Гидравлический распределитель - устройство, принцип работы. Схемах золотниковых распределителей Схема подключения 2 распределителя

Распределитель Р-40 данной модификации предназначен для использования в гидросистемах станков, оборудования, тракторов и спецтехники в местах, где требуется длительное выполнение операций. Рассчитаны на номинальный потоком масла до 40 литров в минуту, максимальное давление до 25МПа (250бар).

Гидравлический распределитель управляется механически, ручками, которые фиксируются в трех условных положениях: "Подъем", "Нейтральное", "Опускание". Обратите внимание, что ручки не имеют автоматического возврата в нейтральное положение (отключение операции производится вручную возвратом ручки в среднее положение).




Гидрораспределитель Р-40 предназначен для изменения направления потока, ограничения давления рабочей жидкости в гидролиниях, разгрузки насоса в нейтральной позиции золотников.

Применяется в гидросистемах различных видов техники, в том числе: экскаваторах, бурильных машинах, погрузчиках, автокранах, сельскохозяйственных машинах, строительной, дорожной, коммунальной технике, пресах, дровоколах и пр. с подачей до 40л/мин. (гидросистемы с насосами НШ-8/10/14/16, 310.12, а также 310.28 и НШ-32 при ограничении оборотов).

Предлагаем гидрораспределители импортного производства (Европейский союз). Гарантированное высокое качество и долгий срок службы.

Предлагает широкий ассортимент запасных частей к спецтехнике и гидравлические компоненты. Всегда в наличии большинство товарных позиций. Приемлемые цены, гибкая система скидок. При покупке обеспечиваем профессиональную консультацию покупателю по поводу использования приобретаемых запасных частей, прочие консультации.

кий сигнал, значение которого определено номером выхода дешифратора, подается на шифратор, и на его выходах устанавливается преобразованный код.

Примером использования шифраторов являются такжеустройства ввода двоичных кодов в цифровое устройство с клавиатуры. При нажатии клавиши на определенной входной шине шифратора появляется логическая 1 (шина возбуждается) и на выходах устанавливается двоичный код, соответствующий нанесенному на клавишу знаку (букве, цифреит.д.).

3.5.2. Распределители и коммутаторы

Распределители . Узел, последовательно распределяющий по выходамсигналы, поступающиенаеговход, называютраспределителем.

На рис. 3.25 приведена функциональная схема распределителя, содержащая счетчик и дешифратор. Каждый импульс на входе счетчика увеличивает на единицу зафиксированное в нем число. Благодаря этому логическая 1 поочередно появляется на выходах дешифратора.

Распределители применяются при решении различных задач. В частности, сигналами с выходов распределителя можно осуществлять поочередное включение и отключение устройств, получать выборки сигнала через равные промежутки времени. В последнем случае выборки формируются с помощью ключа, управляемого логической 1 с одного из выходов распределителя и на время ее действия подключает источник сигнала к линии.

Коммутаторы . Коммутатор - устройство, осуществляющее переключение цепей. На рис. 3.26 изображена схема коммутатора, позволяющего подключить источник цифровой информации D к

разным каналам (y 1 , y 2 , y 3 ). Информация будет поступать в тот канал,

на элемент И которого подается разрешение в виде логической 1 с одного из адресных входов А 1 , А 2 , А 3 . Рассмотренный коммутатор выполнен на одной микросхеме, содер-

Рис. 3.25. Функциональная жащей в корпусе три элемента И.

схема распределителя

Коммутатор (рис. 3.26) позволяет подклю-

чать канал y к разным источникам информации

(D 1 , D 2 , D 3 ). Выбор присоединяемого источника

(входа коммутатора) осуществляется подобно

выбору канала в предыдущей схеме.

Задачу, аналогичную той, которую решает

коммутатор (рис. 3.26), выполняет мультиплек-

сор-коммутатор, в котором выбор входа по его

номеру (адресу) осуществляется с помощью циф-

рового сигнала (цифрового кода).

Рис. 3.26. Схемапро-

На рис. 3.27 приведена функциональная схе-

стого коммутатора

ма мультиплексора. Он содержит конъюнктуры,

к которым подходят информационные шины, и дизъюнктор. Данный мультиплексор имеет восемь информационных (D 0 ...D 7 ) и три адресных (А 1 ...А 3 ) входа. На адресные входы поступает трехэлементный цифровой код, полное число комбинаций которого равно 23, т.е. восьми. Естественно предположить, что код 111 должен обеспечить соединение выхода y со входом D 7 (1112 = 710), код 110 - со входом D 6 (1102 = 610) и т.д., код 000 - со входом D 0 .

Так же, как в схеме рис. 3.26, каждый вход подключается к выходу через определенный конъюнктор. Однако в данном случае коммутация осуществляется при наличии на конъюнкторе трех разрешающих логических единиц (с трех адресных входов). Для их получения нужно входы соответствующего конъюнктора соединить непосредственно с теми адресными входами, на которых при данном коде присутствуют единицы, и через инверторы- стемивходами, на которых находятся нули. Такие соединения выполнены в схеме (рис. 3.26).

Так, на второй сверху Рис. 3.27. Схема коммутатора-мультиплексора

конъюнктор непосредственно поступает сигнал с входа A 1 и через инверторы - с входов A 2 и A 3 , что при коде адреса 001 обеспечит на этом конъюнкторе три логические1, т.е. подключениеквыходумультиплексора входа D 1 . Входы нижнего конъюнктора соединены с адресными входами непосредственно, что при коде адреса 111 обеспечит подключение к выходу мультиплексораинформационноговходаD 7 .

