Гидрораспределитель
Как стальной стержень с поясками решает, в какую сторону поедет цилиндр? Разбери распределитель на корпус, золотник, пружины и электромагниты и посмотри, что двигает золотник.
Электромагнит сдвигает золотник, и пояски открывают маслу новый путь, а когда ток пропадает, пружины возвращают золотник в середину.
Вокруг золотника в корпусе пять кольцевых камер: в середине P от насоса, по бокам A и B к цилиндру, по краям две камеры T в бак. В среднем положении пояски золотника с закрытым центром отделяют камеры друг от друга, и цилиндр стоит. Включили один магнит, золотник сдвинулся на несколько миллиметров, и проточки соединили P с A, а B с T: шток поехал. Другой магнит сдвигает золотник в другую сторону: P соединяется с B, а A с T. Другие средние положения разобраны в теме «Гидрораспределитель».
Магнит толкает золотник с силой всего в несколько десятков ньютонов, как гиря в несколько килограммов. Этого хватает, потому что пружины мягкие, а чистый золотник ходит почти без трения: зазор между ним и корпусом всего несколько микрометров, во много раз тоньше волоса. Частица такого размера, попав в зазор, может заклинить золотник. Тогда магнит его не сдвинет, а пружина не вернет в середину, и цилиндр может ехать дальше, хотя ток выключен.
- 4/3
- Четыре порта и три положения. Порты P, T, A и B. Два положения рабочие, в них золотник ставят магниты, а в среднем его держат пружины.
- Размер 6
- Типоразмер по ISO 4401, он же CETOP 3. Порты и четыре винта на нижней плоскости у всех заводов расположены одинаково, поэтому распределители разных заводов встают на одну и ту же плиту. 6 значит условный проход около 6 мм.
- 24 В
- Напряжение катушки. Постоянный ток, как в бортовой сети карьерной техники. Ток в такой катушке не зависит от положения якоря, и при заклинившем золотнике она не сгорает, в отличие от катушки переменного тока.
Из чего состоит гидрораспределитель
Включился магнит a: он толкает золотник от себя, проточки соединяют P с A, а B с T, и шток цилиндра едет в одну сторону. Ток выключили, пружины вернули золотник в середину, все камеры закрыты, и цилиндр стоит. Магнит b толкает золотник обратно: P соединяется с B, A с T, и шток едет в другую сторону.
Модель Bilim.techМодель построена для сайта в открытой библиотеке build123d по типовой схеме распределителя 4/3 размера 6 с закрытым центром. Корпус показан прозрачным, чтобы были видны камеры, каналы и золотник.
Что делает каждая деталь
Нажми «Показать на модели»: деталь подсветится, а остальные станут полупрозрачными.
- 01
Корпус
Зачем. Внутри точное отверстие под золотник и пять кольцевых камер. Каналы ведут от камер к портам P, T, A и B на нижней плоскости, обе камеры T соединены одним сливным каналом. Распределитель ставят на плиту, а не вворачивают в трубы. На модели корпус прозрачный, чтобы были видны камеры и каналы.
Из чего. Чугун. Отверстие хонингуют, а золотник подбирают к нему с зазором в несколько микрометров.
Износ. Кромки камер стачиваются абразивом, утечки растут. Перетянутые или неравномерно затянутые винты чуть искривляют корпус, и золотник подклинивает.
- 02
Золотник
Зачем. Стержень с поясками и проточками. Поясок перекрывает камеру корпуса, проточка соединяет две соседние. Сдвинешь золотник на несколько миллиметров, и масло пойдет другим путем.
Из чего. Закаленная сталь, поверхность шлифуют, кромки поясков острые.
Износ. Кромки скругляются от абразива, и масло перетекает мимо поясков: груз на цилиндре ползет. Лак от перегретого масла мешает золотнику ходить.
- 03
Центрирующие пружины
Зачем. Держат золотник посередине, пока ток не подан. Выключили ток или оборвался провод, и пружины возвращают золотник в среднее положение.
Из чего. Пружинная сталь. Пружины мягкие, иначе магнит их не пересилит.
Износ. Ломаются редко. Сломанная пружина не возвращает золотник точно в середину, и цилиндр может ползти.
