Золотниковый гидрораспределитель

Классификация гидротехники

Разделяют эти устройства, основываясь на типологии запорных конструкций. Гидрораспределители, типы устройств которых отличаются между собой по функционалу, делятся на следующие разновидности:

• золотники;
• крановые распределители;
• с клапаном;
• струйные;
• с регулирующим элементом типа «сопло-заслонка».

Очень распространенными являются золотниковые разновидности распределителей. Они просто изготавливаются, компактны и надежны в эксплуатации. Выдерживают повышенное давление до 32 Мпа и активный расход, в отличие от кранового типа.

Крановый распределитель также достаточно широко распространен. Его конструкция запорной арматуры основана на цилиндрической форме пробки поворотного крана. Но кран также может иметь и шарообразную, коническую форму, а также бывает плоским. Разнообразие типов запорных элементов делает этот тип устройств очень удобным и востребованным.

Устройства на основе клапанов дают возможность избежать утечки рабочей среды, что часто встречается в случае золотниковых гидрораспределителей. При превышении давления более 32 Мпа сложно удержать в неподвижном положении сам гидродвигатель, здесь требуется позиционное переключение. В данном случае актуален клапанный распределитель, который отличается увеличенной массой и размерами, полностью герметизирует всю гидролинию. Такой тип распределителей актуален там, где нужна высокая герметичность. Запорная конструкция, как правило, изготавливается в виде клапана-конуса или шара.

Тип устройства «сопло-заслонка» работает на принципах гидравлического делителя давления и качественно распределяет нагрузку в ходе поступления рабочей среды.

Струйные варианты отличаются пониженной чувствительностью к загрязнениям, это обеспечивается полным отсутствием подвижных элементов в устройстве.

Возможные неисправности

Исправная работа системы обеспечивается использованием подходящих деталей и расходников, а так же своевременным техническим обслуживанием. Техобслуживание сводится к регулярной замене масла, а также проверке состояния деталей, накладок и маслопроводов.

Замена масла производится раз в сезон или после каждых 2000 моточасов работы. Предварительно заводят двигатель, пока масло не прогреется до 30° С. Затем отключают мотор и сливают отработанное масло через сливное отверстие в днище картера. Масляный фильтр гидравлики снимают и промывают в дизельном топливе. Промытый фильтр ставят на место и заливают свежее масло до о. Рекомендуемая марка масла в гидравлику МТЗ 82 – М-8Г2К, М-10Г2К, М-10Г2. На заключительном этапе заводят мотор и несколько раз опускают и поднимают механизма задней навески, чтобы прокачать гидросистему.

Памятка по проведению ТО:

• каждые 10 моточасов – проверить уровень масла в баке и убедиться в отсутствии подтекания в уплотнениях и соединениях системы;
• каждые 60 м/ч – очистить ротор масляного фильтра;
• каждые 240 м/ч – заменить масло в ГУРе;
• каждые 960 м/ч – очистить и промыть сливные фильтры;
• каждые 2000 м/ч – заменить масло в ГУРе и промыть фильтры.

Одновременно выполняется регулировка включения шестерни привода, механизма блокировки рычагов управления ГСВ, распределителя, систем силового позиционного регулирования.

Наиболее распространенные неисправности:

• износ рычагов и шлангов;
• неверная регулировка;
• проблемы с тягой;
• утечка масла.

Способы устранения

Проблема: не поднимаются и не опускаются навесные рабочие органы.

Причина: нехватка масла в баке. Долить до отметки.

Проблема: повышенный нагрев масла.

Причина: неправильная регулировка сектора управления регулятором. Его необходимо отрегулировать.

Проблема: слишком медленный подъем навесного оборудования.

Причина: возможно, поврежден насос на гидравлику, что вызвало утечку масла. Поврежденный насос необходимо заменить.

Проблема: буксование колес при включении ГСВ.

Причина: нарушение длины тяги рычага, управляющего основным цилиндром. Необходимо отрегулировать длину тяги.

Знание этих основных неисправностей поможет разобраться, если не работает гидравлика на МТЗ 82, в чем причина и что делать. Большинство неполадок могут быть устранены своими руками, а для всех остальных есть форумы и профессиональная помощь.

