Основные схемы в мобильной гидравлике
Защита от давления предохранительными клапанами
Различается:
- основная защита
- дополнительная защита
Основная защита
В каждой гидравлической системе все компоненты должны быть защищены от недопустимого заброса давления. Эту задачу выполняют предохранительные клапаны, которые устанавливаются за насосом параллельно линии давления.
Дополнительная защита
Для защиты гидравлической системы от скачков давления, которые возникают в результате воздействия внешних сил, используются дополнительные предварительные клапаны в линии подключения потребителя.
Например, гидромотор должен привести в действие очень массивный компонент, который после отключения клапана должен быть заторможен, а при этом возникает высокое давление. Значит необходимо этот мотор защитить за счет дополнительного предохранительного клапана. Для компенсации возникающего вакуума устанавливается подписывающий клапан.
Направление потока масла при не задействованном потребителе
В мобильных гидросистемах, если потребитель не задействован, то весь объём масла, подаваемый насосом, должен с минимальным давлением обратно сливаться в бак или насосы с переменной подачей должны устанавливаться на минимальную подачу.
Таким образом достигается минимальная энергия потребления насосом и минимальный нагрев масла.
Циркуляция без давления
Весь поток, создаваемый насосом, при минимальном давлении (сопротивление о стенки трубопроводов или в компонентах) направляется обратно в бак. Управляющий клапан с соединением Р на Т в нейтральном положении.
В клапанах с циркуляцией в нейтральном положении весь поток насоса направляется непосредственно со входа Р к выходу Т и сливается в бак.
Свободная циркуляция осуществляемая с помощью 2/2 управляемого (клапана на предварительном управлении).
Если в нейтральном положении клапанов свободная циркуляция масла невозможна используется дополнительный клапан блокировки циркуляции, который перенаправляет поток масла сразу в бак. Этот клапан включается всегда одновременно любым другим клапаном.
Предохранительный клапан с предварительным управлением и дополнительным 2/2- клапаном.
При использовании предварительного клапана с предварительным управлением полость с управляющей пружиной в нейтральном положении соединяется с помощью 2/2 клапана непосредственно с баком. При этом поток от насоса через открытый предохранительный клапан течёт обратно в бак.
Если 2/2 клапан будет задействован, то слив масла через X блокируется. Предохранительный клапан с помощью пружины будет закрыт и откроется только в случае достижения максимального давления в системе.
Циркуляция через управляющий блок
На практике часто используется циркуляция через управляющий блок клапанов. При этом давление циркуляции в нейтральном положении невысокое.
Управление направлением перемещения гидроцилиндров и вращением гидромоторов
Гидроцилиндр простого действия управляется гидрораспределителем различных схем.
Управление 1 В нейтральном положении поток от насоса к цилиндру заперт.
Внешние усилия, воздействующие на цилиндр, не могут его переместить, весь поток масла от насоса сливается обратно в бак. Утечки в клапане не могут воздействовать на цилиндр.
Управление 2 В нейтральном положении клапана гидроцилиндр под воздействием внешних сил всегда будет задвигаться. Включение клапана приводит к выдвижению цилиндра. В данной системе цилиндр не имеет промежуточного положения.
Управление 3 Цилиндр будет постоянно выдвигаться под воздействием потока масла от насоса. Включение клапана приводит к задвижению цилиндра. Промежуточное положение цилиндра возможно при отключении насоса.
Гидроцилиндр двойного действия
Управление 1 В нейтральном положении гидроцилиндр заперт.
Внешнее усилие воздействующие на цилиндр не могут его переместить. Весь поток масла от насоса сливается обратно в бак. Утечки в клапане не могут воздействовать на цилиндр.
Управление 2 Все подключения на клапане заперты нейтральном положении. Утечки в клапане от Р на А или В приводят к повышению давления в трубопроводах гидроцилиндра. В дифференциальных цилиндрах (поверхности разных размеров) возникают усилия разной величины, которые приводят к медленному перемещению цилиндра. Поток масла от насоса должен отводится в сторону. При использовании насоса с переменной подачей устанавливается регулятор давления.
Управление 3 Подключение цилиндра А и В связаны с баком, подключение от насоса заперто. Цилиндр под воздействием внешних сил свободно перемещается (плавающее положение). Поток масла от насоса должен отводится в сторону. При использовании насоса с переменной подачей устанавливается регулятор давления.
Управление 4 Все подключения связаны между собой. Цилиндр под воздействием внешних сил свободно перемещается. В нейтральном положении осуществляется циркуляция от насоса в бак.
