Крамин А.В. Учебный курс гидравлики PDF 183с

Подождите немного. Документ загружается.

Виды креплений

(конструкция):

1) Поворотный упор на днище ци-

линдра и ушко на штоке с поворотным

упором

Смещение по оси допустимо только в

одном направлении (в направлении поворо-

та)

2) Поворотный упор на днище ци-

линдра и ушко на штоке с шарнирным

упором

Оба осевых болта юстируются па-

раллельно друг другу

3) Шарнирный упор на днище

цилиндра и ушко на штоке с шарнир-

ным упором

Ось смещается в направлении по-

ворота

4) Фланец на головке цилиндра

5) Фланец на днище цилиндра

В обоих случаях следует помнить о

том, что:

а) они монтируются главным обра-

зом вертикально

б) при подаче основной нагрузки

(тяговое усилие или давление) крепежные

винты фланца должны быть разгружены.

6) Поворотная цапфа на трубе ци-

линдра

Для установки в горизонтальном и

вертикальном положении. Поворотная цап-

фа может передвигаться. Цапфа, установ-

ленная в середине трубы, обеспечивает оп-

тимальное положение центра тяжести.

7) Крепление с помощью кронштей-

на

Крутящий момент возникает между

серединой оси и прилегающей поверхностью

в результате жесткого исполнения опоры и

хорошей фиксации лапок, благодаря чему

происходит разгрузка крепежного винта.

Рекомендуется применять шарнир-

ные опоры для цилиндра и груза и направ-

ляющую для груза.

Продольный изгиб

Расчет продольного изгиба произво-

дится по формуле Эйлера, поскольку штоки

поршня считаются тонкими стержнями.

Нагрузка при продольном изгибе

т.е. при такой нагрузке шток про-

гибается!

Максимальная рабочая нагрузка

где

Sк = длина продольного изгиба (см)

Е = модуль упругости (кг/см

)

= 2,1 • 10

(для стали)

J = момент инерции (см

)

для круглого сечения

S = запас прочности (ок. 2,5—3,5)

Длину продольного изгиба можно

определить по таблице нагрузок Эйлера,

приводимой ниже.

Жесткость трубы цилиндра при рас-

чете длины продольного изгиба не учиты-

вается. Благодаря этому цилиндр стан-

дартного исполнения, монтажное положе-

ние которого, как правило, неизвестно, об-

ладает достаточным запасом прочности при

возникновении напряжения на изгиб.

Примеры

нагрузок по Эйле-

ру

Пример 1

Один конец

свободный, другой

прочно зажат

Пример 2

(Основной при-

мер)

Оба конца

на шарнирах

Пример 3

Один конец

на шарнире,

другой прочно зажат

Пример 4

Оба конца

прочно

зажаты

Графическое

изображение

Длина продольного

изгиба

Sк =

Sk = I Sk = 1 • 0,7 Sk = 1/2

Монтажное положение гидроцилиндра

оясне-

ние

Нагрузка долж-

на быть направлен-

ной, иначе возможна

деформация

Неудачное ре-

шение. Возможна де-

формация

Демпфирование в конце хода поршня

По мере возрастания скорости поршня

возникает необходимость в демпфировании,

Под этим следует понимать торможение и за-

медление скорости поршня с последующим

остановом поршня.

В результате движения поршня возни-

кает кинетическая энергия

где

m = движущаяся масса

v = скорость поршня

Эта энергия целиком приводится на

опору (головка или днище цилиндра).

Опора производит работу деформа-

ции, которая заключается в том, что материал

выдерживает нагрузки на упругость. Таким

образом, при скорости поршня v > 0,1 м/сек

необходимо гидравлическое торможение или

демпфирование поршня.

На рисунке изображен чертеж регули-

руемого демпфера в разрезе, установленного

в полости поршня (рис.3). Днище цилиндра 1,

труба цилиндра 2, поршень 3. Поршень 3 ци-

линдра снабжен коническим демпфером 4.

Когда поршень с демпфером входит в

отверстие днища, сечение выпускного окна

рабочей жидкости, вытекающей из полости 5

поршня, уменьшается. В конце концов, окно

закрывается, и рабочая жидкость вытекает из

полости поршня через отверстие 6 и дрос-

сельный клапан 7.

С помощью дроссельного клапана

можно регулировать процесс демпфирования.

Чем меньше сечение отверстия дроссельного

клапана, тем сильнее торможение.

При обратном ходе поршня рабочая

жидкость в обход дросселя поступает через

обратный клапан 8.

