Гидрораспределитель

 

Гидрораспределитель относится к гидравлическим устройствам для управления гидроприводом и может быть использован в гидросистемах тракторов, сельскохозяйственных и других машин. Гидрораспределитель содержит корпус с напорной, сливной и рабочими полостями. В корпусе установлен полый золотник с концентрично расположенной центрирующей пружиной и фиксирующим устройством. Фиксирующее устройство имеет блокировочные выемки для размещения в них в зафиксированном положении шариков. Шарики взаимодействуют с поверхностью подпружиненного нажимного элемента, установленного соосно с плунжером. Плунжер имеет со стороны, противоположной нажимному элементу, командную полость. Блокировочные выемки выполнены на внутренней поверхности полого золотника. Внутри золотника размещена закрепленная одним концом на корпусе цилиндрическая обойма с установленными в ее радиальных отверстиях шариками. Подпружиненный нажимной элемент и плунжер расположены внутри обоймы. Командная полость плунжера через предохранительный клапан соединена с рабочей полостью гидрораспределителя. Изобретение позволяет снизить нагрузки от давления срабатывания устройства расфиксации золотника и уменьшить габариты гидрораспределителя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гидравлическим устройствам для управления гидроприводом и может быть использовано в гидросистемах тракторов, сельскохозяйственных и других машин.

Известен гидрораспределитель по авторскому свидетельству N 1335735 A1, кл. F 15 В 13/02 от 1987 г., содержащий корпус с напорной, сливной и рабочими полостями, установленный в нем золотник с центрирующей пружиной и фиксирующим устройством, имеющим блокировочные выемки для размещенных в них в зафиксированном положении шариков, взаимодействующих с поверхностью подпружиненного нажимного элемента, установленного соосно с плунжером, имеющим со стороны, противоположной нажимному элементу, командную полость, соединенную с напорной гидролинией.

Этот гидрораспределитель обеспечивает фиксацию золотника в рабочих позициях и его освобождение с последующим возвратом центрирующей пружиной в нейтральную позицию по достижении заданного уровня давления в напорной гидролинии.

Недостаток конструкции состоит в том, что центрирующая пружина золотника расположена соосно фиксирующему устройству, увеличивая габариты гидрораспределителя.

Из авторского свидетельства N 1348570, кл. F 15 В 13/02 от 1987 г. известен гидрораспределитель, содержащий корпус с напорной, сливной и рабочими полостями, установленный в нем полый золотник с центрирующей пружиной и фиксирующим устройством, имеющим блокировочные выемки для размещенных в них в зафиксированном положении шариков, взаимодействующих с поверхностью подпружиненного нажимного конического элемента, установленного в полом золотнике соосно с плунжером, имеющим со стороны, противоположной нажимному элементу, командную полость, соединенную с напорной гидролинией.

С целью уменьшения габаритов конструкции в этом гидрораспределителе центрирующая пружина расположена концентрично фиксирующему устройству. Сокращая габарит конструкции по длине гидрораспределителя, изобретение увеличивает его размеры по радиусу расположения золотника. Другой недостаток конструкции состоит в том, что в командную полость плунжера подводится давление напорной гидролинии, то есть наибольшее давление, действующее в гидросистеме, что перегружает гидропривод.

Цель предлагаемого изобретения состоит в уменьшении габаритов гидрораспределителя и снижении нагрузок от давления срабатывания устройства расфиксации золотника.

С этой целью в гидрораспределителе, содержащем корпус с напорной, сливной и рабочими полостями, установленный в корпусе полый золотник с концентрично расположенной центрирующей пружиной и фиксирующим устройством, имеющим блокировочные выемки для размещения в них в зафиксированном положении шариков, взаимодействующих с поверхностью подпружиненного нажимного элемента, установленного соосно с плунжером, имеющим со стороны, противоположной нажимному элементу, командную полость, блокировочные выемки выполнены на внутренней поверхности полого золотника, внутри которого размещена закрепленная одним концом на корпусе цилиндрическая обойма с установленными в ее радиальных отверстиях шариками, а подпружиненный нажимной элемент и плунжер расположены внутри обоймы, командная полость плунжера соединена с рабочими полостями гидрораспределителя через гидролинию избирательного устройства давления нагрузки потребителя, а в соединении между командной полостью и гидролинией избирательного устройства давления нагрузки потребителя установлен предохранительный клапан.

На чертеже показан продольный разрез гидрораспределителя.

