Гидрозамки

Под гидрозамком понимают гидравлический аппарат направляющего действия, который без управляющего воздействия обеспечивает односторонний поток рабочей жидкости. При включении управления поток может проходить в обоих направлениях.

Классификация гидрозамков

По основным характеристикам гидрозамки подразделяются на:

По числу запорно-регулирующих элементов:

• односторонние
• двусторонние

По конструкции запорных элементов:

• шариковые
• конические

По типу управления:

• гидравлические
• пневматические
• электромагнитные
• механические

Гидозамки, их назначение и схема работы

Односторонний гидрозамок (рис. ZSK.31.1) включает в себя:

• запорно-регулирующий элемент 1,
• фиксирующую (нерегулируемую) пружину 2,
• толкатель 3.

По принципу работы узел напоминает обратный клапан. Гидрозамок оснащён тремя подводами, связанными с камерами А, Б и У.

Рис. ZSK.31.1. Односторонний гидрозамок: а — поток жидкости в полость А; б — движение жидкости из А в Б; в — подача в полость Б; г — обратное течение из Б в А при управляющем воздействии; д — условное обозначение одностороннего гидрозамка.

При подаче жидкости под давлением в камеру А (рис. ZSK.31.1, а) запирающий элемент 1 отходит от седла, позволяя потоку свободно пройти в камеру Б (рис. ZSK.31.1, б). В этот момент управляющее воздействие на камеру У отсутствует.

Если поток направлен в сторону камеры Б без управляющего сигнала, клапан остаётся закрытым (рис. ZSK.31.1, в).

Когда одновременно подаётся давление в камеру У, толкатель 3 смещается вверх, приоткрывая запирающий элемент. В результате жидкость беспрепятственно перемещается из камеры Б в камеру А (рис. ZSK.31.1, г) до прекращения управляющего сигнала.

Назначение: односторонние гидрозамки препятствуют движению выходного звена гидродвигателя только в одном направлении. Чтобы фиксировать его положение в обе стороны, используют двухсторонние гидрозамки.

Рис. ZSK.31.2. Схема установки одностороннего гидрозамка: а - без дросселя с обратным клапаном; б - дросселем и обратным клапаном

Если в системе управления гидроцилиндром подъёмного механизма гидрозамок монтируется без использования дросселя с обратным клапаном (см. рис. ZSK.31.2, а), то при переводе золотника распределителя в положение «опускание» в напорной линии и управляющем канале создаётся давление, достаточное для открытия запорного узла. После этого жидкость из штоковой полости цилиндра направляется в слив, и шток начинает опускаться под действием внешней нагрузки F.

В такой конфигурации скорость опускания штока может превысить подачу насоса. Это приводит к снижению давления в поршневой камере и линии управления, вследствие чего возвратная пружина закрывает запорный элемент, останавливая движение. После восстановления давления гидрозамок вновь открывается, и процесс повторяется, вызывая ступенчатое движение штока и колебания давления.

Для устранения подобных колебаний рекомендуется включение дросселя с обратным клапаном между гидрозамком и цилиндром (см. рис. ZSK.31.2, б). Дополнительное сопротивление при опускании штока создаёт давление, необходимое для стабильного открытия гидрозамка и удержания его в рабочем положении.

Двусторонние гидрозамки

Такой гидрозамок (рис. ZSK.31.3) включает в свою конструкцию:

• два запирающих элемента 1,
• пару возвратных пружин 2,
• плавающий толкатель 3 (см. рис. ZSK.31.3, а).

Принцип действия:

Когда в канал А подаётся жидкость под давлением, первый запорный элемент смещается, обеспечивая свободный проход потока в канал В и далее к исполнительному механизму, например, в поршневую камеру гидроцилиндра.

Одновременно давление воздействует на толкатель 3, который сдвигается вправо и открывает второй запорный узел. Благодаря этому жидкость из штоковой полости цилиндра может пройти через канал Г в канал Б и далее направиться в слив.

При реверсе движения гидродвигателя схема функционирования остаётся аналогичной: гидрозамок обеспечивает проход жидкости в обоих направлениях.

Если давление в каналах А и В отсутствует, оба запорных элемента под действием возвратных пружин занимают исходное положение (см. рис. ZSK.31.3, а), изолируя рабочие полости и предотвращая перемещения выходного звена гидродвигателя.

Назначение двустороннего гидрозамка:

Двухсторонний гидрозамок удерживает выходное звено гидродвигателя в фиксированном положении в обоих направлениях, исключая его самопроизвольное смещение при отсутствии управляющего давления.

Рис. ZSK.31.3. Схема двухстороннего гидрозамка: а — нейтральное состояние; б — смещение толкателя при подаче давления в канал А; в — смещение толкателя при подаче давления в канал В; г — графическое обозначение гидрозамка.

Установка гидрозамков

При монтаже гидрозамочных устройств следует учитывать несколько моментов:

их конструктивное исполнение и область применения; характер нагрузки, действующей на подвижное звено гидродвигателя; расположение дросселей с обратными клапанами — перед гидрозамком или после него.

Особенности функционирования дросселей с обратными клапанами:

при подъёме исполнительного органа жидкость проходит через дроссель без сопротивления благодаря обратному клапану; при опускании поток частично перекрывается дросселем, что даёт возможность контролировать скорость перемещения рабочего органа (см. рис. ZSK.31.2).

Основные параметры гидрозамков

• диапазон давления управления составляет 0,02–32 МПа (минимальное давление срабатывания ненагруженного клапана — около 0,02 МПа);
• в гидросистемах мобильной техники чаще всего применяются односторонние гидрозамки с коническим запорным элементом и условными проходами 16, 20, 25 и 32мм