарная площадь центрирующего поршня 3 и торца толкателя 2 превышает площадь правого торца золотника 4, золотник под действием давления перемещается вправо до упора центрирующего поршня в корпус основного распределителя, занимая нейтральную позицию.
Рис. ZSK.9.19. Гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением и гидравлическим центрированием
При подаче управляющего сигнала на электромагнит пилотного распределителя, под давлением падает давление в правой управляющей полости 5, вследствие чего золотник 4 смещается вправо под воздействием рабочего давления на толкатель 2. В этом положении канал P соединяется с каналом B, а канал A — со сливом T.
После отключения электромагнита пилотного распределителя давление в правой управляющей полости 5 восстанавливается и сравнивается с давлением в полости 1. Поскольку площадь торца золотника 4 больше площади торца толкателя 2, золотник возвращается влево до упора в центрирующий поршень 3, занимая нейтральное положение.
Пружины, установленные в управляющих полостях 1 и 5, обеспечивают удержание золотника 4 в нейтральной позиции при отсутствии управляющего давления, что особенно важно при вертикальной установке распределителя. Для снижения давления в полости между центрирующим поршнем 3 и золотником 4 её соединяют с линией утечки L.
Подача рабочей жидкости к пилотному распределителю через канал P исключает необходимость отдельной линии управления, однако требует учета некоторых особенностей. Если основной золотник имеет отрицательные перекрытия, давление жидкости, подаваемой на пилотный распределитель, может оказаться недостаточным для его переключения. В таких случаях в канале P устанавливают подпорный клапан, создающий давление около 0,5 МПа в линии управления (см. рис. ZSK.9.20, а).
Рис. ZSK.9.20. Подпорный клапан (а) и ограничитель хода золотника (б)
Подпорный клапан включает тарельчатый клапан 2, который прижимается пружиной 4 к седлу корпуса 3. Этот корпус встроен в канал P распределителя 1, установленного на присоединительной плите 5. Клапан остаётся закрытым до тех пор, пока давление рабочей жидкости, поступающей через радиальные отверстия в корпусе 3, не достигнет необходимого уровня в канале управления пилотного распределителя 6 (канал X). При достижении требуемого давления тарельчатый клапан 2, преодолевая усилие пружины 4, поднимается и пропускает жидкость к золотнику 7 основного распределителя.
В случаях, когда линии напора P и X объединены, и давление в линии P превышает 25 МПа, между основным и пилотным распределителями устанавливают клапан соотношения давлений, снижающий давление в линии предварительного управления.
Для дополнительной регулировки могут использоваться ограничители хода основного золотника (рис. ZSK.9.20, б). Ограничитель 3, вкручиваемый в торцовую крышку 2 распределителя, уменьшает рабочий ход золотника 1 основного распределителя, позволяя регулировать поток рабочей жидкости через распределитель за счёт дросселирования.
Чтобы ограничитель 3 не смещался во время эксплуатации, его фиксируют контргайкой 4.