Контрольная работа по “Гидравлике”

коэффициент при Re =-—— > 260, где V — скорость жидкости, можно

принимать без учета  влияния сопротивления подводящих каналов 

постоянным.

      Для  минеральных масел и щелей  с  острыми кромками можно  в практических расчетах принимать  для последних условий \х = 0,60 ч- 0,62. Для закругленных кромок  или кромок с фасками \i = 0,75 -г- 0,8.

     При числах Re < 200—260, соответствующих  малым 

смещениям золотника (открытиям окон), коэффициент \i может  быть

приближенно принят в  среднем равным jut = 0,5. Размеры 

золотника определяются в основном расходом и 

допустимой скоростью  жидкости в его каналах, которая, в свою 

очередь, зависит от назначения золотника и рабочего давления

в системе.

     Скорость  течения жидкости в каналах корпуса  золотника 

и в проточках плунжера обычно выбирают, в целях 

уменьшения габаритов, в 2—2,5 раза выше скорости жидкости

в подводящих трубах, однако потеря напора в золотнике  не

должна превышать  примерно 2% рабочего давления. 

     Практически скорость жидкости выбирают равной 6—10 м'сек и реже до 15 м/сек.

     При расчете сечений каналов исходят  также из условия, чтобы 

площадь сечения потока жидкости в любом месте канала была

не меньше ~ 40— 50% площади  сечения подводящей трубы.

     В ряде рекомендаций принято, что отношение  квадрата 

проходного сечения  каналов распределителя к квадрату сечения

трубопровода равно -р- = 0,1.

     Подвод  жидкости в камеры золотника и  отвод из них обычно

производится через  круговые (кольцевые) проточки а в  корпусе 

(в гильзе), занимающие 360°, соединенные с трубопроводами 

(см. рис. 6, а). Благодаря подобному выполнению каналов

питания по всей окружности контакта плунжера с гильзой 

достигают максимального  значения размера как проходное  окно по

окружности , так и  его площадь S = ndh, где d и h — диаметр плунжера и ширина окна вдоль оси.

     Кроме того, золотники в подобном исполнении отличаются

простотой, а также  тем, что подобные кольцевые щели обладают

свойством самоочищения от частичек загрязнителя, которые  при 

открытии щели уносятся потоком жидкости.

     Диаметр d, шейки плунжера золотника (см. рис. 6, а) должен

быть таким, чтобы  было обеспечено требуемое проходное  сечение 

между шейкой и втулкой  золотника    и 

одновременно с  этим была сохранена требуемая поперечная жесткость плунжера; обычно соблюдается  условие 

     Для обеспечения герметичности минимальный  диаметральный 

зазор в золотниках обычно выбирается равным 0,004—0,01 мм.

При более жестких  требованиях к герметичности  диаметральный 

зазор для диаметров  золотника до 25 мм и давления р = 150 -

200 кГ/см2 составляет 0,004—0,007 мм.

     Ниже  приведены рекомендуемые по зарубежным источникам

зазоры между гильзой  и плунжером для общего  машиностроения:

 

необходимо учитывать  температурное расширение материалов, из которых изготовлены детали  плунжерной пары, с тем чтобы было устранено защемление плунжера при  изменениях температуры. В тех случаях, когда золотник и корпус распределителя изготовлены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, изменение зазора может быть вычислено  по выражению ^

     Величину  диаметра и длину плунжера золотника, а также 

величину его хода выбирают с учетом обеспечения требуемого 

расхода жидкости при  допустимом сопротивлении потоку жидкости.

     При выборе диаметра плунжера исходят также  из  необходимости уменьшения трения. Так как трение плунжера золотника  зависит от его диаметра, величину последнего выбирают  минимальной. 

 
 

     Материал  для изготовления плунжеров и  втулок должен быть

твердым и скорее хрупким, чем пластичным. При повышении 

твердости деталей  плунжерной пары уменьшается вероятность 

заклинивания при  попадании в зазоры твердых частиц, которые в этом

случае обычно разрушаются  твердыми рабочими поверхностями.

     При хрупком материале попавшие в  зазор твердые частицы 

загрязнителя лишь процарапывают со снятием стружки 

поверхности деталей, не оставляя на них вспучин, могущих  вызвать 

заклинивание плунжера, тогда как при пластичном материале 

твердые частицы загрязнителя процарапывают поверхности, 

вспучивая их.

     Для уменьшения возможности заклинивания плунжеров 

проточки на плунжере и окна гильзы выполняют с острыми 

кромками, что способствует перерезанию загрязняющих жидкость

неметаллических частиц.

     Для повышения износостойкости плунжерных пар применяют 

хромирование рабочих  поверхностей плунжеров, что повышает

срок их службы в 1,5—2 раза; толщина хромового покрытия 18 — 

25 мкм. 

ДВУХСТУПЕНЧАТЫЕ ЗОЛОТНИКОВЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ

В случае необходимости  снижения командного усилия, требующегося для перемещения золотника и  одновременно обеспечения необходимого расхода  жидкости, применяют двухступенчатые  распределительные золотники, которые получили название золотников с серводействием и дисервозолотников.  
 

Рисунок 7 – Схемы двухступенчатых золотников с серводействием. 

     Схема одного из  подобных золотников показана на рис. 7, а.