Отечественная промышленность выпускает несколько типов микросхемных мультиплексоров. На рис. 3.28 показано условное изображение мультиплексора

Рис. 3.28. Условное изоб- (микросхема серии К155), имеющего во- ражение мультиплексора семь информационных входов, три ад-

ресных входа для кода с весами 4, 2, 1, вход стробирования А и два выхода - прямой и инверсный. При наличии на входе А логической 1 мультиплексор блокируется: на прямом выходе устанавливается логический 0 вне зависимости от потенциалов на информационных входах. Наличие входа стробирования позволяет увеличивать число коммутируемых информационных входов.

3.5.3. Цифровой компаратор

Цифровой компаратор предназначен для определения равенства двоичных чисел.

Два числа равны при равенстве цифр в одноименных разрядах (а i = b i , где а i - цифра в i -м разряде одного числа; b i - цифра в том же разряде другого числа).

Равенство а i = b i имеет место при а i = 1, b i = 1 или при а i = 0, b i = 0. Поэтому логическая функция, выражающая это равенство, равна единице, если единице равно произведени е этих цифр или произведение их инверсных значений: y = a i b i + a i b i . Заметим, что записанная функция - функция «Равнозначность».

a1 b1 а1 b1 ... an bn a n bn = y,

где отрицание левой части (при изменении в правой части y на у ) сделано для той же цели.

Схема, реализующая это выражение, приведена на рис. 3.29, а . Если необходимо, чтобы при равенстве кодов на выходе компаратора была логическая 1, то к выходу схемы следует присоединить инвертор.

Условное изображение цифрового компаратора приведено на рис. 3.29, б .

Распределитель – устройство, предназначенное для изменения направления или пуска и остановки потока рабочей среды в двух или более линиях в зависимости от наличия внешнего управляющего воздействия.

Распределители являются элементами гидравлической системы, позволяющими изменять, открывать или закрывать пути прохождения потока рабочей жидкости. Тем самым осуществляется управление перемещением и остановкой рабочих элементов гидросистемы.

Распределители изображаются на схемах гидравлических установок согласно ГОСТ 2.781-68.

Условные обозначения позиций и каналов распределителей выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ (табл. 1), при этом руководствуются следующими основными правилами:

Каждую позицию подвижного элемента распределителя изображают отдельным квадратом;

Направления и пути прохождения потока рабочей жидкости в каждой позиции обозначают стрелками;

Запертые входы и выходы обозначают горизонтальной черточкой;

Внешние гидролинии, поток в которых управляется распределителем, обозначают на изображениях соответствующей позиции в виде черты;

Канал для отвода утечек рабочей жидкости обозначают пунктирной линией и маркируют на схемах буквой L ;

Каждую позицию распределителя обозначают отдельно (условное обозначение не оговаривается стандартами) в большинстве случаев буквами а , b , .... слева направо, а нейтральное положение в трехпозиционном распределителе - нулем (0).

Таблица 1 Обозначение проходов в каналах распределителей

Рисунок 1 Двухлинейный двухпозиционный распределитель

В зависимости от конструктивного исполнения запорно-регулирующего элемента распределители подразделяются на золотниковые (рис. 1), клапанные (рис. 2) и кромочные.

Рисунок 2 Конструктивное исполнение и условное изображение (не соответствует

ГОСТ, но применяется в некоторых схемах) распределителя клапанного типа

Распределители клапанного типа нередко условно обозначают на схемах с изображением седла (рис. 2), что не предусмотрено стандартами. Имеются также варианты таких клапанов с нейтральным положением (проток жидкости из линии Р в линию А ). Двухлинейный двухпозиционный распределитель применяется для управления работой гидроцилиндров одностороннего действия (рис.3). Существуют также и иные возможности применения двухлинейного двухпозиционного распределителя (рис. 4):

В качестве перепускного клапана, например, в схеме для переключения с режима ускоренного хода на режим подачи, или для включения циркуляции жидкости с безнапорным режимом работы насоса;

Для подключения и отключения различных гидроаппаратов;

Для управления гидромотором в одном направлении.

В трехлинейном двухпозиционном распределителе (рис. 5, 6) предусмотрен подвод рабочей линии А , напорной линии Р и линии слива Т , подсоединяемой к гидробаку. С помощью этого распределителя осуществляется управление потоком жидкости при переключении в следующие положения:

Нейтральное: линия Р закрыта, линия А соединена с линией Т ;

Включенное: слив через Т закрыт, поток из линии Р в линию А .

Существуют также трехлинейные двухпозиционные распределители, открытые в нейтральном положении, т.е. пропускающие в этом положении поток из линии Р в линию А (рис.7).

Рисунок 3 Управление работой гидроцилиндра одностороннего действия

Рисунок 4 Применения двухлинейного двухпозиционного распределителя:

а) безнапорная циркуляция подаваемой насосом жидкости;

б) схема для переключения с режима ускоренного хода на режим подачи;

в) схема, обеспечивающая различные давления в системе.

Рисунок 5 Трехлинейный двухпозиционный распределитель

В четырехлинейном двухпозиционном распределителе (рис. 8, 9) имеются два рабочих канала А , В , один напорный Р и один сливной, присоединяемый к гидробаку, линия Т :

При нейтральном положении: поток из Р в В и из А в Т ;

Во включенном положении: поток из Р в А и из В в Т .