Гидрораспределитель 1 содержит корпус 2 с напорной 3, сливными 4, 5 и рабочими полостями 6,7. Напорная полость 3 соединена через напорный канал 8 с выходом регулируемого насоса 9 с регулятором подачи 10. Сливные полости 4 и 5 соединены через сливные каналы 11 и 12 с баком 13. Рабочие полости 6 и 7 через обратные клапаны 14 и 15 соединены с рабочими гидролиниями 16 и 17, которые присоединены к потребителю в виде гидроцилиндра 18. К рабочим полостям 6 и 7 присоединен гидролиниями 19 и 20 вход клапана "ИЛИ" 21 избирательного устройства давления потребителя, выход которого соединен гидролинией 22 с регулятором подачи 10 регулируемого насоса 9.

В корпусе 2 установлен золотник 23, имеющий полый участок 24 с расположенной на нем концентрично центрирующей пружиной 25. На внутренней поверхности полого участка 24 золотника 23 расположены блокировочные выемки 26 и 27. Внутри полого участка 24 размещена цилиндрическая обойма 28 с установленными в ее радиальных отверстиях 29, расположенных равномерно по окружности, шариками 30. Конец обоймы 28, выступающий за пределы золотника 23 и имеющий буртик 31, закреплен неподвижно крышками 32 и 33 к корпусу 2. Внутри обоймы 28 расположен нажимной элемент 34, нагруженный с внутренней стороны обоймы 28 пружиной 35, и плунжер 36, взаимодействующий одной стороной с нажимным элементом 34. С другой стороны плунжера 36 внутренняя часть обоймы 28 и углубление в крышке 32 образуют командную полость 37, которая соединена гидролинией 38 с выходом предохранительного клапана 39, вход которого соединен гидролинией 40 с входом клапана "ИЛИ" 21 избирательного устройства давления потребителя. На участке расположения командной полости 37 в стенке обоймы 28 выполнено дроссельное отверстие 41, соединяющее командную полость 37 с пружинной полостью 42 золотника 23, сообщенной каналом 43 со сливным каналом 11 и баком 13. Между обратными клапанами 14 и 15 установлен плунжер 44 для открытия обратных клапанов 14 и 15 при сливе рабочей жидкости из потребителя 18. Центрирующая пружина 25 опирается двумя сторонами в шайбы 45, взаимодействующие с кольцевыми упорами 46, закрепленными на золотнике 23.

Гидрораспределитель работает следующим образом.

В показанном на чертеже положении золотник 23 удерживается центрирующей пружиной 25 в нейтральной позиции, при которой напорная полость 3 перекрыта, рабочие полости 6 и 7 соединены со сливными полостями 4 и 5, сливными каналами 11 и 12 и баком 13. Рабочие гидролинии 16 и 17 заперты обратными клапанами 14 и 15, обеспечивая неподвижное положение поршня гидроцилиндра 18. Через клапан "ИЛИ" 21 регулятор подачи 10 регулируемого насоса 9 разгружен на слив. Давление на выходе регулируемого насоса 9 ограничивается относительно низким уровнем, величина которого определяется усилием пружины, расположенной в регуляторе подачи 10 (на чертеже не показана), а величина расхода рабочей жидкости является минимальной. Шарики 30 под воздействием подпружиненного нажимного элемента 34 располагаются в отверстиях 29 обоймы 28, опираясь на внутреннюю цилиндрическую поверхность золотника. При воздействии на выступающий из гидрораспределителя 1 конец золотника 23 последний имеет возможность свободно перемещаться в ту или иную сторону, преодолевая усилие центрирующей пружины 25 и обеспечивая известным образом управление перемещением поршня гидроцилиндра 18.

