Файл: Полубояринов Ю.Г. Основы машиностроительной гидравлики и пневматики учеб. пособие.pdf

При расчете усилия принимаются во внимание силы, действую­ щие в осевом направлении (аксиальные силы): силы трения, силы давления жидкости по торцевым поверхностям плунжера и реакция струи жидкости в проходном отверстии. Силы трения действуют в уплотнении 13 плунжера и между плунжером и гильзой. Для уменьшения величины сил трения уплотнения следует разгружать от давления жидкости, а плунжер располагать соосно с гильзой золотника. Для разгрузки плунжера в по/гости слива делаются два дополнительных уравновешивающих пояска, на которые и пере­ дается давление жидкости.

Величина реакции струи жидкости в проходном отверстии зо­ лотника, зависящая от площади отверстия и расхода, приближенно может быть определена с помощью уравнения количества движе­

и2—2;

*Рассматривается контрольный объем жидкости в рабочей полости'зо - лотника.

89

р— угол, образуемый осью струи в сечении 2—2 с осью О—О;

90

Скорость и2 в проходном отверстии равна

Аналогично может быть рассчитана и реакция струи жидкости, вытекающей из проходного отверстия золотника в линию слива. Равнодействующая реакций приближенно равна удвоенному зна­ чению R, рассчитанной по (87). Максимальная величина R будет иметь место при полном открытии щели (х = Ь, где Ь — ширина выточки), когда угол [3 = 0.

В системах с дистанционным управлением распределительного устройства для перемещения плунжера золотника используется вспомогательный привод (сервопривод), в качестве которого могут применяться электрические, гидравлические и электрогидравличе­ ские устройства — электромагниты и вспомогательные золотники или клапаны.

Наиболее часто сервопривод используется для управления зо­ лотниковыми распределителями в пневматических системах, при­ чем движущей силой вместо жидкости служит сжатый воздух.

Схема такого распределителя типа ВбЗ-1 с пневматическим приво­ дом дана на рис. 36, в.

Двухпозиционный золотниковый распределитель состоит из корпуса 8, плунжера 9, ползуна 10, основания 5 и двух крышек 7 и 12. Сжатый воздух от источника питания подается в отверстие 1.

ный механизм. Через отверстие 3 выпускается отработанный воз­ дух. Перемещение ползуна производится через плунжер — толка­ тель, управляемый потоком сжатого воздуха, который попеременно подается через отверстие 6 или 13 в торцевые полости золотника и оказывает давление на торцевые поверхности плунжера. Для уменьшения утечек воздуха через щели под ползуном последний прижимается к основанию 5 пружиной 11.

Для регулирования расхода рабочей среды в гидравлических и пневматических системах применяются дроссели.

Для того чтобы дроссель отвечал своему назначению площадь проходного отверстия у него должна быть гораздо меньше пло­ щади сечения трубопровода. По конструкции различают иголь­ чатые, пробковые, винтовые и пластинчатые дроссели. Схема иголь­ чатого дросселя показана на рис. 37, а. Регулирующий элемент —

9 1 .

конусная игла 4 перемещается в осевом направлении. Благодаря этому изменяется площадь проходного отверстия 2 в виде кольца с острой наружной кромкой. Движение рабочей среды в дросселе можно осуществлять от присоединительного отверстия 1 к отверстию 3 и наоборот.

В пробковых дросселях (рис. 37, б, в, г) регулирующим элемен­ том является цилиндрическая пробка 1, перекрывающая проход­ ное отверстие. На поверхности пробки образована канавка 4 пря­ моугольного или треугольного сечения (такие дроссели называются также канавочными, рис. 37, б, в), по которой рабочая среда дви­ жется от одного присоединительного отверстия 2 к другому 3. Из­ менение площади проходного отверстия можно производить либо

Рис. 37

поворотом пробки вокруг оси (рис. 37, б), либо ее продольным пе­ ремещением (рис. 37, в).

На рис. 37, 2 показана схема пробкового дросселя с полой проб­ кой /, на поверхности которой образована щель прямоугольного сечения 4 (такие дроссели называются также щелевыми). Пово­ ротом пробки вокруг оси можно изменять площадь проходного сечения.

Схема винтового дросселя показана на рис. 37, д. Рабочая среда поступает в дроссель через отверстие 4 и далее движется между вин­ товой нарезкой на поверхности пробки 3 и цилиндрической поверх­ ностью канала 2 в корпусе к выходному отверстию 1.

Регулирование расхода осуществляется путем перемещения пробки в осевом направлении. С уменьшением длины винтового канала расход увеличивается.

В пластинчатом дросселе (рис. 37, е) движение рабочейсреды происходит через проходные отверстия диаметром от 0,5 до 1,5 мм, образованные в пакете шайб 1, собранном на стержне 2. Регулиро­ вание расхода осуществляется путем перемещения стержня с па­ кетом шайб в осевом направлении. При этом будет изменяться ко­ личество работающих отверстий, а следовательно, и расход рабочей среды.

92

Объемный расход Q рабочей среды, регулируемый дросселем, определяется по формуле (406), приведенной к следующему виду:

Ар — перепад давления в дросселе.

Значение |лд принимается равным: для игольчатых дросселей— 0,75-4-0,80, для щелевых — 0,64ч-0,70.

Формула (88) показывает, что однозначная зависимость расхода от площади проходного отверстия будет иметь место в том случае,

Рис. 38

если перепад давления в дросселе, зависящий от давления рабочей среды в системе, будет постоянен. Выше, при рассмотрении дрос­ сельного способа регулирования, было показано, что давление в си­ стеме зависит от величины давления в рабочих полостях исполни­ тельного механизма, определяемого рабочим усилием или крутящим моментом. Если усилие или момент изменяется, то будут изменяться давление в рабочих полостях и скорость исполнительного механизма (прямо пропорционально расходу Q). Поэтому в тех системах, где изменяется давление рабочей среды и где ставится задача обеспе­ чить постоянную скорость исполнительного механизма, вместо дросселя устанавливается р е г у л я т о р с к о р о с т и . Регу­ лятор скорости (рис. 38, а) представляет собой аппарат, состоящий из дросселя 2 и регулятора (стабилизатора) давления 7. Рабочая среда через присоединительное отверстие 11 поступает в кольце­ вую камеру 10 стабилизатора давления. Из этой камеры рабочая среда через кольцевую щель 9, образованную пояском плунжера и выточкой в гильзе, следует в промежуточную камеру 8 и оттуда в проходное отверстие пробкового дросселя. На выходе из дросселя рабочая среда через присоединительное отверстие 1 поступает в си­ стему. Изменение расхода в регуляторе осуществляет дроссель,

93