- 04
Электромагнит a
Зачем. Ток в катушке создает магнитное поле, оно втягивает стальной якорь, и якорь через толкатель сдвигает золотник, сжимая пружину с другой стороны.
Из чего. Катушка из медного провода, залитая пластмассой. Якорь ходит в герметичной трубке с маслом, поэтому такой магнит называют мокрым.
Износ. Катушка сгорает от перенапряжения, перегрева или воды в разъеме: мультиметр покажет обрыв или слишком малое сопротивление.
- 05
Электромагнит b
Зачем. Второй магнит на другом конце корпуса сдвигает золотник в обратную сторону, и шток едет обратно. Оба магнита сразу не включают: они давили бы навстречу друг другу.
Из чего. Такой же, как первый магнит.
Износ. Если один магнит работает, а другой нет, катушки меняют местами: так видно, виновата катушка или проводка.
- 06
Кнопки ручного управления
Зачем. Штыри в торцах трубок. Нажмешь штырь тонким стержнем, и он сдвинет золотник без тока: так наладчик проверяет, ходит ли золотник. Перед нажатием убедись, что у цилиндра никого нет.
Из чего. Стальной штырь с резиновым кольцом: в трубке масло под давлением слива.
Износ. Изношенное кольцо пропускает масло, под штырем подтек. Штырь, которым годами не пользовались, может закиснуть.
- 07
Гайки катушек
Зачем. Держат катушки на трубках якорей. Отпустив гайку, катушку можно снять и заменить, не сливая масло, или повернуть разъемом в удобную сторону.
Из чего. Сталь с покрытием от ржавчины или пластмасса с накаткой под руку.
Износ. Если гайка ослабла, катушка дрожит от вибрации, перетираются провода и попадает влага.
- 08
Разъемы
Зачем. Подводят ток от пульта или контроллера. Часто в разъеме есть светодиод, который горит при поданном напряжении, и защита от выброса напряжения при отключении катушки.
Из чего. Пластмасса с резиновой прокладкой от воды и пыли, держится на винте.
Износ. Окисленные контакты, треснувшая прокладка, перетертый кабель: магнит срабатывает через раз, хотя катушка исправна.
- 09
Кольца портов
Зачем. Четыре кольца вокруг портов P, T, A и B на нижней плоскости. Винты прижимают корпус к плите, кольца сжимаются и не выпускают масло из стыка.
Из чего. Нитрильная резина, для горячего масла фторкаучук.
Износ. От горячего масла твердеют и трескаются, при замене распределителя могут выпасть. Тогда масло течет по стыку.
Где стоит
- Пилот большого распределителя
Магниту не сдвинуть большой золотник на сотни литров в минуту. Поэтому маленький распределитель с магнитами подает масло на торцы большого золотника, а тот уже ведет поток к цилиндрам.
- Буровой станок
Домкраты, которыми станок выравнивают перед бурением, и механизм смены штанг часто включают распределители с магнитами: оператор нажимает кнопку, контроллер подает 24 В на катушку.
- Прессы и стенды
Из таких распределителей собирают прессы и стенды для проверки цилиндров и насосов. Распределитель держится на плите четырьмя винтами и меняется за несколько минут, трубы при этом не трогают.
Как ломается и как это заметить
- Заклинивание золотника
Частица размером с зазор или лак от перегретого масла держат золотник: магнит включен, а цилиндр стоит, или ток выключен, а цилиндр едет. Золотник промывают и ищут, откуда в масле грязь.
- Сгоревшая катушка
Цилиндр не слушается кнопки, катушка потемнела и пахнет горелым, мультиметр показывает обрыв. Частые причины: вода в разъеме и завышенное напряжение. Поднеси отвертку к гайке включенной катушки: если не тянет, поля нет.
- Внутренние утечки
Абразив скругляет кромки поясков и камер. В среднем положении масло перетекает мимо поясков, поднятый груз медленно ползет, а масло греется сильнее обычного.
Модель Bilim.techМодель построена для сайта в открытой библиотеке build123d по типовой схеме распределителя 4/3 размера 6 с закрытым центром. Корпус показан прозрачным, чтобы были видны камеры, каналы и золотник.