Регуляторы расхода рабочей жидкости для гидроприводов мобильных машин (Часть 3)

В. Васильченко, канд. техн. наук, ст. научный сотрудник,
В. Соболев, руководитель технического отдела ЗАО «ГидраПак Холдинг»

Трехлинейные регуляторы расхода

Рассмотрим основные параметры и эксплуатационные свойства трехлинейных регуляторов расхода с компенсацией давления в обоих направлениях потока РЖ приоритетного типа серии 2FP, которые обеспечивают первостепенный перелив избытка проходящего потока в бак или направляют его в отдельную систему.

Диапазон регулируемого потока для регуляторов серии 2FP/25/ 55/ 95/ 195 составляет от 0 до 195 л/мин, максимальное давление – 21 МПа. Для регуляторов серии 2FPX5444 диапазон потока 380 л/мин, максимальное давление 35 МПа. Рекомендуемый класс чистоты РЖ – 14 по ГОСТ 17216–2001 (номинально 25 мкм), оптимальный диапазон изменения вязкости РЖ: от 15 до 380 мм2/с, допустимая температура РЖ – от –20 до + 90 °С.

Величина потока РЖ и скорость привода исполнительных механизмов будет в значительной степени независимой от внешней нагрузки и создаваемого давления. Если используется регулирование потока РЖ от установленной подачи, например шестеренного или поршневого насоса, через регулятор будет проходить заданный расход, а избыточная часть потока будет проходить через переливной канал. Расход из переливного канала может использоваться для вторичной схемы (например, для управления вспомогательными операциями), если требуется более высокое или более низкое давление, чем регулируемое.

Давление потока РЖ на входе Р1 (рис. 12) будет приблизительно на 0,7 МПа больше, чем регулируемое давление (давление в переливном канале не должно быть более высоким). Поток РЖ от насоса поступает во входное отверстие Р1, проходит через дросселирующий канал и выходит из отверстия Р2 регулируемого канала. Перепад давления при проходе через дросселирующий канал определяет усилие, которое преодолевает силу пружины регулирующего золотника. Регулирующий золотник перемещается, и поток РЖ поступает в переливной канал через радиальные проходные отверстия, избыток РЖ выходит из отверстия Р2.

Рис. 12. Условное обозначение (а) и продольное сечение (б) трехлинейного регулятора расхода с компенсацией давления приоритетного типа серии 2FP

Когда расход РЖ на входе Р1 в регулятор уменьшится ниже настройки клапана, разность давлений на коническом дросселе станет ниже 0,7 МПа. Через регулятор может проходить не весь расход РЖ, так как ограниченная часть потока может проходить через отверстие, регулируемое коническим дросселем. Закаленные и притертые рабочие детали регулятора расхода обеспечивают точное регулирование расхода и длительный срок службы.

Трехлинейные регуляторы расхода серии 2FPH c приоритетным типом разгрузки через обводной канал дополнительно оснащены предохранительным клапаном и клапаном с дистанционным электромагнитным управлением, регулирующим ограничение давления и управляющим направлением потока РЖ. Условное графическое обозначение и продольное сечение регулятора приведены на рис. 13. Входной поток РЖ 1 проходит через настраиваемый конический регулятор, регулируемые радиальные отверстия в направляющей втулке, дросселирующий канал и выходит из регулируемого канала через отверстие 2.

Перепад давления через дросселирующие отверстия определяет силу, действующую на золотник, которая преодолевает силу пружины золотника. Сила, перемещающая золотник, регулирует поток РЖ через осевое и радиальные проходные отверстия в направляющей втулке, избыток потока РЖ переливается в обводной канал, затем выходит из отверстия Р2.

Рис. 13. [b]Приоритетный регулятор расхода серии 2FPH250/350 (а) и схема соединения регулятора расхода с гидросистемой экскаватора (б):[/b] 1 – входное отверстие; 2 – регулируемый канал; 3 – переливной канал; 4 – дренажный канал; 5 – канал, «чувствующий» давление; А – клапан, управляющий давлением; В – клапан с электромагнитным управлением, изменяющий направление потока РЖ

Клапан В с электромагнитным управлением соединяет камеру дросселирующего золотника с пружиной со сливной гидролинией, и в нормальном (выключенном) режиме весь поток РЖ отводится по каналу 3. Расход зависит от величины электрического тока, поступающего на электромагнит, который перемещает золотник.

Предохранительный клапан А отводит поток РЖ из камеры с пружиной по каналу 3. Чтобы полностью гарантировать выключение, необходимо, чтобы давление на обратном клапане в обводном канале или в управляющей гидролинии было не менее 1,0 МПа.