Устройство и принцип гидросистемы

Преимущества трактора перед другой техникой хорошо известны: универсальность, способность работать с разным навесным оборудованием и прицепами. Именно гидравлическая система позволяет агрегатировать, т. е. объединять трактор с навесным и полунавесным рабочим оборудованием, различными прицепами и полуприцепами, оборудованными гидравлическими механизмами. За счет давления масла – рабочей жидкости системы – обеспечиваются манипуляции всем навесным оборудованием: бульдозерными отвалами, ковшами, плугами и боронами, органами для посадки и уборки урожая. Основу гидросистемы составляют гидронасос и распределитель.

Насос создает в системе необходимое давление, за счет которого делается возможным управление дополнительным оборудованием и прицепами. Во избежание перегрузки работает только на малых оборотах двигателя. Располагается насос на корпусе гидроагрегатов, зафиксирован шпильками, центровку обеспечивает специальный стакан. Привод соединен с промежуточной шестерней вала отбора мощности (ВОМ).

Принцип работы:

1. Вследствие вращения шестерен насос создает в зоне всасывания разрежение.
2. Разреженный воздух выбрасывается в нагнетательное отверстие, расположенное между зубьями шестерни и корпусом насоса.
3. Необходимое давление создается за счет разницы диаметров нагнетательного и всасывающего отверстий.

Распределитель выполняет следующие функции:

1. Направляет масло от гидронасоса к потребителю (оборудованию или прицепу).
2. Обеспечивает перевод системы в режим холостого хода за счет перенаправления масла в бак.
3. Ограничивает давление, тем самым защищая гидравлическую систему от перегрузок.

Режимы работа гидрораспределителя:

1. Нейтральный (разгрузка системы за счет перепускного клапана).
2. Подъем — предохранительный клапан открывается, отжимается пружина золотника и масло из бака поступает в нижнюю часть цилиндров. В результате навесное оборудование переходит в верхнее положение.
3. Принудительное опускание — клапан закрывается, из-за чего масло не поступает в цилиндр, и оборудование опускается.
4. Плавающее — рабочий орган опускается под действием собственного веса.

Гидробак МТЗ 82 представляет собой чугунный корпус с одной верхней и двумя боковыми крышками. К нижней части присоединены насос с приводом. Объем бака — 6 л, заправляется универсальными сезонными маслами. Уровень масла проверяется масломером по трем отметкам: О — минимальный допустимый уровень, П — верхний, С – верхний уровень для работе с самосвальными прицепами и стогометателями.

Устройство

Коробчатый золотник представляет собой перевёрнутую коробку 1, попеременно перемещаемую золотниковой тягой 2 вправо и влево по золотниковому зеркалу 3 с прямоугольными окнами 4 и 5. В зависимости от положения золотника, окна сообщаются или с замкнутым пространством 6, окружающим золотник и заполненным рабочим телом, или с полостью 7, соединённой с атмосферой или конденсатором.

Недостаток коробчатого золотника — неуравновешенность, вследствие которой рабочее тело сильно прижимает его к зеркалу, что вызывает износ трущихся поверхностей и требует значительных усилий для передвижения золотника.

Цилиндрический золотник по принципу действия аналогичен коробчатому, но полностью уравновешен. Такой золотник обычно имеет два поршня 1 и 2 на общем штоке 3, перемещающихся в снабжённой окнами втулке 4. В системах гидравлического регулирования высокой точности цилиндрическому золотнику иногда сообщают непрерывное вращательное движение вокруг оси или колебательное вдоль оси с целью повысить чувствительность системы путём замены трения покоя трением скольжения.

На советских паровозах наибольшее распространение получил раздвижной цилиндрический золотник Трофимова. От обычного золотника он отличается тем, что поршни не закреплены жёстко на штоке, а могут перемещаться вдоль него. Максимальное (рабочее) расстояние между поршнями ограничивается с помощью упорных шайб. Такая конструкция позволяет отказаться от специальных устройств беспарного хода (устройств, снижающих сопротивление перемещению паровоза на выбеге при закрытом регуляторе) — байпассов. При закрытии регулятора оба поршня золотника смещаются к середине, обеспечивая соединение рабочих объёмов цилиндра друг с другом через выхлопной коллектор. При открытии регулятора пар раздвигает поршни, и золотник Трофимова начинает работать как обычный цилиндрический золотник.