Гидромотор с одним направлением вращения
В зависимости от назначения используются различные клапаны. При управлении гидромотором необходимо обращать внимание на вращающиеся массы, которые продолжают вращаться по инерции при отключении давления.
Управление 1 В нейтральном положении подключение от насоса А и В заперты.
Включение гидромотора осуществляется при помощи клапана. Если при вращении гидромотор блокируется, открывается дополнительный предохранительный клапан и мотор резко останавливается. При отключении гидромотора, вращающаяся масса медленно прекращает вращение, мотор получает масло через подсасывающий обратный клапан.
Управление 2 В нейтральном положении оба подключения от насоса А и В соединены между собой в этом положении гидромотор может свободно вращаться.
Управление3 В нейтральном положении весь поток масла от насоса в циркулирует в бак, гидромотор может свободно вращаться.
В этом примере поток масла протекает через нейтральное положение 2/2 клапана в бак. При включении клапана весь поток масла направляется к гидромотору и приводит его в действие.
Гидромотор с двумя направлениями вращения
Зависимости от назначения используются различные клапаны. При управлении гидромотором необходимо обращать внимание на вращающиеся массы которая продолжает вращаться по инерции при отключении давления.
Управление1 В нейтральном положении подключение от насоса А и В заперты.
Включение гидромотора осуществляется при помощи клапана. Если при вращении гидромотор блокируется, открывается один из двух дополнительных предохранительных клапанов и мотор резко останавливается. При отключении гидромотора вращающаяся масса медленно прекращает вращение, мотор получает масло через подсасывающий вентиль со стороны низкого давления.
Управление2 В нейтральном положении оба подключения от насоса А и В соединены между собой. В этом положении гидромотор может свободно вращаться.
Использование регулятора потока
Использование регулятора потока позволяет держать постоянными скорость движения цилиндра и обороты гидромотора. Установленный поток масла будет постоянным независимо от скачков давления.
Основное управление с двух- поточным регулятором потока
пример 1
Поток в поршневую полость регулируется, сброс из поршневой полости осуществляется через обратный клапан.
Дополнительное управление с помощью двух- поточного регулятора потока
пример 2
Сброс масла со штоковой стороны регулируется; подача масла в штоковую полость осуществляется через обратный клапан.
Байпасный клапан с двух- поточным регулятором потока
пример 3
Поток масла в бак, протекающий через 2 -поточный регулятор потока снижается.
Основное управление трех- поточным регулятором потока
пример 4
Подача масла в поршневую полость регулируется; сброс масла из поршневой полости через обратный клапан не регулируется. Для сравнения с примером 1, остаточный поток масла сбрасывается не через предохранительный клапан, а через 3- поточный регулятор потока без давления обратно в бак.
Удерживание цилиндра под нагрузкой
Для удерживания цилиндра под нагрузкой, его подключения должны быть плотными без утечек.
Все золотниковые клапаны имеют утечки, поэтому они не подходят для фиксации цилиндра под нагрузкой.
Различают:
- защиту от разрыва трубопроводов
- удерживание под нагрузкой с помощью гидравлически отпираяемого обратного клапана
- удерживание под нагрузкой с помощью двух гидравлически отпираемых обратных клапанов
Защита труб от разрыва рисунок выше
Эта система позволяет потоку масла течь в обоих направлениях во время нормальной работы. Усилие пружины удерживает запирающий элемент открытым. Если поток масла от от 1 до 2 увеличивается и превысит усилие пружины, возросшим сопротивлением потока закрывающий элемент плотно прижмется к седлу.
Удерживание под нагрузкой с помощью гидравлически открываемого обратного клапана
Нейтральное положение клапана (пример 1) трубопровод В к цилиндру полностью заблокирован с помощью разблокируемого обратного клапана. В идеале этот клапан устанавливается непосредственно на цилиндре. Таким образом исключается перемещение цилиндра также при разрывах трубопроводов и шлангов.
Удерживание под нагрузкой с помощью двух отпираемых обратных клапанов (гидрозамков)
Оба трубопровода к гидроцилиндру должны быть полностью заблокированы, для этого используются 2 разблокируемых обратных клапана. И эти два клапана управляет друг другом, когда со стороны А или В увеличивается давление. пример 2
Удерживание нагрузки и заторможенное контролируемое опускание
Использование клапана торможения позволяет, с одной стороны плотное удерживание нагрузки, с другой стороны, контролируемое, медленное опускание под нагрузкой.
Эти клапаны встроены непосредственно в цилиндре. Таким образом выполняется требования безопасности (защита от разрыва трубопроводов и шлангов).