Для выполнения необходимых переключений направления потока жидкости по различным магистралям, которыми располагает гидравлический привод станков, служат распределительные устройства. Они классифицируются по конструктивному признаку (краны, золотники, клапаны) и по виду привода управления (ручные, механические, гидравлические, электромагнитные, смешанные, путевые и дистанционные). Нормализованными конструкциями распределительных устройств являются краны управления типа Г71, реверсивные золотники с гидравлическим управлением типа Г72, золотники с электромагнитным управлением типа Г73 и золотники с ручным управлением типа Г74.
Золотниковые распределители имеют наиболее широкое применение в станочном гидроприводе ввиду простоты конструкции и надежности в работе. Различают двух-, трех-, реже четырех и более позиционные золотники. Рис. 1, а поясняет схему ручного управления. Крайние положения золотника устанавливаются и фиксируются рукояткой 2. Возвращение золотника в среднее положение осуществляется пружинами 3. Согласно ГОСТ 2.781-68, число позиций золотника устанавливается числом квадратов 1 (в данном случае три, так как золотник трехпозиционный). Направление потоков масла в каждой позиции показано стрелками. Большими стрелками на подводящих и отводящих трубопроводах показаны направления, в которых может двигаться масло. Если, например, золотник находится в средней позиции (как на рисунке), то масло, войдя в него, поступит в обе полости цилиндра; слив в это время перекрыт. Если переместить золотник, например, вправо, то масло от насоса поступит в левую полость на слив. На рис. 1, б показана схема цилиндра, а из правой полости трехпозиционного золотника с электрическим управлением. Перемещение золотника осуществляется двумя толкающими соленоидами 4.
Рис. 1. Схема управления золотниками
На рис. 2 показана схема трехпозиционного золотника с гидравлическим управлением. Золотник 1 перемещается под давлением масла. Если полости у торцов золотника непосредственно соединить с подводящим и сливным трубопроводами, то золотник получит быстрое перемещение. Это может привести к удару торца золотника о крышку корпуса и гидравлическому удару в гидросистеме. С целью устранения указанных явлений с обеих сторон корпуса золотника устанавливают дроссели 2 (1) и 2 (2) и обратные клапаны 3 (1) и 3 (2). При этом, например, масло, поступающее в золотник, проходит через обратный клапан 3 (1), а масло, вытесняемое из противоположной полости - через дроссель (2) 2.
Рис. 2. Схема управления гидравлическим золотником
Рис. 3, а иллюстрирует конструктивную схему двухпозиционного гидравлического золотника. При наличии давления в гидросистеме для управления плунжером распределителя требуется довольно большая сила.
Рис. 3. Двухпозиционный (а) и трехпозиционный (б) золотники
Давление, необходимое для перемещения плунжера, должно преодолеть следующие составляющие нагрузки:
- скоростной напор;
- потери давления из-за местных сопротивлений в напорном и сливном трубопроводах управления;
- инерционный перепад давления при разгоне плунжера золотника;
- гидродинамическое давление потока жидкости на золотник;
- суммарную силу трения золотника о внутреннюю поверхность корпуса;
Результаты исследований показывают, что сила трения обусловливается преимущественно неуравновешенными силами давления на плунжер жидкостью, затекающей в радиальный зазор.
При определенных допущениях (пренебрегаем упругостью трубопроводов управления; считаем, что потери давления в магистралях управления изменяются только от местных сопротивлений; коэффициент сопротивления дросселей принимаем постоянным независимо от площади проходного сечения; гидродинамическую силу не учитываем, так как золотник не имеет промежуточных положений) перепад давлений, необходимый для перемещения плунжера.
На рис. 3, б представлена схема трехпозиционного золотника, получившая широкое распространение. Подвод масла осуществляется к центральной кольцевой проточке 5 корпуса 3. При среднем положении плунжера 6 кольцевые проточки 1 и 8 перекрыты. Если плунжер переместить влево, то масло через отверстие 1 поступит в одну из полостей цилиндра. Из противоположной полости оно через отверстие 8, канал 7 и отверстие 4 будет поступать на слив. При перемещении золотника в правое положение масло подается в обратном направлении (1-2-4).
На рис. 4 приведена конструкция крана управления. Внутри корпуса 1, имеющего четыре выходных отверстия, смонтирован кран 2. Он имеет два взаимно перпендикулярных отверстия α, расположенных в разных плоскостях (см. сечение Б-Б). На конце стержня крана крепится рукоятка 4 с рычагами 3. Кран можно поворачивать вручную рукояткой или воздействием движущихся упоров на рычаги 3. Когда кран находится в положении, показанном на рисунке, масло, подводимое к левому нижнему отверстию, выходит через правое нижнее отверстие в одну из полостей цилиндра или золотника. Масло, вытесняемое из противоположной полости, входит через правое отверстие и, пройдя через кран, сливается в бак. При повороте крана на 45° по часовой стрелке потоки масла меняют направление.
Рис. 4. Кран управления
