Гидрозамки, их виды и назначение

В качестве основных рекомендуется применять гидравлические замки двустороннего действия с тарельчатыми клапанами конструкции СКТБ Московского механического завода Главтоннельметростроя:

— обычного исполнения типа ГР-29 и ГР-30 (рис. 1);

Рис. 1. Гидравлический замок двусторонний: 1 —поршень; 2—корпус; 3 — гайка; 4 — седло; 5 — клапан; 6 — пружина; 7 — кольцо уплотнительное; 8 — штуцер

Техническая характеристика гидрозамков ГР-29, ГР-30.

Рабочее давление, кГ/см² — 200 200.

Наибольший расход, л/мин — 70 140.

Потеря давления при наибольшем расходе, кГ/см^2 — 33.

— с дистанционным управлением типа ГР-9, которые имеют два поршня и дополнительный подвод магистрали управления между ними.

Гидравлический замок подключается к гидроцилиндру по обычной схеме без вспомогательных элементов, если усилие на штоке гидроцилиндра создается лишь при его перемещении.

В случае постоянно действующего внешнего усилия на шток гидроцилиндра (например, в гидроприводе грузоподъемных механизмов) для устойчивой работы гидрозамка (рис. 2) при условии опускания груза и неразрывности потока жидкости необходимо, чтобы давление, развиваемое насосом, удовлетворяло неравенству.

Где R₃—коэффициент запаса по давлению, величина которого определяется режимами работы гидросистемы: Л—1,1; С—1,25; Т—1,4; ВТ—1,5;

fпор, а = —— коэффициент;

f шт.

f_пор — рабочая площадь поршня в поршневой полости гидроцилиндра, см²;

f_шт — рабочая площадь поршня в штоковой полости гидроцилиндра, см²;

— характеристика гидрозамка;

f_пор.з — площадь поршня гидрозамка, см²;

f_кл —площадь клапана, см²;

— перепад давления на обратном клапане гидрозамка, кГ/см²;

Q₃ — расход рабочей жидкости, проходящей через гидрозамок, л/мин;

м = 0,6—коэффициент расхода;

fкл.з — площадь проходного сечения обратного клапана замка при полном его открытии, см²;

г — объемный вес рабочей жидкости, Г/см³;

g — ускорение силы тяжести, см/сек²;

— дополнительное давление, создаваемое внешней нагрузкой, кГ/см²;

F — усилие на штоке гидроцилиндра (вес груза), кГ.

Если расчет на устойчивость не дает положительных результатов, рекомендуются следующие варианты стабилизации режимов работы гидрозамка:

• а) установка дросселя постоянного сечения между полостями гидроцилиндра и гидрозамка (рис. 2)—для легкого и среднего режимов работы и если нет необходимости в регулировании скорости перемещения штока;
• б) применение напорного золотника с обратным клапаном и редуцирующим предохранительным клапаном (см. рис. 3) — для всех режимов работы и при необходимости регулированияскорости перемещения штока;
• в) использование в качестве гидрозамка напорных золотников с дистанционным управлением (см. рис. 4)—для легкого и среднего режимов работы, если не требуется жесткой фиксации механизма и необходима лишь блокировка полостей гидроцилиндра при аварии в гидросистеме.

Рис. 2. Схема к расчету устойчивости работы гидравлического замка: 1 — предохранительный клапан; 2 — насос; 3 — дроссель; 4 — гидроцилиндр; 5 — гидрозамок; 6 — поршень; 7 — поршневая полость; 8 — обратный клапан; 9 — пружина;

Для грузоподъемных механизмов, у которых усилие на штоках гидроцилиндров всегда направлено в одну сторону, рекомендуется подключение гидрозамка к цилиндру только одной полостью (см. рис. 5); свободная полость при этом заглушается.

Рис. 3. Пример гидросхемы грузоподъемного механизма со стабилизирующим работу гидрозамка дросселем: 1 — насос; 2 — предохранительный клапан; 3 — реверсивный золотник; 4 — манометр; 5 — дроссель не регулируемый с обратным клапаном; 6 — гидроцилиндр; 7 — гидрозамок;

В случае использования в схеме гидрозамков с дистанционным управлением давление в магистрали управленияследует предусматривать постоянным, обеспечивающим стабильную работу замка и не зависящим от нагрузок в гидросистеме. Для этого необходимо иметь автономную систему управления или предусматривать в основной нагнетательной магистрали установку напорного золотника.