Рисунок 6 Управление гидроцилиндром одностороннего действия

а) схемное изображение распределителя, б) распределитель в разрезе

Рисунок 7 Применение распределителя в качестве переключателя охладитель подогрев жидкости

Рисунок 8 Четырехлинейный двухпозиционный (4/2) распределитель с тремя рабочими

поясками.

Рисунок 9 Управление работой гидроцилиндра двустороннего действия

а) схемное изображение распределителя, б) распределитель в разрезе

Существуют также 4/2-распределители, в которых имеется только два рабочих пояска (рис. 10). Такие аппараты не требуют подключения линии для отвода утечек рабочей жидкости, в виду того, что у этих распределителей канал Т , подсоединяемый к гидробаку, и рабочие каналы А и В проходят через сливную крышку. Поэтому учитывая, что давление в сливной линии Т воздействует на сливную крышку аппарата, в технических паспортах распределителей такой конструкции максимальное давление в линии Т всегда задается меньшим, чем с напорной стороны.

Рисунок 10 Четырехлинейный двухпозиционный (4/2) распределитель с двумя рабочими поясками.

Наиболее простыми по конструкции являются 4/2 - распределители золотникового типа. Такие же распределители, но клапанного типа, дороже, так как их приходится собирать из двух трехлинейных двухпозиционных распределителей.

Для выбора нужного распределителя имеют значение также переходные положения золотника. Поэтому их указывают в детальных условных изображениях на схемах (рис. 11). Но поскольку при этом речь идет не о фиксированных позициях распределителей при их переключениях, то соответствующие рамки для промежуточного положения на изображениях наносят тонкой штриховой линией.

а ) (номер схемы 574А) б) (номер схемы 574)

Рисунок 11 Переходные положения четырехлинейного двухпозиционного распределителя. а ) условное изображение: перекрытие при переключении положительно; б ) условное изображение: перекрытие при переключении отрицательно.

Четырехлинейные двухпозиционные 4/2-распределители (рис. 8-11), применяют для управления:

Гидроцилиндром двухстороннего действия;

Реверсивными гидромоторами;

Двумя цепями (контурами) управления.

Вместо 4/2-распределителя может быть применен также и 5/2-распределитель (рис. 12).

Рисунок 12 Схема применения пятилинейного двухпозиционного (5/2) распределителя.

Рисунок 13 Четырехлинейные трехпозиционные (4/3) распределители с

различными средними положениями.

Четырехлинейные трехпозиционные (4/3) распределители золотникового типа (рис. 13-18) просты по конструкции, тогда как аналогичные распределители клапанного типа сложны и дороги.

Например, 4/3 - распределитель в клапанном исполнении может быть собран из четырех отдельных двухлинейных распределителей.

С помощью распределителя 64 схемы можно включать в работу только одну цепь управления (рис. 14-15). Если необходимо включать в работу несколько цепей управления, то для управления работой каждой из них в отдельности также можно применить 4/3- распределитель 64 схемы (рис. 15 б). В случаях, когда готовую к работе гидроустановку приходится переключать на режим безнапорной работы насоса, такое переключение выполняется 2/2-распределителем (рис. 17).

К возможным вариантам применения четырехлинейного трехпозиционного распределителя относится прежде всего задача управления гидроцилиндрами двухстороннего действия или гидромоторами (останов, вращение вправо, вращение влево). В 4/3- распределителях задаются переходные положения (рис. 18).

Представленный на рисунке 18 четырехлинейный трехпозиционный 4/3 - распределитель в среднем положении имеет положительное перекрытие. Левые и правые переходные положения являются комбинацией положительного и отрицательного типов перекрытия.

Рисунок. 14 Схема и положения распределителя номер схемы 64

Рисунок 15 Схема, обеспечивающая безнапорную работу насоса (холостой

режим): а) схемное изображение распределителя, б) распределитель в разрезе.

Рисунок. 16 Схема и положения распределителя номер схемы 44

Рисунок 17 Пример применения 4/3-распределителя 44 схемы

Особенности решаемой задачи управления определяют характер среднего положения распределителя. Многопозиционные аппараты могут быть конструктивно выполнены в форме пятилинейных распределителей (рис. 19).

Рисунок 18. Промежуточные (переходные) положения 4/3-распределителя.

Рисунок 19 Схема пятилинейного трехпозиционного (5/3) распределителя.

Рисунок 20 Золотник.

Вывод: изучили конструктивные особенности гидрораспределителей; изучили схемные изображения распределителей и особенности их применения в гидравлических схемах; получить навык определение характеристик гидрораспределителей.

Гидравлический распределитель - устройство, которое служит для изменения направлений потока рабочей жидкости в гидроприводе, при наличии внешнего сигнала.

Переключая распределитель можно менять соединение гидравлических линий, направляя рабочую жидкость к выбранным гидравлическим агрегатам.

Типы гидрораспределителей

В зависимости от типа запорно-регулирующего элемента различают клапанные и золотниковые распределители.

  • Золотниковые
    • Прямого действия
      • Ручное управление
      • Механическое управление
      • Электрическое управление
      • Гидравлическое управление
      • Пневматическое управление
    • Непрямого действия
  • Клапанные
    • Прямого действия
      • Ручное управление
      • Механическое управление
      • Электрическое управление
      • Гидравлическое управление
      • Пневматическое управление
    • Непрямого действия
      • Электрогидравлическое управление

Золотниковые распределители

Клапанные распределители обеспечивают лучшую герметичность, они способны работать при большем давлении чем золотниковые.