     Основной  распределительный  золотник1,питающийисполнитель ный гидродвигатель, управляется с помощью вспомогательного золотника (датчика) 2 малого  сечения, диаметр которого  зачастую доводится до 2— 2,5 мм. В случае  необходимости в установке  основного золотника в  среднее положение применяют схему, представленную на рис. 7, б.

     Золотники с электроприводом. Для привода золотников, и в

частности вспомогательного золотника двухступенчатого 

распределителя, часто  применяют электромагнит и электрические  двигатели.

     Поскольку плунжер вспомогательного золотника  в  двухступенчатом распределителе обычно имеет небольшие размеры (диаметр около 3—4 мм), для привода  его может быть применен  маломощный электромагнит.

     Типовые схемы двухпозиционных электромагнитных 

золотников прямого действия изображены на рис. 8. В золотнике с

одним электромагнитом (рис. 8, а) плунжер золотника перемещается

в одну сторону под  действием электромагнита и в  другую (по обесто-

чивании  электромагнита) — под действием пружины. В  золотнике 

с двумя электромагнитами(рис. 8,6)  перемещение плунжера в обе стороны осуществляется электромагнитами. Ход плунжера обычно равен 5—6 мм, мощность управляющего электротока 20 вт,  диаметр плунжера в схеме прямого действия обычно до 30 мм. Время срабатывания электромагнитных золотников  распространенной мощности находится в пределах 0,02—0,1 сек.

     Схема и конструктивное выполнение двухпозиционного  распределителя с электроприводом показаны на рис. 9, а и б. Плунжер 9,  и основного золотника при выключенном электромагните 4  удерживается в крайнем левом положении действием усилий  пружины 5 и давлением жидкости, поступающей из рабочей магистрали через канал 3 в камеру 7, В этом положении золотника жидкость из рабочей магистрали S, соединенной с насосом, поступает в  канал 10, связанный с силовым цилиндром.

     При включенном электромагните жидкость из магистрали 8

через проточку вспомогательного золотника 2 и канал 1 поступает 

в левую полость 11 основного золотника. Так как  рабочая 

площадь плунжера 9 больше площади вспомогательного плунжера 6,

плунжер 9 переместится вправо. При этом рабочая магистраль 8

соединяется каналом 12, связанным с силовым цилиндром.

Рисунок 9 – Схема  и конструкция двухпозиционного золотникового распределителя с  серводействием и электромагнитным управлением. 
 

КРАНОВЫЕ  РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ 

     В крановых распределителях рабочий элемент (пробка)  конусного (рис. 10, а и б) или цилиндрического (рис. 11, а и б) типа совершает поворотные движения. Пробка крана должна быть уравновешена от  статических сил давления жидкости, так как в противном случае она будет прижата к одной стороне,  вследствие чего могут развиваться большие силы трения. 

     Уравновешивания в кране, схема которого представлена на рис. 11, а,  достигают диаметрально противоположным действием давления жидкости на пробку.

Рисунок 10 – Крановые распределители жидкости с конусной пробкой. 
 

Рисунок 11 – Крановые распределители жидкости с цилиндрической пробкой. 

     В кранах с конусной пробкой плотность  герметизирующего 

контакта (контактное давление) обеспечивается с помощью  пружины 

(рис. 10, а), усилие которой должно превышать противодействие

давления жидкости, стремящейся вытолкнуть кран из гнезда. 

     Поскольку пружина в этом случае рассчитывается на максимальное рабочее давление, то при малом и нулевом давлениях  для поворота крана требуются  значительные усилия и в особенности, если  последний рассчитан на высокие давления. Ввиду этого  эти краны применяются при  давлении < 100 кГ/см2ч.

     На  рис. 10, б показан, кран контакт конусной пробки 1 

которого с поверхностью гнезда корпуса осуществляется давлением 

жидкости, подводимой по каналам 3 и 7 к гибким стальным 

диафрагмам 4; давление жидкости деформирует диафрагму  и через 

опору 5 и регулировочный штифт 2 нагружает пробку 1. 

Диафрагмы 4 служат также  пружинами, затяжка которых регулируется

штифтом 2, что обеспечивает необходимую герметичность крана 

при нулевом и малом  давлении жидкости. Диафрагмы уплотнены 

прокладками 6.

     Для уменьшения трения поворотные краны  часто 

центрируются на подшипниках  качения, например игольчатых (см. рис. 11, б).

     При этом может быть обеспечен постоянный концентричный зазор между пробкой  крана и гильзой, который может  быть сведен до 4—6 мк. Эти краны отличаются малым моментом трения, величина которого при давлении 200 кГ/см2 обычно не превышает~0,1 кГ/см2.

     Кроме того, благодаря малым гарантированным  зазорам утечка не превышает 20 см/1мин. Подобные распределители имеют особые преимущества в гидравлических следящих устройствах. 

КЛАПАННЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ

     В гидросистемах  некоторых машин распространены также 

клапанные распределители, которые просты в изготовлении и 

надежны в эксплуатации, а также могут обеспечить высокую 

герметичность.

     Схема действия клапана показана на рис. 12, а и б. Клапаны

приводят в действие ручными и различными механическими  и 

электротехническими устройствами. Из ручных устройств  наиболее

простым является качающийся рычаг (рис. 13, а и б). В