Крановый золотник по существу представляет собой коробчатый золотник 1, согнутый вокруг оси, перпендикулярной направлению его движения, и вставленный в цилиндрическую втулку 2 с двумя окнами 3 и 4. Качаясь вокруг неподвижной оси 5, золотник сообщает или разобщает окна с камерами 6 и 7.

Принцип работы

Устройство гидрораспределителя выглядит следующим образом (см. схему):

В начале рабочего цикла жидкая масса сразу не поступает внутрь гидравлического цилиндра из заборного насоса. Для этого оператором смещается запорная арматура в нужное положение – и вода проходит в цилиндрическую полость. Поршни приходят в движение, вытесняют жидкость – она спускается в специальный бак. Затем цикл завершается возвращением механизма к исходной позиции.

Гидрораспределители работают на двух принципах: направляющем и дросселирующем. Направляющий принцип действует в отношении закрывания и открывания прохода для жидкой массы. Дросселирующие варианты механизмов могут регулировать мощность потока, сокращать или увеличивать его объем. Здесь можно открывать канал частично или полностью на усмотрение оператора.

Преимущество гидроусилителя на дросселирующей основе – нет резкой тряски в момент запуска механизмов или при отключении, малая вероятность поломки.

Необходимость гидрораспределителя на тракторе

Распределитель Р-80 3/1 222Г трехсекционного типа применяется в гидросистеме общего назначения трактора Беларус 80 и для осуществления следующих функций:

• предохраняет систему от гидроперегрузок в процессе подъема или принудительного опускания;
• распределяет поток гидравлической жидкости, которую нагнетает гидронасос между агрегатами системы (гидроцилиндры, гидродвигатели и т. д.);
• разгружает систему на холостом движении при нейтральной выработке за счет перелива трансмиссионной масла в масляный бак;
• выполняет соединение рабочего объема гидроцилиндра для слива технологической жидкости (при работе в нейтральной позиции).

Кроме того, гидравлический распределитель Р80 3/1 222Г служит базовым устройством, на котором производятся различные модификации для применения на погрузочных агрегатах, экскаваторах и дорожно-строительных технике.

Технические характеристики и параметры распределителя можно узнать из описания маркировки Р80, где:

• Р – распределитель.
• 80 – номинальное потребление трансмиссионной жидкости (л/мин).
• 3 – вариант исполнения по технологическому давлению (предельно допустимое 20 МПа, номинальное 16 МПа).
• 1 – тип эксплуатационного назначения (автономное использование в гидросистемах общего назначения).
• 222 – три специальных золотника выполненных по варианту два.
• Г – гидрозамки (обратные клапана).

Литература

• Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. – 2-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1982.
• Гейер В.Г., Дулин В.С., Заря А.Н. Гидравлика и гидропривод: Учеб для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1991.
• Лепешкин А.В., Михайлин А. А., Шейпак А.А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник, ч.2. Гидравлические машины и гидропневмопривод. / под ред. А. А. Шейпака. — М.: МГИУ, 2003. — 352 с.
• Схиртладзе А. Г., Иванов В. И., Кареев В. Н. Гидравлические и пневматические системы. — Издание 2-е, дополненное. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2003 г. — 544 с.

Конструкция и принцип работы золотникового гидрораспределителя

На рис. 1 показана конструкция золотникового гидрораспределителя с пилотным электромагнитным управление. Он имеет корпус 1, золотник 2 основной ступени, устанавливаемый в нейтральное положение пружинами 3, и две крышки 4. На верхней плоскости корпуса установлен пилотный распределитель 5, каналы “А” и ”В” которого сообщены с помощью косых сверлений с плоскостями в крышках 4, а каналы “Р” и  ”Т” – либо с такими же каналами в корпусе основной ступени, либо с независимыми каналами “x” и ”у”. В первом случае давление в каналах “Р” и ”Т” основной и управляющей ступеней будет одинаковым, а во втором случае может быть неодинаковым. При включении какого – либо электромагнита гидрораспределителя золотник пилота 5 сместиться в ту или иную позицию, и сообщит через свои каналы “А” или ”В” какую то из полостей крышек 4 основного золотника с каналом “Р”, а противоположную полость – с каналом ”Т”.