Распределители с золотником более компактны, они позволяют обеспечить плавное перекрытие рабочих окон, что важно при наличии больших инерционных масс.

Рассмотрим подробнее устройство, характеристики и принцип работы золотниковых распределителей, получивших широкое распространение.


Число положений гидравлического распределителя

Количество вариантов вариантов соединения гидролиний распределителем называют числом положении. Наибольшее распространение получили двух- и трехпозиционые распределители.

Нейтральным называют положение, при котором золотник устанавливается в неактивном состоянии под воздействие посоятнно действующих сил (например усилия пружины).

Количество подводимых линий

Распределители могут различаться по количеству подводимых линий, наиболее часто применяются четырех линейные гидрораспределители, к ним подводится 4 линии:

  • p - давление
  • t - слив
  • a - выход а (например, подвод жидкости в поршневую полость )
  • b - выход b (например, подвод рабочей жидкости в штоковую полость гидравлического цилиндра)

Устройство и принцип работы гидрораспределителя

Рассмотрим устройство четырехлиненйного трехпозиционного распределителя, запертого в нейтральном положении.

Принцип работы гидравлического распределителя 44 схемы продемонстрирован на видео.

В корпусе распределителя выполнены каналы для подвода жидкости. Золотник устанавливается в отверстие, расточенное в корпусе.


Золотник распределителя - деталь, как правило цилиндрическая, на которой выполнены пояски, канавки, проточки, необходимые для разделения или соединения различных каналов, выполненных в корпусе распределителя.


В нейтральном положении золотник удерживается с помощью пружин, в этот момент он запирает линию Р. При наличии управляющего сигнала, электромагнит 1 переместит золотник вправо. В этом положении золотник соединит каналы p и a, t и b. При отсутствии управляющего сигнала, пружины вернут золотник в нейтральное положение. При наличии электрического сигнала на электромагните 2 золотник переместится влево, соединяя каналы p и b, t и a.


Способы управления гидравлическими распределителями

По способу управления различают гидравлические распределители с механическим, ручным, электромагнитным, гидравлическим пневматическим управлением . В ГОСТе 24679-81 указаны диаметры условных проходов гидравлических распределителей - 6, 10, 16, 20, 32 мм. Сочетания условных проходов и способов управления отмечены в следующей таблице.


Обозначения гидравлических распределителей

В обозначении распределителя через дробь указывается количество основных линий, подводимых к распределителю, и позиции. Например четырехлинейный трехпозиционный распределитель будет обозначаться 4/3. Также в обозначении распределителя указывается номер схемы (см. таблицу ниже).

Гидравлическая схема распределителя

На гидравлической схеме гидравлический распределитель обозначается рядом прямоугольников, каждый из которых обозначает отдельную позицию распределителя.

В каждом прямоугольнике линиями показано какие каналы соединит распределитель в данном положении.

Согласно ГОСТ 24679-81 выпускаются следующие схемы гидравлических распределителей .

Распределители 64, 44, 574, 34 схемы являются одними из самых распространенных. Распределитель 64 схемы в нейтральном положении позволяет разгрузить насосную станцию, отправляя рабочую жидкость на слив.

Основные исполнения распределителей по гидросхеме

Используя данные, представленные в таблице, можно сделать вывод о соответствии схем распределителей:

  • 14 схеме по Российской классификации соответствуют распределители Atos 0710, Duplomatic S2, Parker 2C, Caproni 00, Rexrot H
  • 24 схеме соответствуют распределители Atos 0718, Duplomatic S10, Parker 6С, Caproni 05, Rexrot M
  • 34 схеме соответствуют распределители Atos 0713, Duplomatic S3, Parker 4C, Caproni 04, Rexroth J
  • 44 схеме соответствуют распределители Atos 0711, Duplomatic S1, Parker 1C, Caproni 01, Rexroth EB
  • 64 схеме соответствуют распределитли, Atos 0714, Duplomatic S4, Parker 9C, Caproni 02, Rexroth G и т.д
  • 574 схеме соответствуют распределители Atos 0630/2, Duplomatic TA002, Parker 30B, Caproni 11, Rexroth C

Глава 4

Распределители

4.1. Основные типы распределителей
Распределители - это устройства, предназначенные для пуска, остано­ва и изменения направления движения потока сжатого воздуха. Услов­ное обозначение распределителя дает информацию о числе линий (каналов) для прохода воздуха, числе позиций переключения и виде управления. Это изображение, однако, не дает представление о конст­рукции распределителя, а указывает только на его функциональные возможности.

За позицию покоя принимается позиция переключения распределителя с самодействующим возвратным устройством, например пружиной, которую занимают подвижные части распределителя, если он не нахо­дится под воздействием сигнала управления. Исходной позицией на­зывается позиция переключения, которую принимают подвижные части распределителя после его монтажа на установке и включения источни­ков энергии (питания сжатым воздухом и (или) электрическим током) и с которой начинается выполнение предусмотренной программы (последовательности) переключений.

Конструкция распределителя оказывает существенное влияние на такие его характеристики, как срок службы, время переключения, уси­лие переключения, способ управления, виды присоединения к трубо­проводам и размеры.


По конструктивному исполнению различают распределители с запор­ными элементами:

Клапанного (седельного) типа:

Шариковые,

Тарельчатые (плоские);

Золотникового типа:

С цилиндрическим золотником,

С плоским золотником,

С торцевым золотником.