Гидрозамки следует располагать по возможности ближе к гидроцилиндрам. Соединение полостей цилиндров и гидрозамков необходимо выполнять с помощью жестких трубопроводов. В случае необходимости допускается установка дросселей постоянного сечения или дроссельных муфт в магистралях, соединяющих полости гидроцилиндров с гидрозамками. гидравлический замок статический двигатель.

Позиционирование исполнительных механизмов в промежуточном положении с длительной выдержкой под нагрузкой

Задачи сохранения заданного положения исполнительного механизма под нагрузкой в течение длительного промежутка времени решаются не только для обеспечения требований техпроцесса, но и для выполнения приводом условий безопасной работы обслуживающего персонала. Так, например, резкое падение давления в напорной линии, обесточивание электропривода насоса или иные внезапные отказы оборудования не должны приводить к различного рода аварийным ситуациям: падению поднятого груза, ослаблению зажима обрабатываемых деталей и пр.

Для длительного удержания нагрузки в заданной точке позиционирования полости гидродвигателей должны запираться абсолютно герметично, без перетечек или утечек рабочей жидкости. С этой целью в гидроприводах применяют гидроаппаратуру клапанного типа — либо распределители, либо гидрозамки).

Рис. 4. Позиционирование гидроцилиндров одностороннего действия в промежуточном положении

Управление выдвижением и втягиванием выходного звена плунжерного гидроцилиндра 1.0 осуществляется распределителем 1.1, а останов выходного звена в любом промежуточном положении производится переключением распределителей 1.2. Поскольку распределитель 1.2 имеет клапанную конструкцию, то гидроцилиндр может находиться в заданном положении под нагрузкой сколь угодно долго.

Позиционирование (выдвижение и останов в требуемой позиции) штока гидроцилиндра одностороннего действия 1.0 (см. рис. 9, б) осуществляется 3/2-распределителем 1.1. Фиксация штока в заданном положении обеспечивается гидрозамком 1.3. Втягивание штока осуществляется в том случае, если распределитель 1.1 находится в своем нормальном положении, а распределитель 1.2 переключен, т. е. подает управляющий сигнал на открытие гидрозамка 1.3. Длительное удержание гидроцилиндров двустороннего действия в требуемой позиции также осуществляется при помощи гидрозамков.

Рис. 5. Позиционирование гидроцилиндров двустороннего действия в промежуточном положении

Если нагрузка воздействует на гидроцилиндр постоянно в одном направлении, то в приводе можно использовать односторонний гидрозамок (рис. 11, а, б), если же нагрузка имеет знакопеременный характер, то в приводе применяют гидрозамок двустороннего действия.

• * выдвижение штока цилиндра 1.0 осуществляется при переключении 4/2-распределителя 1.1 в левую позицию. При этом жидкость через гидрозамок 1.3 подается в поршневую полость цилиндра, в то время как из штоковой вытесняется на слив. Останов штока цилиндра в требуемой точке происходит при возврате распределителя 1.1 в исходное положение: жидкость под давлением подается в штоковую полость цилиндра 1.0, в то время как поршневая оказывается запертой гидрозамком 1.3. В таком положении гидроцилиндр 1.0, находящийся под действием внешней нагрузки и давления штоковой полости, будет удерживаться до тех пор, пока не будет подана команда на разблокирование гидрозамка 1.3 посредством 3/2-распределителя 1.2;
• * позиционирование гидроцилиндра 1.0 осуществляется 4/3-распределителем 1.1, выполненным по гидросхеме 34, переключение которого в нейтральную позицию обеспечивает надежное запирание гидрозамка 1.2, так как каналы, А и X последнего сообщаются со сливом (рис. 9.5, б);
• * для фиксации штока гидроцилиндра 1.0, испытывающего знакопеременные нагрузки, в любом положении применен двусторонний гидрозамок 1.2 (рис. 12, в). Позиционирование гидроцилиндра 1.0 и управление гидрозамком 1.2 осуществляется 4/3-распределителем 1.1, выполненным по гидросхеме 34.