Это приведет к смещению золотника 2 в одну из двух крайних положений. Если оба электромагнита пилота  обесточены, то  золотник гидрораспределителя становится в нейтральную позицию, и золотник основной ступени также займет под действием пружин позицию “0”. Таким образом, основной золотник гидрораспределителя, по сути, повторяет движение золотника пилота.

Переключение золотника гидрораспределителя происходит за очень короткое время, порядка 0,12-0,03 с. Если золотник основной ступени переключится так же быстро, что в магистралях гидросистемы при высоких давлениях и расходах могут возникнуть гидравлические удары. Для предохранения системы от гидроударов перемещение основного золотника может быть замедлено за счет – дросселирования потока жидкости, поступающего от пилота управления в торцевые полости крышек, и воздействующего на основной золотник. Это достигается с помощью специальной дроссельной плиты, устанавливаемой между пилотом и основной ступенью распределителя, конструкция которого показана на рис.2

Плиты имеют исполнение с дросселированием на подводе в пилот (исполнение Р₁) и исполнение дросселированием на отводе из пилота (исполнение Р₂) потока управления. Для изменения способа управления скоростью переключения основного золотника гидрораспределителя достаточно повернуть плиту вокруг продольной оси на 180 градусов. При вращении регулировочного винта в плите по часовой стрелке время переключения возрастает, а скорость переключения уменьшается. Снижение этой скорости может осуществляться и за счет дросселирования потока управлении на подводе к пилоту с помощью диафрагмы диаметром отверстия 0,8-1,2 мм.

Подключение гидрораспределителя

На МТЗ 82 (80) узел расположен на передней стенке внутри кабины под приборной панелью управления. Рычаги управления связанны с золотниками через ось и тяги с шарнирными соединениями выведены на правую сторону панели. Конструкция распределителя позволяет, при переносе узла в другое место или установке на другие модели тракторов, модифицировать расположение рычагов, переустанавливая крышку с выходами под рычаги на другую сторону корпуса распределителя. Для удобного подключения к гидросистеме и гидравлическому оборудованию крайние секции узла имеют фронтальные и дублирующие боковые выходы подъёма и опускания. Кроме этого, одновременное подключение к двум выходам золотника позволяет управлять одновременно двумя гидроцилиндрами. В конструктивно удобные отверстия подключают трубопроводы, остальные закрываются заглушками.

Для герметического соединения трубопроводов штуцера уплотняются медными шайбами и резиновыми кольцами — сальниками. Стандартно один золотник распределителя подсоединен к силовому гидроцилиндру задней навески трактора и два золотника используют для гидропривода выносного гидрооборудования.

При нехватке трех секций распределителя для гидропривода и управления оборудованием на трактор устанавливают дополнительный распределитель. Существует два способа подключения: последовательное подключение и параллельное.

В первом случае второй гидрораспределитель запитывают от одной из секций основного распределителя подключая выход подъема к нагнетательному каналу второго распределителя. Выход обратного хода рабочей жидкости, используемого золотника основного узла для запитки доп. распределителя, закрывают заглушкой. Сливную полость второго распределителя, так же соединяют с гидробаком системы. Активируют распределитель, фиксируя подключенный золотник в положении «подъем». Таким образом, получают пять рабочих управляемых потоков для привода гидрооборудования. Недостатком является потеря одной рабочей секции и зависимость производительности работы второго распределителя от технического состояния первого узла.

Параллельное подключение осуществляют, устанавливая на магистраль высокого давления, идущего от насоса, гидравлический трёхходовой кран-тройник. Кран разделяет общий поток рабочей жидкости на два потока для подсоединения двух узлов и позволяет переключать поток масла. При переходе работы с одного распределителя на другой соответственно переключают краном поток масла. Патрубки для слива, идущие от распределителей, соединяют тройником. Если на тракторе используется силовой регулятор, один распределитель подключяют к регулятору. Второй канал управления перепускным клапаном дополнительного распределителя глушат пробкой. Таким образом, система получает шесть рабочих потоков, три из которых работают с силовым регулятором. Недостатком такого подключения является, невозможность одновременной работы секциями на разных распределителях не переключая кран.

