10
WYŻSZA SZKOŁA OFICERSKA WOJSK LĄDOWYCH
im. gen. Tadeusza KOŚCIUSZKI
ZATWIERDZAM
KIEROWNIK CYKLU TECHNICZNEGO
………..………………
/stopień imię i nazwisko/
data ………..………….
PLAN - KONSPEKT
do przeprowadzenia zajęć z przedmiotu: szkolenie specjalistyczne
z grupą kursu specjalistycznego
specjalność: Obsługa spycharki gąsienicowej szybkobieżnej.
TEMAT: 2.3. URZĄDZENIA STERUJĄCE.
OPRACOWAŁ
……...………………....
/stopień imię nazwisko/
2007
TEMAT 2/3 : URZADZENIA STERUJĄCE.
CELE: - zapoznać: -
- nauczyć: -
CELE: Zapoznać – z podziałem , przeznaczeniem i ogólną zasadą działania zaworów
sterujących,
Nauczyć – ogólnej zasady działania rozdzielaczy.
ZAGADNIENIA I CZAS:
- Rozpoczęcie zajęć - 10 min.
1. Przeznaczenie , budowa i zasada działania zaworów hydraulicznych - 45 min.
2. Zabezpieczenia stosowane w napędach hydraulicznych - 30 min.
- Zakończenie zajęć - 5 min.
FORMA: Zajęcia teoretyczne.
METODA: Wykład.
CZAS: 2 x 45 min.
MIEJSCE: Sala wykładowa.
LITERATURA:
1. „Napędy i sterowania hydrauliczne” – Jan Lipski WKŁ W – wa 1981r.
2. „Hydraulika siłowa” – Janusz Zatopiński Arkady W – wa 1975r.
POMOCE SZKOLENIOWE: Foliogramy, tablice poglądowe.
ZABEZPIECZENIE MATERIAŁOWO - TECHNICZNE:
1. Przekroje elementów hydrauliki siłowej.
WSKAZÓWKI ORGANIZACYJNO-METODYCZNE:
– zajęcia prowadzę w formie wykładu;
– przy omawianiu elementów hydrauliki posługuję się eksponatami zgromadzonymi na sali wykładowej.
– w trakcie zajęć zadaję pytania w celu podniesienia aktywności myślowej;
– najważniejsze rzeczy nakazuję zanotować do zeszytu;
– zagadnienia prowadzić głównie w oparciu o foliogramy, plansze i przekroje elementów
hydrauliki.
PRZEBIEG ZAJĘCIA:
Część wstępna – rozpoczęcie zajęć - 10 min.
- przyjęcie meldunku;
- podanie tematu i celu zajęć;
- podanie zagadnień i literatury;
- sprawdzenie stopnia przygotowania słuchaczy do zaję
Część główna - 75 min.
Zagadnienie 1. Przeznaczenie, budowa i zasada działania zaworów hydraulicznych
- 45min.
Układy hydrauliczne mogą spełniać swoje zadania tylko wówczas, gdy będzie istniała możliwość regulacji prędkości, sił i przyspieszeń członów wykonawczych (siłowników
i silników). Układy te równocześnie muszą być zabezpieczone przed skutkami ewentualnych przeciążeń. Do sterowania, regulacji i zabezpieczenia służą elementy hydrauliki siłowej zwane zaworami.
Zawory w zależności od zadań jakie spełniają, dzielą się na:
- zawory sterujące kierunkami przepływu;
- zawory sterujące ciśnieniem;
- zawory sterujące natężeniem przepływu;
- zawory specjalne.
W każdej z podanych grup zaworów występują elementy o różnych cechach specjalnych, w zależności od zastosowania.
W dalszej części będą omawiane tylko te typy zaworów, które znajdują zastosowanie w maszynach budowlanych, transportowych i do prac ziemnych.
Wszystkie ze stosowanych zaworów, dla zapewnienia bezawaryjnego działania, muszą być przewidziane na określone warunki pracy.
Wymagania w zakresie cieczy roboczych są następujące:
- ciecz o określonych wartościach smarnych i lepkości 12-300 cSt (2-40oE);
- temperatura cieczy od -30oC do +80oC;
- dokładność filtrowania 0,063-0,10 mm .
Oczywiście warunki te w niektórych przypadkach mogą ulec zaostrzeniu, niemniej można uważać je za przeciętnie wystarczające.
Zawory sterujące kierunkami przepływu.
Zadaniem tych zaworów jest sterowanie kierunkiem przepływu, tj. kierowanie strumienia cieczy do odpowiednich przewodów lub też zabezpieczenie przepływu cieczy
w określonym kierunku. W grupie tych zaworów wyróżnia się:
- zawory zwrotne;
- zawory odcinające;
- rozdzielacze.
Zawory zwrotne.
Zadaniem zaworów zwrotnych jest zabezpieczenie swobodnego ruchu cieczy tylko
w jednym kierunku.
