Разпределителни хидравлични системи за управление
Двустепенните хидравлични системи за управление намериха широко приложение за хидравлични разпределители с голям поток.
Основният елемент на тази система е дистанционен хидравличен блок за управление, който е хидравличен усилвател, предназначен за дистанционно (до 20 m) управление на движението на макарите пропорционално на движението на дръжката на устройството. Такива блокове се използват широко и за пропорционално управление на контролера на помпата с променлив обем и др.
Хидравличният блок за управление е изпълнен под формата на регулатор на налягането, работещ на принципа на регулируем редуцир вентил с изходно налягане, което се определя от позицията на ръкохватката на блока.
На фиг. 8 е показана принципна схема на хидравлично дистанционно управление, състоящо се от източник на захранване - спомагателна помпа 1, блок от макари за дистанционно хидравлично управление 3 и хидравличен разпределител 4. Всяка от макарите на блок 3 управлява движението на макарата 4 на хидравличния разпределител в една посока.
1 - спомагателна хидравлична помпа за управление; 2 - предпазен клапан на помпата за хидравлично управление; 3 - блок за дистанционно хидравлично управление на макарите; 4 - хидравличен разпределител; 5 - предпазен клапан на главната помпа; 6 - главна хидравлична помпа; 7 - хидравличен цилиндър
С леко движение надолу на една макара се създава налягане в системата за управление, достатъчно да преодолее силата на пружината, центрираща макарата на клапана. За да се осигури по-нататъшно движение на макарата на хидравличния разпределител, е необходимо значително да се увеличи налягането, за това наклонете дръжката и преместете буталото на по-голямо разстояние. Регулиращата пружина на контролния блок е проектирана такапо такъв начин, че в края на обхвата на фина настройка на макарата на хидравличния разпределител, буталото на контролния блок опира в макарата за налягане. При по-нататъшен натиск върху буталото на управляващия блок се прилага пълно управляващо налягане и макарата на клапана напълно преминава останалата част от хода. Този принцип на работа на хидравличното управление позволява да се преодолее спазматичният характер на промяната в силата, необходима за преместване на макарата на клапана, и да се разшири обхватът на прецизно управление.
Макарата на хидроразпределителя заема позиция, съответстваща на налягането в управляващата линия. По този начин се постига недвусмислена връзка между позицията на дръжката на контролния блок и позицията на макарата на клапана.
Пълният ход на макарата на клапана е разделен на три фази: затваряне, контрол на потока (използвайки прорези за аксиално регулиране) и пълно отваряне.
Фазата на контрол на потока заема около една трета от пълния ход на макарата. Следователно, при ръчно управление (без да се вземат предвид възможните пропуски в пантите на дръжката), около 70% е "мъртъв" ход.
Характеристиките на пружините на макарите на блока за управление и калибрираната пружина на макарата на хидравличния разпределител са избрани по такъв начин, че прецизно управление на хода на макарата на хидравличния разпределител да се постига само във фазата на контрол на потока. Делът на фазите на припокриване и пълно отваряне ("мъртъв" ход) е само 37% от хода на дръжката на блока за управление, а фазата на управление представлява 63% от хода на дръжката.
На фиг. 9 показва зависимостта на управляващото налягане от преместването на макарата на управляващия блок и макарата на хидравличния разпределител с номинален отвор dy = 32 mm.
След много малък ход на макарата в контролния блок, налягането в контролната линия и силата надръжка увеличаване на стъпки. Подобно увеличаване на силата върху ръкохватката в началото и в края на фазата на регулиране е допълнителен сигнал за водача, който му позволява да "усеща" добре управлението.
Дебитът на работния флуид в хидравличната система за управление е 10 - 12 dm3/min. В същото време продължителността на включване на макарата на хидравличните разпределители с номинален отвор dy = 25 mm и 32 mm е 0,1 - 0,2 s, при условие че не повече от две макари са включени едновременно.
Контролното налягане варира от 1,8 MPa до 4,5 MPa при различни обороти на двигателя. За хидравличните разпределители се препоръчва използването на управляващи блокове с диапазон на налягане от 0,65 - 1,9 MPa.
1 - налягане в хидравличния блок за управление; 2 - налягане в камерата на макарата на клапана; D - прецизна контролна зона; P - фаза на припокриване
Блокът за управление от основния тип с централна ръкохватка (фиг. 10) има четири макари и е предназначен за дистанционно управление на две хидравлични разпределителни макари.
Има възможност за управление на макарите на различни хидравлични разпределители. Въртящата се дръжка на блока ви позволява да управлявате едно от четирите бутала или две бутала едновременно. В този случай се включват съответно една или две макари на хидравличния разпределител.