Распределители клапанного (седельного)типа

В этих распределителях каналы прохода сжатого воздуха открываются и закрываются посредством шариковых, тарельчатых, дисковых или конических запорных элементов, которые взаимодействуют с седлами соответствующей формы. Уплотнение по площади контакта запорного элемента с седлом обычно достигается за счет применения эластичных материалов в месте контакта. В клапанных (седельных) распределите­лях почти нет деталей, подверженных износу (отсутствуют пары тре­ния), поэтому они имеют большой срок службы. Кроме того, они также нечувствительны к загрязнениям и могут работать в неблагоприятных условиях. Однако для переключения таких распределителей необходи­мо значительное усилие, чтобы преодолеть действие возвратной пру­жины или возвратного давления.


Распределители золотникового типа

В этих распределителях отдельные каналы соединяются или разъеди­няются посредством цилиндрических, плоских или торцевых золотни­ков.


4.2. 2/2-распределители

2/2-распределитель имеет две линии подвода/отвода воздуха и две позиции переключения. В основном он используется как отсечной (запорный) распределитель, так как реализует только функцию пере­крытия или открытия прохода воздуха через себя, не имея возможно­сти в закрытом положении отводить воздух в атмосферу (в отличие от 3/2-распределителя).


4.3. 3/2-распределители

С помощью 3/2-распределителя можно включать и выключать поток воздуха. 3/2-распределитель имеет три линии подвода/отвода воздуха и две позиции переключения. Дополнительный, по сравнению с 2/2-распределителем, выхлопной канал 3(R) позволяет отключать сигнал на выходе распределителя, соединяя его с атмосферой. В нормально закрытом распределителе в исходной позиции шариковый клапан под воздействием пружины перекрывает проток воздуха из линии питания 1(Р) к выходному каналу 2(A). Канал 2(A) соединяется через отверстие в толкателе и канал 3(R) с атмосферой.

Рис. 4.1. 3/2-распределитель, нормально закрытый, с шариковым за­порным элементом
Под действием внешней силы толкатель нажимает на шарик клапана, преодолевая силу возвратной пружины и противодействующее давле­ние сжатого воздуха.

В состоянии включения канал 2(A) отсекается от выхлопного канала 3(R), сжимается возвратная пружина и шарик отходит от седла, откры­вая проток воздуха от канала питания 1(Р) к каналу 2(A), и на выходе распределителя появляется пневматический сигнал. Если устранить воздействие на толкатель, распределитель вернется в исходное положение. В данном случае распределитель имеет ручное или меха­ническое управление. Требуемое для переключения распределителя управляющее усилие зависит от значения давления питания, силы поджатия пружины и сил трения в распределителе. Это усилие ограни­чивает размеры распределителя, поскольку с ростом проходного сече­ния управляющее усилие также возрастает. Конструкция распредели­теля со сферическим клапанным затвором очень проста и компактна.


На схеме (рис.4.2) 3/2-распределитель 1.1 управляет перемещением штока цилиндра одностороннего действия 1.0. В исходном положении канал подвода питания 1(Р) распределителя заблокирован, но при нажатии на кнопку распределитель переключается и канал подвода питания 1(Р) соединяется с каналом 2(A), к которому подсоединена полость цилиндра. В нее начинает поступать сжатый воздух, застав­ляющий поршень перемещаться, сжимая возвратную пружину, уста­новленную в штоковой полости цилиндра. Если кнопка отпускается, то под действием пружины распределитель возвращается в исходную позицию, при которой канал 2(A) соединяется через канал 3(R) с атмо­сферой, выпуская воздух из поршневой полости цилиндра. Поршень цилиндра под действием возвратной пружины втягивается, занимая исходное положение.


Рис. 4.2. Принципиальная схема: управление цилиндром одностороннего действия


Рис. 4.3. 3/2-распределитель, нормально закрытый, с клапаном тарель­чатого типа, в позиции "Выключено"
3/2-распределитель, представленный на рис. 4.3, выполнен на базе тарельчатого (дискового) клапана. Это обеспечивает простое и эффек­тивное уплотнение между запорным элементом и седлом. Время пере­ключения невелико, поскольку такой клапан при небольшом его пере­мещении обеспечивает большое проходное сечение. Как и распреде­литель со сферическим запорным элементом, такой распределитель нечувствителен к загрязнениям и имеет длительный срок службы. 3/2-распределители используются в системах управления с цилиндрами одностороннего действия или для выработки входных сигналов управ­ляющих распределителей.


Рис. 4.4. 3/2-распределитель, нормально закрытый, с клапаном тарель­чатого типа, в позиции "Включено"
У нормально открытого 3/2-распределителя открыт проход сжатого воздуха из канала питания 1(Р) в канал 2(A). В этом положении каналы 1(Р) и 2(A) соединены между собой через канал в запорном элементе, тогда как последний, удерживаемый пружиной на седле, блокирует выхлопной канал 3(R). При воздействии на толкатель он сначала, всту­пая в контакт с запорным элементом, блокирует канал питания 1(Р), а затем, отрывая запорный элемент от седла против силы действия пру­жины, открывает проход от канала 2(A) к выхлопному каналу 3(R). При снятии воздействия с толкателя сначала более мощная пружина запор­ного элемента без нарушения контакта его с толкателем сажает его на седло, блокируя канал 3(R), а затем пружина толкателя возвращает его висходное положение, открывая проход от канала питания 1(Р) к каналу 2(A).

Управление 3/2-распределителями может быть ручным, механическим или пневматическим. Вид управления зависит от требований системы управления.