Zasada działania zaworów zwrotnych przedstawionych na rysunku a i b jest identyczna, a różnią się one tylko kształtem elementów uszczelniających.
W przypadku przepływu cieczy od A do B ciśnienie pokonując opór sprężyny 2 wypycha element uszczelniający 3 (kulkę lub grzybek) i ciecz przepływa swobodnie przez zawór.
Sprężyna 2 ma zadanie utrzymania w gnieździe kulki lub grzybka przy odpowiednio obniżonym ciśnieniu (brak przepływu). Napięcie sprężyny jest dobrane w taki sposób, aby przy różnicy ciśnień rzędu 0,02-0,2 MPa nastąpiło otwarcie zaworu.
Jeżeli strumień cieczy zostanie skierowany w kierunku od B do A (kierunek przeciwny niż zaznaczony na rysunku), to ciśnienia cieczy dociska kulkę lub grzybek do gniazda uniemożliwiając przepływ (zwrot kierunku strumienia). Jak wynika z tego, zawory zwrotne umożliwiają przepływ cieczy tylko w jednym kierunku. Swobodny kierunek przepływu jest zaznaczony zawsze strzałką umieszczoną na korpusie 1 zaworu.
Zawory odcinające.
Zadaniem zaworów odcinających jest łączenie lub odcinanie poszczególnych odcinków instalacji hydraulicznej. Typowe zawory odcinające to zawór grzybkowy i kulowy.
Dla natężeń przepływu Q = 10 l/min najczęściej są stosowane zawory odcinające kulowe (rys. b), w których elementem roboczym jest kula z przewierconym otworem. W przypadku konieczności odcięcia dopływu cieczy do linii za zaworem obraca się kulę o kąt 90o (za pomocą dźwigni), wskutek czego otwór w korpusie zostanie zasłonięty pełną ścianką kulki.
Rozdzielacze.
Rozdzielcze są to zawory, których zadaniem jest kierowanie cieczą do odpowiednich przewodów dla umożliwienia wykonania ruchów przez elementy wykonawcze. Jak z tego wynika są to elementy spełniające bezpośrednio rolę organów sterowania. W zależności od zastosowania i wymagań produkuje się różne konstrukcje rozdzielaczy. Największe zastosowanie, ze względu na łatwość wykonania, niską cenę, łatwość uzyskania różnych połączeń i prostą obsługę, znalazły rozdzielacze z suwakiem walcowym.
Na rysunku pokazano schemat działania najprostszego rozdzielacza suwakowego trzypołożeniowego. W położeniu środkowym suwaka (rys. a) kanały C1 i C2 cylindra są odcięte od kanału P pompy i kanałów Z1 i Z2 zbiornika. Tłok cylindra pozostaje w spoczynku. Po wykonaniu przez suwak ruchu w lewo i zajęciu skrajnego położenia I (rys. b) kanał C1 jest połączony bezpośrednio z kanałem Z2 zbiornika. Tłok cylindra będzie wykonywać ruch ku dołowi. Przy przestawieniu suwaka w przeciwne skrajne położenie, tj. w położenie II, sposób połączenia kanałów zostanie przeniesiony, tzn. kanał C2 jest połączony z kanałem P, natomiast kanał C1 z kanałem Z1. Przy takim układzie połączeń tłok cylindra będzie wykonywać ruch ku górze. Regulując wielkość szczeliny łączącej kanał pompy z kanałem cylindra można regulować prędkość przepływu cieczy, a przez to prędkość wykonywania ruchów przez silnik lub cylinder.
Rozdzielcze hydrauliczne z uwagi na konstrukcję podzielić można na trzy zasadnicze odmiany:
- rozdzielacze obrotowe, czyli o przekręcanych elementach rozdzielczych zmieniających sposób przepływu cieczy;
- rozdzielacze zaworowe złożone z odpowiednio dobranych zaworów o różnej konstrukcji (talerzykowych, kulkowych itp.) służących do otwierania i zamykania odpowiednio rozmieszczonych kanałów w korpusie;
- rozdzielacze suwakowe czyli o przesuwnych elementach rozdzielczych, cylindrycznych lub płaskich zmieniających sposób przepływu cieczy.
Stosowane rozdzielacze mogą być w różny sposób sterowane. Przez sposób sterowania rozumiemy odpowiednie przestawienie w żądane robocze położenie suwaka rozdzielczego.
Rozróżniamy następujące rodzaje sterowań rozdzielczych:
- sterowanie ręczne;
- sterowanie hydrauliczne;
- sterowanie elektromagnetyczne.
Zagadnienie 2. Zabezpieczenia stosowane w napędach hydraulicznych - 30 min.
Zawory sterujące ciśnieniem.
Zawory sterujące ciśnieniem mają za zadanie ograniczenie wielkości ciśnienia, utrzymywanie żądanej jego wielkości lub redukowania jej w odpowiedni sposób.