Всички други видове хидравлични блокове за управление имат подобен дизайн на корпуса и се различават по начина на закрепване на дръжките или педалите. В тялото на хидравличния блок за управление с педали или с една странична ръкохватка се обработват отвори само за две бутала, които управляват една макара на хидравличен разпределител.
1 - дръжка за управление; 2 - защитно покритие; 3 - превключваща плоча; 4 - сферична връзка; 5 - бутало; 6 - регулираща пружина; 7 - възвратна пружина на буталото; 8 - макара
В блока за управление с една или две странични ръкохватки (фиг. 11) плунжерите и макарите се движат с помощта на сегмент, твърдо свързан към ръкохватката за управление. При завъртане на дръжката се управлява само една макара. В сегмента са направени три гнезда, които позволяват фиксиране на дръжката за управление в три позиции. В хидравлични блокове за управление с пружинно връщане скобите не са монтирани. Дръжките се връщат в първоначалното си положение под действието на възвратните бутала.
1 - фиксатор на топката; 2 - сегмент; 3 - две независими ръкохватки за управление
На фиг. 12-а показва хидравличен блок за управление с една или две странични ръкохватки, фиксирани във всяка позиция. Фиксирането на дръжките се постига чрез блокиране на резето на затягащия диск. В средно положение дръжката е фиксирана с топка с пружина. Без фиксиране дръжката се отклонява с 27°, с фиксиране - с 25°.
Хидравличното управление с два независими педала е показано на фиг. 12-6. Буталото се задвижва от педал и се връща в първоначалното си положение от пружина.
12 - a 12 - b 1 - свободно положение на дръжката; 2 - фиксирана позиция на дръжката; 3 - въртяща се дръжка; 4 - топка за заключване на дръжката; 5 - резе за заключване; 6 - затягащ диск; 7 - сферична брава за фиксиране на дръжката в средно положение; 8 - ограничител на въртенето на педала; 9 - педал
Хидравличната система за управление на разпределителите може да работи, когато към нея е свързан захранващ блок с пневмохидравличен акумулатор.
Това устройство е предназначено да създава налягане в линията за хидравлично управление на макарите на хидравличните клапани. Използването на презареждащи се захранващи устройства елиминира необходимосттамонтаж на специална помпа с елементи на нейното задвижване, предпазен клапан, смукателни и напорни тръбопроводи. В този случай хидравличната система за управление се захранва от напорните хидравлични линии на главната помпа.
Захранването се свързва към напорния тръбопровод на помпата, а при монтаж на двойни помпи и към двата напорни тръбопровода. Захранващият блок се състои от логически хидравличен вентил "ИЛИ", редуцир, предпазен, възвратни клапани; пневмохидроакумулатор, в който натрупването и връщането на енергия възниква поради компресията и разширяването на газа. Хидравличният вентил "OR" пропуска потока на работния флуид при наличие на налягане в един от входните хидропроводи, като едновременно с това блокира другия входен хидропровод.
В началния период макарите на хидравличните разпределители се превключват поради разреждането на пневмохидравличния акумулатор. Пневмохидравличният акумулатор се зарежда през редуцир вентила при възникване на налягане в напорния хидравличен тръбопровод на една от помпите. Максималното регулиращо налягане на редуцир вентила е 3 MPa, регулиращото налягане на предпазния клапан е 4 MPa. Налягането в пневмохидроакумулатора трябва да бъде не повече от 1,2 MPa.
Акумулаторните захранващи блокове консумират незначителна енергия за преместване на хидравличните макари на клапаните и нямат износващи се части. В допълнение, те имат още едно предимство: в случай на внезапна повреда на двигателя на самоходна машина, с помощта на пневматичен хидравличен акумулатор, могат да се направят 5-10 превключвания на хидравлични клапани, например спускане на стрела с товар върху кран или премахване на налягането на струята в хидравличните цилиндри при смяна на работното оборудване.
Дренажните тръбопроводи на силовите блокове и хидравличните контроли не трябва да се свързват с тръбопроводи под налягане, тъй като налягането в дренажната линияне трябва да надвишава 0,08 MPa. Налягането в тръбопровода за налягане трябва да бъде най-малко 0,6 MPa. За да заредите пневмохидравличния акумулатор, е необходимо да стартирате двигателя, за кратко време да увеличите скоростта му до максималната стойност и едновременно да включите един от хидравличните цилиндри, например повдигайки стрелата, така че налягането в хидравличната линия под налягане да бъде най-малко 3 MPa. След зареждане на пневмохидроакумулатора до 3 MPa, редуцирният клапан изключва захранващия блок от хидравличната линия под налягане. В случай на повреда на редуцир вентила, предпазният клапан ограничава управляващото налягане (максимална стойност 4 MPa).