В зависимости от размещения гидровлического оборудования дополнительный распределитель размещают на задней стенке кабины или на правой передней стенке, вместо нижнего смотрового обзорного окна. Узел выносится наружу кабины, рычаги выводятся внутрь.

Так же стоить отметить, что данный тип распределителя и его модификации может быть использован в комплектации гидросистем тракторов ЮМЗ -6, ДТ-75, Т-40, Т-150 и их модификаций.

Другие марки и конструкции распределителей подбирают при комплектации дополнительных гидросистем трактора, учитывая вид выполняемых работ, назначение и количество приводных гидроузлов навесного оборудования. Так при использовании гидроприводного оборудования с большим количеством гидроузлов используют многосекционные распределители. В конструктивном исполнении управления золотниками используют рычаги-джостики, позволяющие одновременно управлять двумя золотниками распределителя, что повышает производительность и эргономику рабочего места водителя.

МТЗ-80 «Беларус» относится к знаменитой 800 серии универсально-пропашных колёсных тракторов, выпускаемых Минским тракторным заводом с 1974 года по настоящее время. Трактор тягового класса 1,4 представляет собой мощную и многофункциональную машину, которая широко используется на фермах, стройплощадках и в частном бизнесе. Как и в случаях с другими узлами, схема гидравлики МТЗ 82 устроена достаточно просто и при необходимости может быть отремонтирована своими руками.

Борьба с гидроударами

Одной из технических проблем эксплуатации золотниковых гидравлических распределителей является возможность возникновения гидравлических ударов в тот момент, когда пояски золотника перекрывают каналы гидрораспределителя. Поскольку время, за которое осуществляется перекрытие каналов, может быть достаточно малым, то остановка потока жидкости может оказаться слишком быстрой, что и может привести к возникновению гидроудара. Чтобы предотвратить это, распределитель обычно снабжается предохранительным клапаном, который конструктивно располагается в корпусе распределителя.

Принцип работы гидроразделителя

Первым делом нужно понять, что такое гидрострелка в системе отопления как отдельный элемент. Конструктивно гидрострелка представляет собой полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочитайте: «Принцип работы и устройство гидрострелки отопления, назначение»). Простота конструкции говорит о том, что и принцип работы такого устройства достаточно прост. Благодаря гидрострелке в первую очередь выделяется и выводится из системы воздух, для чего используется автоматический воздухоотвод.

Отопительная система делится на два контура – большой и малый. Малый круг включает в себя саму гидрострелку и котел, а в большом круге к этим элементам добавляется еще и потребитель. Когда котел выдает оптимальное количество тепла, полностью расходуемое на отопление, то теплоноситель в гидрострелке перемещается лишь в горизонтальной плоскости. При нарушении баланса тепла и его расхода теплоноситель остается в пределах малого контура, и температура перед котлом растет.

Все эти действия приводят к автоматическому отключению системы, но теплоноситель при этом продолжает спокойно двигаться в малом контуре – и так ровно до тех пор, пока его температура не снизится до необходимого значения. По достижении заданной отметки котел возобновляет работу в штатном режиме. Все это дает ответ на вопрос о том, зачем нужна гидрострелка для отопления – она обеспечивает независимую работу всех контуров.

Устройство и принцип работы

Гидрораспределители могут применяться при работе с различными типами жидкостей. Но чаще всего такой механизм можно встретить в гидравлических системах, для регулировки потока, уровня и давления масла.

Принцип работы электрораспределителя такой:

1. На корпусе установлен электромагнит постоянного тока, который при включении воздействует на палец и толкатель, к которому крепится с помощью рычага.
2. Толкатель воздействует на шариковый клапан, прижимая его к седлу;
3. Такое положение позволяет гидродвигателю включиться в работу, вытесняя жидкость из рабочей емкости в сливную магистраль.
4. Когда на электромагнит не поступает электричество, шариковый клапан прижимается к седлу.
5. Из-за этого с рабочей емкостью соединяется с нагнетательной полостью, что приводит к обратному движению жидкости, которая возвращается в полость двигателя.
6. Рабочая емкость закрывается обратным клапаном, который не позволяет жидкости двигаться в системе.
7. Для работы распределителя не требуется большой мощности, так как вся система уравновешена. Усилие пружины, которая воздействует на шариковый клапан, примерно равняется давлению со стороны толкателя, в полость которого нагнетается рабочая жидкость. Из-за этого даже малейшего усилия электромагнита достаточно для изменения направления и распределения потоков жидкости.