Условное обозначение

Цилиндр с регулируемым демпфиро-

ванием поршня.

Поворотный гидропривод

(поворотный

гидродвигатель)

Назначение

Поворотный гидродвигатель с

полым валом

Условное обозначение

В поворотных

гидродвигателях, тип В,

крутящий момент

возникает за счет поворота выходного

звена на определенный угол.

Поворотный гидродвигатель состоит из корпуса

1, поршня двухстороннего действия с зубчатой

рейкой 2 и шестерней 3 (рис.1).

Выполненная в виде зубчатой рейки средняя

часть поршня приводит в действие шестерню.

При подаче давления поршень перемещается и

вращает шестерню. Крутящий момент ведомого

вала зависит от рабочего давления, а скорость

вращения — от подачи жидкости.

Ход поршня, а, следовательно, и угол по-

ворота ограничиваются установочным

винтом 4.

Такой поворотный гидропривод развивает

постоянный крутящий момент в пределах

всего диапазона поворота. Существуют

также

другие типы поворотных гидродвигателей,

например, двухцилиндровые, шиберные

или кривошипно-шатунные приводы, в ко-

торых максимальная величина крутящего

момента зависит от угла поворота выход-

ного звена .

Основные характеристики

Угол поворота до 180°

Крутящий момент до 2650 даНм

Рабочее давление до 160 бар

Запорные клапаны

Назначение

В гидросистеме запорные клапаны перекры-

вают подачу рабочей жидкости в одном на-

правлении, позволяя ей течь в другом. Их

называют еще обратными клапанами. За-

порные клапаны имеют гнездовую конструк-

цию и перекрывают подачу жидкости без

утечки.

В качестве замыкающего элемента приме-

няются шариковый или конусный затвор.

Простые обратные клапаны

Обратные клапаны различных типоразме-

ров для непосредственной установки в

трубопроводах

Графическое обозначение

На рисунке изображен простой обратный

клапан в разрезе (см. фотографию) с конус-

ным затвором 1, который удерживается пру-

жиной 2 в гнезде 3 корпуса. Этот клапан мо-

жет устанавливаться в любом положении,

поскольку пружина постоянно удерживает

конус в гнезде (рис. 1).

При течении рабочей жидкости в направ-

лении, обозначенном на рисунке стрелкой,

конус выходит из седла, открывая проход-

ной канал. При течении жидкости в проти-

воположном направлении давление потока

и пружина плотно прижимают конус к гнез-

ду, закрывая окно,

Давление открытия зависит от пружины, ее

предварительного натяжения и площади

конуса, на которую действует давление. В

зависимости от цели применения давление

открытия составляет от 0,5 до 3 бар.

Клапаны с низким давлением открытия

применяются в обход дросселя в одном

направлении и просто для перекрытия по-

тока. При применении в качестве байпасно-

го клапана в обход сливного фильтра, ко-

гда вследствие загрязнения фильтра дав-

ление возрастает, давление открытия со-

ставляет, например, 3 бара-

Беспружинный обратный клапан устанав-

ливается только в вертикальном положе-

нии для того, чтобы сила тяжести прижи-

мала конус к гнезду.

Следует также упомянуть о возможности

применения в качестве замыкающего эле-

мента пластин (так называемый диафраг-

менный клапан) или полых конусов.

Основные характеристики

Номинальный размер 6 — 150

Расход до 15 000 л/мин

(при Vмасла = 6м/сек)

Рабочее давление до 315бар Давление

открытия без пружины; 0,5; 1,5 или 3бара

Соединив 4 обратных клапана соответст-

вующим образом, мы получим так назы-

ваемую выпрямительную схему . Она при-

меняется главным образом в сочетании с

регуляторами потока или клапанами дав-

ления. Отток (зеленый цвет) и подача ра-

бочей жидкости (красный цвет) в этой схе-

ме осуществляется в одном направлении

(рис. 2 и 3).

Принципиальная схема с регулятором пото-

ка и указанием направления течения жидко-

сти

Разрез выпрямительной плиты, тип Z4S. с

указанием направления течения жидкости

Обратные клапаны с гидравлической де-

блокировкой (гидрозамки).

Слева: обратный клапан с гидравлической

деблокировкой и резьбовым подклю-

чением

Справа: сдвоенный обратный клапан с про-

межуточной плитой.

В отличие от простых обратных клапанов

обратные клапаны с гидравлической дебло-

кировкой могут открываться и в обратном

направлении.

