Регулирующие гидроаппараты
Регулирующие гидроаппараты предназначены для поддержания или изменения давления или расхода рабочей жидкости. К регулирующим гидроаппаратам относятся клапаны давления, дроссели и тормозные клапаны.
Клапаны давления по характеру регулирования подразделяют на напорные и редукционные, а по назначению — на предохранительные и переливные. Предохранительные клапаны предотвращают превышение давления в гидроприводе сверх установленного, переливные клапаны — поддерживают заданное давление путем непрерывного слива рабочей жидкости во время работы.
При эксплуатации кранов в исполнительных механизмах могут возникнуть длительные и кратковременные перегрузки. Особенно часто они наблюдаются при резких включениях и остановках механизмов, при упоре поршня гидроцилиндра в крышку.
Предохранительные клапаны по принципу действия подразделяют на клапаны прямого действия, когда давление жидкости действует непосредственно на запорно-регулирующий элемент, и на клапаны непрямого действия, когда давление жидкости действует на вспомогательный клапан, управляющий перемещением этого элемента.
Устанавливают предохранительные клапаны на насосах, гидромоторах, гидроцилиндрах, в распределителях, фильтрах и в отдельных корпусах на трубопроводах. Такие клапаны регулируют на давление, превышающее номинальное на 10... 15%.
При давлении в гидросистеме выше допускаемого клапан открывается и перепускает жидкость из полости высокого давления в полость низкого давления. В случае понижения давления ниже заданного клапан надежно запирает проход жидкости в полость низкого давления.
Эксплуатационные свойства предохранительных клапанов характеризуются стабильностью их работы, т. е. изменением давления в зависимости от изменения расхода жидкости, а также быстродействием, т. е. отношением максимального динамического (пикового) давления к соответствующему статическому давлению.
Давление настройки клапана должно в малой степени зависеть от изменения расхода жидкости. Чтобы исключить пиковые давления в гидросистеме при резком включении и выключении механизмов и упоре поршня гидроцилиндра в крышку, клапаны должны обладать высоким быстродействием.
Предохранительные клапаны прямого действия просты по конструкции, обладают достаточным быстродействием вследствие небольшой массы запорно-регулирующего элемента, но на стабильность работы клапана существенно влияют силы трения и характеристика пружины. Поэтому предохранительные клапаны прямого действия применяют при эпизодическом действии и небольшом расходе жидкости.
Такие клапаны подразделяют на обычные, в которых давление действует на всю активную площадь запорно-регулирующего элемента, и на дифференциальные, когда давление действует только на часть его активной площади. По конструкции запорно-регулирующего элемента клапаны могут быть шариковыми, коническими и золотниковыми.
Используют несколько конструкций шариковых клапанов. Шарик поднимается, когда давление рабочей жидкости больше, чем усилие сжатой пружины. Каналы «А» и «Б» соединяются. Затем давление жидкости в канале «А» уменьшается, так как он соединяется с каналом Б низкого давления, и шарик опускается. Под действием возросшего давления шарик снова перемещается вверх и таким образом процесс повторяется. В результате может возникнуть вибрация шарика и давления жидкости в канале «А».
Клапаны с не центрированным шариком просты в изготовлении, но из-за отсутствия центрирования шарик может перемещаться и в боковые стороны, что увеличивает износ шарика и седла, и может нарушить герметичность клапана. Поэтому клапаны с не центрированным шариком, как правило, применяют при эпизодической их работе для малого расхода рабочей жидкости.
В клапанах с центрированным шариком предусмотрены направляющие штоки, препятствующие боковым смещениям шарика. При малом зазоре между корпусом и штоком, а также в случае применения демпфирующего отверстия в штоке гасятся колебания шарика в осевом направлении.