Рис. 4.5. 3/2-распределитель, нормально открытый, с клапаном тарельчатого типа, в позиции "Выключено"


Рис. 4.6.3/2-распределитель, нормально открытый, с клапаном тарель­чатого типа, в позиции "Включено"
На представленной схеме используется нормально открытый 3/2-распределитель, который в исходном положении подает сжатый воздух в полость цилиндра одностороннего действия 1.0. Поэтому шток ци­линдра в исходном положении выдвинут. При воздействии на толкатель распределителя 1.1 рабочий объем цилиндра через каналы 2(A) и 3(R) соединяется с атмосферой. Шток цилиндра 1.0 под действием возврат­ной пружины втягивается.


Рис. 4.7. Принципиальная схема: управление цилиндром односторонне­го действия
3/2-распределитель золотникового типа с двусторонним ручным управлением

Конструкция распределителя очень проста и компактна. Распредели­тель имеет две фиксированные позиции - открытую и закрытую. При смещении вручную золотника, имеющего вид втулки на трубопроводе, канал питания 1(Р) соединяется с выходным каналом 2(A). При обрат­ном переключении канал 2(A) сообщается с атмосферой через канал 3(R), сжатый воздух удаляется из системы. Такой распределитель ис­пользуется для подключения питания пневмосистемы сжатым воздухом.

Рис. 4.8. 3/2-распределитель золотникового типа с ручным управлением, нормально закрытый
3/2-распределитель с пневматическим управлением

Распределитель имеет управляющий поршенек и возвратную пружину. В позиции покоя распределитель нормально закрыт, так как канал пи­тания 1(Р) блокируется дисковым запорным элементом, а выходной канал 2(A) соединен посредством канала 3(R) с атмосферой. Распреде­литель переключается поступающим на его вход 12(Z) давлением сжа­того воздуха, прилагаемым к управляющему поршеньку. При этом ка­нал 1(Р) соединяется с каналом 2(A). После снятия давления в управ­ляющем канале 12(Z) распределитель возвращается под действием возвратной пружины в исходную позицию (позицию покоя). Клапан разъединяет каналы 1(Р) и 2(A). Выходной канал 2(A) соединяется через канал 3(R) с атмосферой. 3/2-распределитель с односторонним пнев­матическим управлением и возвратной пружиной выполняется нор­мально закрытым и нормально открытым.




Рис. 4.9. 3/2-распределитель, с пневматическим управлением и возвратной пружиной, в позиции "Выключено"


Рис. 4.10. 3/2-распределитель, с пневматическим управлением и возвратной пружиной, в позиции "Включено"

Рис. 4.11. Принципиальная схема: непрямое управление цилиндром одностороннего действия
Распределитель с пневматическим управлением может применяться в качестве входного элемента при непрямом управлении цилиндром. Непрямой сигнал управления на выдвижение штока цилиндра 1.0 (рис. 4.11) подается 3/2-распределителем с ручным управлением 1.2 на управляющий распределитель 1.1, при включении которого выдвигает­ся шток цилиндра 1.0.
Конструкция рассматриваемого распределителя выполнена таким образом, что для преобразования нормально закрытого 3/2-распределителя в распределитель нормально открытый необходимо лишь инверсировать (взаимно поменять местами) каналы 1(Р) и 3(R), a управляющую головку с каналом 12(Z) повернуть на 180°. Следует также присвоить новое обозначение каналу управления: 10(Z).

Если нормально открытый распределитель установить в рассмотрен­ную выше систему непрямого управления, то в исходной позиции шток поршня окажется выдвинутым. После нажатия пневматической кнопки 1.2 шток цилиндра втянется.




Рис. 4.12. Принципиальная схема: непрямое управление цилиндром одностороннего действия
3/2-распределитель с непрямым управлением от рычага с роликом

Распределители с предварительным каскадом усиления позволяют уменьшить усилие управления. Распределители, имеющие каскад не­прямого управления, называют распределителями с непрямым управ­лением, а элемент управления, осуществляющий функцию предвари­тельного каскада усиления, - пилотным клапаном (или пилотным золот­ником). К пилотному клапану (рис. 4.14) подводится давление питания. Если нажать на рычаг с роликом, то открывается пилотный клапан. Сжатый воздух воздействует на мембрану, которая перемещает та­рельчатый запорный элемент главного клапана вниз. При этом проис­ходит процесс последовательного переключения 3/2-распределителя: сначала прерывается соединение канала 2(A) с каналом 3(R), а затем канал 1 (Р) соединяется с каналом 2(A).




Рис. 4.13. Элемент непрямого управления: слева выключен, справа включен
Возврат распределителя в исходное положение происходит после отпускания рычага с роликом. Благодаря этому закрывается пилотный клапан. Воздух из-под мембраны вытекает через каналы направляющей буксы толкателя пилотного клапана. Управляющий поршень главного клапана под действием возвратной пружины занимает исходное поло­жение.


Рис. 4.14. 3/2-распределитель с непрямым управлением от рычага с роликом, нормально закрытый
Конструкция этого распределителя позволяет применять его как в каче­стве нормально закрытого, так и в качестве нормально открытого рас­пределителя. Она выполнена таким образом, что канал питания 1(Р) и канал выхлопа 3(R) можно поменять местами, а управляющая головка с каналом 12(Z) может быть повернута на 180°.
Распределитель с управлением от ломающегося рычага с роликом

Распределитель с управлением от ломающегося рычага включается только в том случае, если переключающий толкатель воздействует на ролик в одном определенном направлении. Распределитель устанавли­вается в качестве конечного выключателя для опроса положения втяги­вающегося и выдвигающегося штока цилиндра. При этом необходимо обратить внимание на то, что клапан при монтаже должен быть сориен­тирован таким образом, чтобы он включался только при желаемом направлении движения.

