Гидравлические распределители и их функции

Безаварийная, эффективная эксплуатация гидравлических систем зачастую невозможна без управления, распределения потоков рабочей жидкости, ее точной подачи к приводным системам, цилиндрам и другим устройствам. Для решения этой задачи используются гидрораспределители, направляющие жидкость в нужном направлении по автоматической или ручной команде.

Какие еще функции, помимо основной, выполняют гидрораспределители? Какими классами они представлены? В чем их особенности?

Устройство и принцип работы

Классические устройства выполняют функции клапанов. При их изготовлении используются материалы, отличающиеся высокой механической прочностью, устойчивостью к продолжительному воздействию влаги, сред с выраженной окислительной активностью. Оптимальная производственная технология – литье, обеспечивающая монолитность конструкции без стыков, швов и других точек концентрации напряжения.

Основные конструктивные элементы выглядят следующим образом:

Корпус. Обеспечивает общую жесткость, защищает внутренние компоненты от нагрузок, за счет специальных каналов обеспечивает стабильность движения жидкой среды.
Шток. Перемещается внутри корпуса, открывая или блокируя нужные каналы.
Механизм управления. Создает или передает на шток внешнее усилие, необходимое для перемещения.
Порты. Входные и выходные, определяющие направление движения жидкости.

В конструкции используются и другие детали, обеспечивающие герметичность устройства, возможность его надежного монтажа. К категории таковых относятся полимерные уплотнители, фланцы, резьба.

Принцип работы достаточно прост. Перемещение клапана открывает или блокирует входы, выходы, позволяет направить рабочую жидкость в нужную магистраль. Это позволяет, к примеру, задействовать нужный механизм погрузчика с гидравлическим управлением, поднять или опустить ковш, отвал.

Классификация

Классифицировать гидравлические распределители можно по множеству показателей. Один из наиболее значимых – способ управления. Доступны следующие варианты:

Механические. Наиболее простые, предполагающие ручное управление. Для перемещения внутреннего штока нужно нажать педаль, клавишу, задействовать рычаг. Простота конструкции обеспечивает надежность, однако, ограничивает автоматизацию.
Электрические. Срабатывают за счет соленоидов, электромагнитов и подобных элементов. Открывают широкие возможности автоматизации, могут активироваться не только по команде оператора, но и по сигналу управляющего модуля, обрабатывающего сигналы с датчиков.
Гидравлические. Для изменения положения штока используется энергия жидкой среды. Востребованы в комплексах высокого давления, в отношении которых установлены особо жесткие требования по надежности.
Пневматические. Шток перемещается сжатым воздухом. Разработаны для взрывоопасных сред, пожароопасных объектов, где применение электрических устройств недопустимо.

Конструкция

Второй значимый классификационный показатель – конструкция, а точнее – запорно-регулирующий элемент. Наибольшее распространение получили золотниковые модели, где за регулировку отвечает золотник, смещающийся в нужную сторону, открывающий или блокирующий ток рабочей среды. Для стандартных моделей характерны три положения модуля регулировки:

Нейтральное. Полная блокировка всех отверстий, отключение обслуживаемых гидроцилиндров.
Левое. Заполнение обслуживаемого цилиндра, его активация.
Правое. Слив жидкости из цилиндра в накопительный бак, деактивация, обратное движение.

Золотниковые гидравлические распределители представлены в различных версиях, допускают как ручное, так и автоматизированное управление за счет электрических, пневматических приводов. Их основное преимущество – конструктивная простота, благодаря которой достигается высокий уровень надежности, совместимости с различными гидравлическими системами и установками.

Главный минус – ограничение по давлению. Максимум – 32 МПа. Нужно учитывать, что по мере старения, износа модуля возрастает риск его разгерметизации, протечки. Требуется своевременное профилактическое обслуживание, при обнаружении даже небольших признаков неисправности – замена или ремонт.

Золотниковые гидрораспределители универсальны. Область эксплуатации определяется, в значительной степени, конфигурацией регулирующего элемента. Цилиндрические золотники востребованы в строительном оборудовании, плоские – в производственном, требующем высокой точности управления.

Клапанные

Жидкостный поток открывается или блокируется за счет изменения положения клапана, имеющего коническую, сферическую форму. Одна из главных особенностей – максимальная герметичность конструкции, обеспечивающая совместимость с комплексами высокого давления. Максимум для золотниковых гидравлических распределителей – 32 МПа, для клапанных – вдвое, а то и втрое, больше.

Основные плюсы таких устройств выглядят следующим образом:

Максимальная герметичность, устойчивость к протечкам.
Конструктивная простота, упрощающая обслуживание, положительно сказывающаяся на надежности.
Совместимость с системами высокого давления, 80 и более МПа.

Клапанные распределительные модули хорошо зарекомендовали себя в системах, требующих четкой, быстрой смены направления движения рабочего элемента. К категории таковых относятся резаки, подъемные механизмы, лифты или гидропрессы. Также они успешно справляются с защитными функциями, не дают системному давлению выйти за допустимые лимиты.

Крановые

По принципу настройки они напоминают обычные водопроводные краны. Поворот в нужную сторону дает возможность заблокировать или, наоборот, открыть поток жидкости. Такая конструкция очень надежна, однако, по мере износа возможно появление зазоров и протечек. Компенсируют этот недостаток миниатюрные пружинные механизмы. Упругость пружины позволяет ей нивелировать зазор.

Важный момент – крановые устройства не подходят для систем, требующих плавного регулирования. Пример – прессы. Ступенчатое изменение мощности невозможно, устройство или выключено, или работает в режиме максимальной производительности.

Количество позиций

Параметр также является классификационным. Варианты следующие:

2 позиции. Наиболее простые модели. В первой позиции происходит заполнение цилиндра жидкостью, подъем механизма, во второй – отвод, опускание.
3 позиции. Добавляется нейтральное положение, в которой ток рабочей жидкости заблокирован. Механизм фиксируется в статичном промежуточном состоянии.
4 позиции. Гидравлические распределители такого типа ориентированы на системы сложной конфигурации, с несколькими рабочими механизмами, требующими особой точности контроля.