Практически все модели распределителей работают по одному принципу. Отличия могут быть незначительные и зависят от конструкционных особенностей.

Механизм и функционирование гидрораспределителя МТЗ 80

Устройство гидрораспределителя состоит из следующих ключевых частей:

• корпуса Р80 3/1 222Г с разъемами для клапанов и каналами подводки технологической жидкости от шестеренчатого насоса и каналов отвода масла от цилиндров;
• трех золотников, которые оборудованы механизмами фиксации и автовозврата;
• верхней крышки корпуса с интегрированными направляющими для управления золотниками;
• специального переливного предохранительного клапана.

Принцип работы гидрораспределителя основан на том, что все золотники и клапан образуют при подключении гидрораспределителя Р80 3/1 222Г к гидросистеме внутри корпуса несколько объединенных проходных каналов для гидравлической жидкости. Всего их предусмотрено три.

1. Нагнетательный – охватывает все золотники и переливной клапан.
2. Сливной – при этом варианте соединяются только золотники, а данный канал обеспечивает выпуск отработанной жидкости.
3. Управления – также проходит через все золотники и переливной клапан, но при этом соединяется с технологическим трубопроводом от насоса.

Управление золотниками соответственно и перенаправление потоков трансмиссионного масла по соответствующим каналам обеспечивает четыре различные позиции при работе с дополнительными агрегатами и оборудованием. К таким эксплуатационным режимам следует отнести:

• нейтральное,
• подъем,
• опускание,
• положение плавания (опускание рабочих устройств под воздействием собственного веса).

Такое устройство позволяет при необходимости выполнять ремонт отдельно на каждом рабочем режиме и схеме подключения Р80.

Применение

Гидрораспределители используют на гидростанциях, в тепловых сетях, на водоканалах, заводских линиях, где используется водная среда в качестве очистного ресурса, в канализационных системах.

Наиболее популярны на рынке устройства золотникового типа. Они просты в применении и часто востребованы в системах, где давление не превышает критических значений. Золотники помогают управлять валами и штоками на сельхозтехнике для сбора урожая, в конструкции экскаваторов или бульдозеров, грейдеров.

Распределители встречаются также в конструкции грузовых машин, встраиваются в станки и подъемники разных типов, манипуляторы кранового типа.

Основной критерий выбора механизма – это его способность справиться с давлением, которое должно соответствовать возможностям распределителя. При нагрузке выше 32 МПа сразу необходимо сделать выбор в пользу клапанного варианта, так как эти распределители спокойно работают при уровне давления до 80 МПа с соблюдением герметичности системы.

Низкая пропускная способность крановых типов распределителей не является их преимуществом, но они востребованы в системах, где требуется стабильная и качественная очистка до 10 литров в минуту. Они служат в качестве вспомогательных устройств, поддерживающих работу золотника или клапанного гидрораспределителя. В данном случае крановый прибор подает сигнал, управляющий рабочими процедурами.

Тип устройства «сопло-заслонка» встречается гораздо реже, он работает на принципах гидравлического делителя давления и качественно распределяет нагрузку в ходе поступления рабочей среды, но применение их слишком специфично. Струйные варианты отличаются пониженной чувствительностью к загрязнениям, это обеспечивается полным отсутствием подвижных элементов в устройстве, они необходимы для очистных станций.

Обслуживание гидрораспределителей

Наша компания предоставляет такие услуги, как ремонт гидрораспределителей и любых гидравлических устройств в Новочеркасске, Ростове-на-Дону, Батайске, Азове, Аксае и иных городах Ростовской области. Вы можете отправить заявку на ремонт и обслуживание вашей спецтехники прямой насайте или позвонить по указанному номеру телефона. Дежурный специалист ответит на все вопросы и рассчитает стоимость услуг. Мы обеспечиваем бесперебойную работу гидравлической спецтехники всех наших нынешних клиентов и всегда рады новым.