Конструкция этого распределителя также позволяет применять его как в качестве нормально закрытого, так и в качестве нормально открытого распределителя. Она выполнена таким образом, что канал питания 1(Р) и канал выхлопа 3(R) можно поменять местами, а управляющая головка с каналом 12(Z) может быть повернута на 180° .


Рис. 4.15. 3/2-распределитель с непрямым управлением от рычага с роликом, нормально открытый
4.4. 4/2-распределители

4/2-распределитель имеет 4 канала подвода/отвода воздуха и 2 пози­ции переключения.


Рис. 4.16. 4/2-распределитель с тарельчатым запорным элементом, позиция "Выключено"
4/2-распределитель выполняет такие же функции, как и комбинация двух 3/2-распределителей, один из которых должен быть нормально открытым, а другой - нормально закрытым.


Рис. 4.17. 4/2-распределитель с тарельчатым запорным элементом, позиция "Включено"
При одновременном воздействии на оба толкателя сначала перекры­ваются проходы между каналами 1(Р) и 2(B) и между каналами 4(A) и 3(R). По мере дальнейшего перемещения толкателей уже вместе с клапанными запорными элементами против силы действия пружин открываются проходы между каналами 1(Р) и 4(A) и между каналами 2(B) и 3(R).

После снятия управляющего воздействия на толкатели распределитель возвращается в исходное положение под действием возвратной пру­жины. 4/2-распределители используются для управления цилиндрами двустороннего действия.

Имеются также 4/2-распределители с односторонним пневматическим управлением и возвратной пружиной, с двусторонним пневматическим управлением, с непрямым управлением от рычага с роликом. В качест­ве органа распределения в них могут использоваться плоские или ци­линдрические золотники. Как правило, 4/2-распределители выполняют такие же функции, как и 5/2-распределители.


Рис. 4.18. Принципиальная схема: прямое управление цилиндром двустороннего действия
В распределителях с плоским золотником коммутация каналов подво­да/отвода воздуха осуществляется на плоской поверхности с помощью скользящего по ней плоского запорного элемента. Запорный элемент приводится в движение управляющим поршнем, жестко соединенным с ним.


Рис. 4.19. 4/2-распределитель с двусторонним пневматическим управ­лением и плоским золотником

Рассматриваемый распределитель имеет прямое двустороннее пнев­матическое управление. При снятии давления управления управляю­щий поршень вместе с запорным элементом остается в занятой им позиции до тех пор, пока новый сигнал управления не поступит с проти­воположного канала управления.


4.5. 4/3-распределители

4/3-распределитель имеет 4 канала подвода/отвода воздуха и 3 пози­ции переключения. Примером такого распределителя может служить распределитель с плоским краном, оснащенным ручным или ножным (педальным) управлением. При повороте плоского крана с выполнен­ными в нем проточками происходит соединение входных и выходных каналов между собой.


Рис. 4.20. 4/3-распределитель с ручным управлением, в нейтральном положении закрыт

Рис. 4.21. 4/3-распределитель с ручным управлением, поперечное сечение
На конструктивной схеме (рис. 4.21) показан 4/3-распределитель, у которого в средней позиции все каналы перекрыты и не соединяются между собой. Это позволяет останавливать шток цилиндра двусторон­него действия в любом положении по ходу его движения, хотя такое промежуточное положение нельзя обеспечить с достаточной точно­стью. Из-за сжимаемости воздуха при изменении нагрузки на шток поршень каждый раз будет останавливаться в разных положениях.

Рис. 4.22. Принципиальная схема: прямое управление цилиндром дву­стороннего действия
4.6. 5/2-распределители

5/2-распределитель имеет 5 каналов подвода/отвода воздуха и 2 пози­ции переключения.

Он используется в основном как управляющий элемент пневмосистем управления с цилиндрами двустороннего действия. Примером такого распределителя может служить распределитель с цилиндрическим золотником в качестве подвижного запорного элемента. Коммутация и перекрытие соответствующих каналов происходит при осевом смеще­нии золотника. В отличие от распределителей с шариковыми и тарель­чатыми запорными элементами, управляющее усилие в них, действую­щее на торец золотника со стороны сжатого воздуха или возвратной пружины, невелико из-за небольших сил сопротивления. Для управле­ния распределителем с цилиндрическим золотником могут применять­ся все виды управления - ручное, механическое, пневматическое или электрическое. Для возвращения распределителя в исходное положе­ние используются те же виды управления.


Рис. 4.23. 5/2-распределитель с двусторонним пневматическим управ­лением
Управляющее перемещение у золотниковых распределителей больше, чем у клапанных. Кроме того, в цилиндрических золотниках осложнено решение задачи уплотнения. Как говорят, уплотнение типа "металл по металлу" требует точной подгонки цилиндрического золотника к отвер­стию в корпусе или гильзе.

Зазор между золотником и корпусом должен быть в пневматическом распределителе, по возможности, меньше, так как иначе возможны слишком большие утечки. Фактическое значение радиального зазора находится в диапазоне 0,002...0,004 мм. Чтобы как-то снизить стои­мость производства золотниковых пар, допустимый зазор несколько увеличивают, а золотник или корпус снабжают уплотнительными коль­цами из упругого материала. Уплотнения в виде круглых колец или чашечных манжет могут устанавливаться на золотник, а круглые кольца ■в корпус. Во избежание повреждения уплотнений каналы распредели­теля располагают по окружности золотниковой втулки (корпуса).


