В системах гидравлики, где сила передается через жидкость под давлением, применяется множество сложных узлов. Одним из фундаментальных компонентов, без которого немыслима работа большинства гидравлических систем, является гидрораспределитель. Это устройство, управляющее гидравлической энергией, направляет ее к исполнительным механизмам, в числе которых гидроцилиндры или гидромоторы. Наиболее распространенным типом такого аппарата является золотниковый распределитель, получивший свое название благодаря основному рабочему элементу.
Происхождение термина и конструкция устройства
Основой гидрораспределителя является золотник. Это высокоточный цилиндрический плунжер с поясками и канавками, который перемещается внутри специально подготовленного отверстия в корпусе распределителя. Само слово «золотник» исторически связано с деталями, которые изготовлены методом прецизионной обработки с почти ювелирной точностью.
Плунжер и корпус выполнены из высокопрочной стали, их рабочие поверхности тщательно шлифуют. Зазор между ними составляет всего несколько микрон, что сокращает внутренние утечки рабочей жидкости без применения дополнительных уплотнений на самом плунжере. В корпусе также выполнены каналы, соединенные с портами для подключения гидравлических линий.
Конструктивно золотниковый распределитель состоит из следующих частей:
- Корпус. Прочный монолитный элемент с внутренними каналами и портами для подключения к насосу, баку и потребителям.
- Золотник (плунжер). Подвижный цилиндрический элемент, изменяющий схему соединения каналов.
- Механизм управления. Устройство, которое перемещает золотник. Это могут быть пружины для возврата в исходное положение, а также ручные, электромагнитные или гидравлические приводы.
Способ управления золотником определяет сферу применения и степень автоматизации системы. Например, в простой технике часто используется ручной рычаг, тогда как в сложных станках и промышленном оборудовании преобладает электромагнитное управление с помощью соленоидов.
Принцип работы и функциональное назначение
Функционирование гидрораспределителя основано на простом механическом принципе. Перемещение золотника внутри корпуса приводит к изменению положения его поясков относительно внутренних каналов. Таким образом, создаются или перекрываются пути для течения рабочей жидкости.
В нейтральном положении золотника все каналы перекрываются, и жидкость не поступает к исполнительному механизму. При смещении плунжера в одну сторону его канавки совмещаются с портами таким образом, что линия от насоса соединяется, например, с портом, а он в свою очередь соединяется со сливной линией. В результате рабочая жидкость под давлением поступает в одну из полостей гидроцилиндра, заставляя его шток выдвигаться.
Для совершения обратного действия золотник смещается в противоположную позицию. Теперь его канавки соединяют линию насоса с портом, а порт со сливом. Поток жидкости меняет направление, и шток гидроцилиндра втягивается. Таким образом, изменяя положение всего одного элемента, удается полностью контролировать исполнительный механизм: запускать, останавливать и ускорять его движение.
В зависимости от конструкции золотника и корпуса, распределители могут иметь несколько рабочих положений и различную схему соединения каналов в нейтральной позиции. Возможны следующие варианты нейтрального положения:
- все линии перекрыты;
- линия насоса соединена со сливом (разгрузка насоса);
- линии потребителей соединены со сливом.
Выбор конкретной схемы зависит от специфики гидравлической системы и задач, которые она решает. Этот аппарат является не просто переключателем, а командным центром, который преобразует управляющий сигнал (механический, электрический) в направленное силовое воздействие, тем самым заставляя двигаться многотонные машины.