Конструкция корпуса регулятора потока с тремя наружными отверстиями позволяет соединять это гидроустройство, дистанционно изменяющее направление потока, непосредственно с гидросистемой машины. Регуляторы расхода серии 2FPH применяют в гидроприводе навесного рабочего оборудования, когда требуется управлять расходом РЖ при ограничении давления. Давление должно быть ниже максимального давления в гидроприводе базовой машины (см. рис. 13).

В процессе эксплуатации регуляторов потока серии 2FPH был обнаружен следующий недостаток: при повышении давления на входе в регулятор Р1 (см. рис. 12) до уровня, превышающего настройку давления в рабочем оборудовании, клапан направлял весь поток РЖ в переливной (обводной) канал, и в приводе рабочего оборудования возникал недостаток расхода РЖ. В результате область применения таких регуляторов расхода ограничивалась гидромолотами и другим рабочим оборудованием, требующим высокого давления. Решением для устранения этого недостатка была настройка на высокое давление клапана, управляющего давлением в регуляторе расхода, и было предложено установить внешний предохранительный клапан, соединив его с регулируемым каналом.

Для землеройных и других машин с навесным рабочим оборудованием, которым может потребоваться давление в переливном канале, превышающее давление в регулируемом канале (при этом должна обеспечиваться нормальная работа навесного оборудования), были созданы два новых регулятора расхода.

У трехлинейных регуляторов расхода приоритетного типа серий 2АFРH250 и 2FPH350 диапазон регулируемого потока – от 0 до 250 и до 350 л/ мин, максимальное давление – 35,0 МПа. Условное обозначение регулятора расхода серии 2FPH250/350 и схема его соединения с гидромолотом эскаватора приведены на рис. 13.

Давление в регулируемом канале 2 ограничивается с помощью клапана А (см. рис. 13), который ощущает давление только в регулируемом канале. Это позволяет повысить давление в переливном канале выше давления настройки регулируемого канала 2, не влияя на работу навесного оборудования.

Эти регуляторы расхода работают в обычных условиях, как описанные выше регуляторы 2FP, но если давление в канале 2 поднимется выше давления настройки клапана А, он соединит пружинную камеру с баком («промоет» пружинную камеру), в результате этого регулирующий золотник сместится, отсекая поток РЖ, поступающий в регулируемый канал 2. Недостаток расхода вызовет уменьшение давления, и клапан А закроется, в то же время золотник, регулирующий давление, снова откроет проход в канал 2. Это происходит плавно, и обеспечивается уравновешивание. Если включить управляющий давлением клапан B с электромагнитом и соединить пружинную камеру с баком, то весь поток РЖ будет направлен в переливной канал 3.

Эти регуляторы расхода РЖ с компенсацией давления идеально работают в гидросистемах с гидромолотом, они применяются также в гидросистемах машин для уплотнения грунтов, щебня, каменных материалов, разработки скального и мерзлого грунта.

Созданы регуляторы на расход 250 и 350 л/мин. Примеры применения регуляторов расхода с компенсацией давления в типовых схемах приведены на рис. 14.

Рис. 14. [b]Типовые схемы применения регуляторов расхода:[/b] а – регулирование скорости на входе; б – управление частотой вращения гидромотора; в – двухскоростная схема управления скоростью; г – схема рулевого управления

Многофункциональные регуляторы

Технология применения встраиваемых клапанов позволяет объединить клапаны со многими гидравлическими функциями в одном гидравлическом блоке, начиная от единичного клапана, управляющего движением штока гидроцилиндра, до сложного клапанного коллектора, управляющего всеми операциями машины. Такие устройства позволяют улучшить рабочие характеристики и снизить эксплуатационные расходы машины с гидроприводом.

Описанные выше многофункциональные регуляторы расхода РЖ изготавливаются автономными, встраиваемыми в гидролинию, или в виде частей, встраиваемых в конструкцию гидроблока, обеспечивающего выполнение многих функций.

Компания ЗАО «ГидраПак Холдинг» имеет возможность поставлять пользователям мобильных машин современные средства управления навесным рабочим оборудованием и исполнительными механизмами, которые создают дополнительные преимущества, позволяют повысить технический уровень и конкурентоспособность техники. Тем самым предоставляется возможность использовать зарубежный опыт применения регуляторов приоритетного потока в гидроприводе отечественных мобильных машин.

УЗЛЫ, АГРЕГАТЫ, КОМПОНЕНТЫ ЧИТАЛЬНЫЙ ЗАЛ Гидравлика Наука
В. Васильченко, к.т.н., В. Соболев Основные Средства 02'2008 13 апреля 2016

Комментарии (1)

Павел
Информативно, ещё бы примеры из практики услышать
20 ноября 2015 – 17:10 Ответить