Рис. 4.25. Принципиальная схема: непрямое управление цилиндром двустороннего действия

5/2-распределители обычно устанавливаются в систему вместо 4/2-распределителей. 5/2-распределитель позволяет удалять воздух из рабочих полостей цилиндра по различным каналам выхлопа при вы­движении и втягивании штока. Функции управления 4/2- и 5/2-распределителей, в основном, одинаковые.


Распределитель с двусторонним пневматическим управлением золот­никового типа может быть оснащен уплотняющим элементом в виде тарельчатого седельного клапана, имеющего относительно малый ход переключения. Тарельчатые седельные клапаны, размещенные на золотнике, соединяют канал 1(Р) с каналом 2(B) или 4(A). А клапаны, размещенные на поршеньках, открывают или закрывают соответствен­но каналы выхлопа. Кроме того, рассматриваемый распределитель с обеих сторон имеет ручное управление.


Рис. 4.25. 5/2-распределитель с двусторонним пневматическим управ­лением и вспомогательным ручным управлением, с запорным элемен­том тарельчатого типа; открыт проток воздуха от канала 1 к каналу 2
5/2-распределитель с двусторонним пневматическим управлением обладает свойством памяти. Распределитель управляется путем попе­ременной подачи пневматического сигнала в каналы управления 14(Z) и 12(Y). Позиция переключения сохраняется и после снятия сигнала управления до тех пор, пока не будет подан сигнал управления с проти­воположной стороны распределителя.


Рис. 4.26. 5/2-распределитель с двусторонним пневматическим управ­лением и вспомогательным ручным управлением, с запорным элемен­том тарельчатого типа; открыт проток воздуха от канала 1 к каналу 4
4.7. 5/3-распределители

5/3-распределитель имеет пять рабочих каналов подвода/отвода воз­духа и три позиции переключения. С помощью таких распределителей можно останавливать поршень цилиндра двустороннего действия в любом месте по ходу штока. При этом в нейтральной позиции распре­делителя поршень цилиндра останавливается под действием кратко­временного повышения давления, а движение поршня начинается со сброса давления в соответствующей полости цилиндра. Если сигнал управления отсутствует в обоих управляющих каналах, то золотник удерживается в нейтральной позиции с помощью центрирующих пру­жин.




Рис. 4.27. 5/3-распределитель с двусторонним пневматическим управлением; в нейтральном положении все каналы перекрыты
4.8. Расходные характеристики распределителя
При выборе распределителя пользователь прежде всего должен обра­тить внимание на потери давления и расход воздуха, пропускаемый пневматическим распределителем. Выбор распределителя определя­ется:

Объемом и скоростью поршня цилиндра,

Требуемой частотой переключений,

Допустимыми потерями давления.


Пневмораспределители характеризуются их номинальным расходом.

При расчете величины расхода принимаются во внимание следующие

переменные:

p1 - давление на входе распределителя (кПа или бар),

р2 - давление на выходе распределителя (кПа или бар),

Δр- перепад давлений (p1 - р2) (кПа или бар),

T1 - температура (К),

qn - номинальный расход (л/мин).

Распределитель испытывается путем прогона через него воздуха в определенных направлениях. При этом измеряются входное и выходное давление воздуха. По измерениям массы прошедшего через распреде­литель воздуха определяют номинальный расход.

Сведения о номинальном расходе распределителей можно найти также в каталогах изготовителей.


4.9. Надежность работы распределителей

Надежность управления системой в определенной мере зависит от способа крепления концевых выключателей. Концевые выключатели должны конструироваться таким образом, чтобы обеспечивались их простая установка и присоединение. Это важно для точного определе­ния положения штока цилиндра.


Установка распределителей

Кроме правильного выбора типа распределителей, на надежность работы системы влияет и их монтаж, от которого зависят характеристи­ки переключения, безаварийная работа и возможность доступа для ремонта и обслуживания. Это относится как к распределителям, подво­дящим питание к цилиндрам, так и к распределителям, выполняющим логико-вычислительные или информационные функции.

Облегчению работ по обслуживанию и ремонту способствуют:

Нумерация элементов системы,

Установка оптических индикаторов,

Наличие полного комплекта документации.

Монтаж распределите­лей с управлением от рычага с роликом

Обычно распределители с ручным управлением, используемые для ввода сигналов, устанавливаются на пульте или панели управления. Поэтому удобно использовать сменные управляющие головки на корпу­се бaзoвой конструкции распределителя. Для выполнения широкого разнообразия вариантов ввода сигналов имеются самые различные конструкции управляющих головок.


Распределители в качестве управляющих элементов (усилителей мощ­ности) определяют рабочие процессы пневматических исполнительных устройств. Основным требованием к управляющим распределителям, которые используются для управления исполнительными устройства­ми, является обеспечение быстрого реверса последних при подаче нового управляющего сигнала. Поэтому такие распределители должны располагаться, по возможности, вблизи исполнительных устройств, чтобы сократить длину трубопроводов, а следовательно, и время пере­ключения самих устройств. В идеальном случае распределитель дол­жен устанавливаться непосредственно на исполнительном устройстве, перемещениями которого он управляет, в результате чего сокращаются число промежуточных соединений и длина трубопроводов, а также значительно снижается время монтажа системы.