Если золотник 23 передвинут в крайнее рабочее положение, например влево, то под действием пружины 35 и нажимного элемента 34 шарики 30 западают в блокировочную выемку 27, фиксируя золотник 23 в крайнем рабочем положении при сжатой центрирующей пружине 25. При этой позиции золотника 23 рабочая полость 7 соединена с напорной полостью 3 и отсоединена от сливной полости 5. Гидролиния 20 остается соединенной с рабочей полостью 7, а гидролиния 19 перекрыта золотником 23. Рабочая жидкость от регулируемого насоса 9 через напорный канал 8, напорную полость 3 и образовавшееся проходное сечение между напорной полостью 3 и золотником 23 поступает в рабочую полость 7. Из рабочей полости 7 давление рабочей жидкости передается по гидролинии 20 через клапан "ИЛИ" 21 к регулятору подачи 10. В результате этого перепад давления на регуляторе подачи 10 уменьшается и его пружина известным образом обеспечивает увеличение подачи насоса 9 до тех пор, пока жидкость не начнет поступать, открывая обратный клапан 15, к гидроцилиндру 18 и на участке между выходом насоса 9 и рабочей полостью 7 не установится перепад давления, соответствующий настройке пружины регулятора подачи 10. Поступающая из насоса 9 рабочая жидкость будет перемещать поршень гидроцилиндра 18 влево. Рабочая жидкость, вытесняемая из противоположной полости гидроцилиндра 18, поступает в рабочую гидролинию 16 и через открываемый плунжером 44 обратный клапан 14, рабочую 6 и сливную 4 полости, сливной канал 11 выходит в бак 13. При достижении поршнем гидроцилиндра 18 крайнего левого положения давление в рабочей полости 7, в гидролиниях 20 и 40 начнет повышаться. Когда давление рабочей жидкости достигнет величины, соответствующей регулировке предохранительного клапана 39, рабочая жидкость откроет предохранительный клапан 39 и поступит через гидролинию 38 в командную полость 37, воздействуя на плунжер 36 и нажимной элемент 34, сжимая при этом пружину 35. Освобождаясь от действия усилия пружины 35, шарики 30 выходят из блокировочной выемки 27, а золотник 23 под действием усилия центрирующей пружины 25 возвращается в нейтральное положение, при котором обратные клапаны 14 и 15 запирают рабочие гидролинии 16 и 17, фиксируя поршень гидроцилиндра 18 в крайнем левом положении. Если гидрораспределитель будет другой золотниковой секцией (не показанной на чертеже) управлять дополнительным более нагруженным потребителем, давление в рабочей гидролинии не превысит настройки предохранительного клапана 39.

Если появляется необходимость остановить движение поршня гидроцилиндра 18 до его прихода в крайнее левое положение, золотник 23 следует переместить вправо, преодолевая через боковую стенку выемки 27, шарики 30 и нажимной элемент 34 усилие пружины 35. При этом шарики 30 вытесняются из блокировочной выемки 27, и золотник 23 под действием усилия центрирующей пружины 25 возвращается в нейтральное положение. Обратные клапаны 14 и 15 запирают рабочие гидролинии 16 и 17, останавливая поршень гидроцилиндра 18 в заданном положении.

Аналогично гидрораспределитель 1 работает при перемещении золотника 23 вправо. В этом случае золотник 23 соединяет напорную полость 3 с рабочей полостью 6, перекрывая сливную полость 4 и гидролинию 20. Рабочая жидкость поступает, открывая обратный клапан 14, в рабочую полость 16, перемещая поршень гидроцилиндра вправо. Для фиксации золотника 23 используется блокировочная выемка 26, в которую при перемещении золотника 23 вправо западают шарики 30. При расфиксации золотника 23 давление к предохранительному клапану 39 и к командной полости 37 поступает из рабочей полости 6 по гидролиниям 19 и 40.

Из вышеизложенного следует, что при сохранении имеющейся у прототипа возможности автоматического возврата золотника в нейтральную позицию по достижени заданного уровня давления, предложенное техническое решение за счет образования блокировочных выемок на внутренней поверхности полого золотника сокращает габариты конструкции, а в связи с использованием в качестве сигнала срабатывания механизма автоматического возврата золотника давления, действующего в рабочей полости, снижает нагруженность гидрораспределителя и повышает надежность гидропривода.

Формула изобретения

1. Гидрораспределитель, содержащий корпус с напорной, сливной и рабочими полостями, установленными в нем полый золотник с концентрично расположенной центрирующей пружиной, и фиксирующим устройством, имеющим блокировочные выемки для размещения в них в зафиксированном положении шариков, взаимодействующих с поверхностью подпружиненного нажимного элемента, установленного соосно с плунжером, имеющим со стороны, противоположной нажимному элементу, командную полость, отличающийся тем, что блокировочные выемки выполнены на внутренней поверхности полого золотника, внутри которого размещена закрепленная одним концом на корпусе цилиндрическая обойма с установленными в ее радиальных отверстиях шариками, а подпружиненный нажимной элемент и плунжер расположены внутри обоймы.

2. Гидрораспределитель по п.1, отличающийся тем, что командная полость плунжера через предохранительный клапан соединена с рабочей полостью гидрораспределителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1