Эти клапаны применяются:

— для перекрытия рабочих систем, находя-

щихся под нагрузкой

— в качестве предохранителей для предот-

вращения опускания груза при поломке

трубопровода

— в качестве средства, предотвращающего

постепенное опускание гидравлических

зажимов потребителей.

Исполнение без присоединения магист-

рали для утечек

На рисунке изображен клапан типа SV с ко-

нусом предварительного открытия, без

присоединения для утечек

Условное обозначение клапана, тип SV

Обеспечивается свобод-

ное течение рабочей

жидкости в направлении

А—В; при течении жид-

кости в направлении В—

А основной конус 1 с ко-

нусом предварительного

открытия 2 удерживается в гнезде с помо-

щью пружины 3 и давления в гидросистеме

(рис. 4).

При подаче давления в точку подключения

Х линии управления распределительный

поршень 4 смещается вправо, выталкивая

из гнезда вначале конус предварительного

открытия 2. а затем и основной конус 1.

Жидкость течет через клапан в направле-

нии В—А.

С помощью вспомогательного поршня осу-

ществляется постепенное снятие напряже-

ния находящейся под давлением жидкости.

При этом удается избежать гидравлических

ударов. Для того, чтобы обеспечить надеж-

ное управление клапана с помощью рас-

пределительного поршня, необходимо

обеспечить минимальное регулирующее

давление.

Регулирующее давление в точке подклю-

чения Х :

Давление в точке подключения В:

( Пояснение условных знаков смотри следую-

щую страницу.)

где:

-1 = площадь основного конуса (см

)

= площадь распределительного поршня

(см

)

С = коэффициент пружины и трения (бар)

= площадь поршня цилиндра (см

)

= кольцевая площадь поршня цилиндра

(см

)

F = нагрузка цилиндра (даН)

= площадь конуса предварительной раз-

грузки

Ниже приводится принципиальная схема,

которая наглядно поясняет уравнение регу-

лирующего давления (рис. 5).

На принципиальной схеме показано, что в

точке подключения А при применении гид-

равлической деблокировки давления не

должно быть. Давление в точке А противо-

действовало бы регулирующему давлению

распределительного поршня.

Исполнение с присоединением для уте-

чек

На рисунке изображен разрез клапана тип

SL, с присоединением для утечек и конусом

предварительного открытия

Условное обозначение

В отличие от клапана тип SV этот клапан

имеет дополнительное присоединение для

утечек Y. При этом кольцевая поверхность

распределительного клапана отделена от

точки подключения А . Давление , сущест-

вующее в точке подключения А. действует

только на поверхность А4 распределитель-

ного поршня (рис. 6).

Регулирующее давление в точке подклю-

чения Х :

На принципиальной схеме видно, что при

гидравлической деблокировке предвари-

тельное напряжение рабочей жидкости в

точке подключения А осуществляется с

помощью дроссельного клапана (рис. 7).

В этом случае необходимо применять об-

ратный клапан с гидравлической деблоки-

ровкой и подключением внешней магист-

рали утечек.

Основные характеристики

Типоразмер 10 - 150

Расход до 6400 л/мин

Рабочее давление до 315 бар

Сдвоенный обратный клапан

(с гидравлической деблокировкой)

Сдвоенный обратный клапан, тип Z2S (из

двух обратных клапанов с гидравлической

деблокировкой, смонтированных в одном

корпусе)

Сокращенное условное обозначение

Полное условное обозначение

В направлении А — А

и В — В

рабочая жид-

кость течет свободно, в направлении А

— А

и В

— В проточный канал перекрыт. Если

клапан открыт в направлении А –А1, то рас-

пределительный поршень 3 движется впра-

во, выталкивая конус обратного клапана 2 из

седла.

Таким образом, проточный канал B1 — В от-

крыт. Точно также клапан работает в на-

правлении течения В — В

Назначение сдвоенного обратного клапана

иллюстрирует принципиальная схема:

Обе точки подключения цилиндра перекры-

ты без утечки. При заданной остановке ци-

линдра (в любом положении) его невоз-

можно сдвинуть даже с помощью усилия

извне.

Т.е. находящийся под нагрузкой цилиндр

не "ползет" даже при остановке в течение

длительного времени.

Для обеспечения надежного закрытия обо-

их конусов клапанов необходимо разгру-

зить обе точки подключения потребителей

(А и В) путем соединения распределителя

находящегося в среднем положении, со

сливной магистралью.

Обычно сдвоенный обратный клапан ис-

пользуется в качестве промежуточной пли-

ты между распределителем и присоедини-

тельной плитой.

Клапаны большого диаметра имеют конус

предварительного открытия.