W zależności od spełnianego przez zawory zadania dzielimy je na:
- zawory bezpieczeństwa;
- zawory przelewowe;
- zawory redukcyjne.
Zawory bezpieczeństwa i przelewowe pracują w identyczny sposób i dlatego często spełniają równocześnie obie te funkcje.
Zawory bezpieczeństwa.
Zawory bezpieczeństwa służą do zabezpieczenia układu hydraulicznego przed nagłym wzrostem ciśnienia ponad dopuszczalną wartość. Zawór taki umieszcza się na odgałęzieniu przewodu tłocznego pompy. Otwiera się on samoczynnie przy wzroście ciśnienia do określonej wartości, przy której następuje upuszczenie nadmiaru cieczy do zbiornika.
Zawory przelewowe.
Zawory przelewowe mają za zadanie podczas normalnej pracy układu, tj. podczas dostarczania przez pompę cieczy do odbiornika, odprowadzanie nadmiaru cieczy do zbiornika lub innej gałęzi układu, w której panuje niższe ciśnienia. Otwarcie zaworu następuje na skutek wzrostu ciśnienia przed nim. Ponieważ przez zawór przelewowy podczas normalnej pracy przepływa ciecz (w przeciwieństwie do zaworu bezpieczeństwa), a więc musi on odpowiadać wyższym wymaganiom niż zawór bezpieczeństwa. Zawory przelewowe mogą równocześnie w większości przypadków spełniać rolę zaworów bezpieczeństwa, dlatego też są one powszechnie stosowane. Zawory przelewowe włącza się w przewodzie tłocznym lub też montuje bezpośrednio w rozdzielaczach. Niektóre firmy stosują zawory przelewowe umieszczone bezpośrednio w korpusie pomp.
Zawory redukcyjne.
Zawory redukcyjne służą do ustalania (redukowania) ciśnienia za zaworem niezależnie od zmiennego ciśnienia panującego przed tym zaworem.
Na przykład jeżeli w układzie hydraulicznym zasilanym jedną pompą istnieje konieczność utrzymania w jednej gałęzi obniżonego ciśnienia (np. do sterowania), to linię taką zasilamy poprzez zawór redukcyjny. Wartość ciśnienia zredukowanego regulujemy pokrętłem 1 osadzonym w korpusie 2, zmieniając napięcie sprężyny 3 dociskającej
do gniazda zaworu grzybek 4. Po uzyskaniu w kanale B ciśnienia powyżej ustawionego, grzybek 4 otwiera się, co powoduje przepływ cieczy przez dyszę 6 umieszczoną w dnie suwaka głównego 5. Na dyszy tej powstaje różnica ciśnień (wyższe ciśnienie przed suwakiem, a niższe nad suwakiem), wskutek czego suwak 2 przesuwa się do góry przymykając szczelinę między kanałami A zasilania i B odbiornika. Po uzyskaniu ciśnienia zredukowanego, na które zawór został ustawiony, suwak ustala się w ustalonym położeniu.
Zawory sterujące natężeniem przepływu.
Prędkości wykonywania ruchów przez hydrauliczne elementy wykonawcze zależą od natężenia przepływu. Stosowanie pomp o zmiennej wydajności nie zawsze jest możliwe
i celowe. W takich przypadkach używa się zaworów sterujących natężeniem przepływu.
Zawory dławiące.
Najprostszy zawór dławiący pokazano na rysunku. Ilość cieczy przepływającej przez zawór (natężenie przepływu) jest zależna od różnicy ciśnień w kanałach A i B oraz od wielkości szczeliny między dławikiem 3, a korpusem 2. Wielkość tej szczeliny można nastawić za pomocą pokrętła 1, regulując przez to natężenie przepływu przez zawór.
Wadą zaworów dławiących jest to, że natężenie przepływu zależy od różnicy ciśnień oraz od lepkości cieczy. Przy zmniejszającej się lepkości natężenie przepływu przy tej samej różnicy ciśnień szybko wzrasta. Wymaga to ciągłej regulacji zaworu, bardzo niewygodnej w praktyce.
Regulator przepływu.
Regulatory przepływu są zaworami dławiącymi z automatyczną regulacją szczeliny dławiącej, co zapewnia uzyskanie stałej wartości natężenia przepływu na linii zasilającej odbiornik. Do kanału A jest doprowadzona ciecz bezpośrednio z pompy. Przez pokręcenie dławika A (o krzywoliniowym przekroju) wokół osi prostopadłej do płaszczyzny rysunku, reguluje się wielkość szczeliny, a więc i opór dławika. Przy przepływie cieczy z kanału A do kanału B powstaje różnica ciśnienia przed i za dławikiem. Na skutek połączenia czół tłoczka 3 specjalnymi kanałami z komorami przed i za dławikiem, na czoła te działają różnice ciśnienia. Jeżeli natężenie przepływu do kanału B wzrośnie, to różnica ciśnień dławiku 4 także wzr...
szormy