1. Úvod Hydromotory Přímočaré hydromotory Rotační hydromotory Hydrogenerátory... 7

Transkript

1

2 Obsah 1. Úvod Hydromotory Přímočaré hydromotory Rotační hydromotory Hydrogenerátory Rozváděče Šoupátkové rozváděče Sedlové (ventilové) rozváděče Jednosměrné ventily Jednosměrné ventily Hydraulické zámky Tlakové ventily Jednostupňové tlakové ventily Dvoustupňové tlakové ventily Redukční ventily Jednostupňové redukční ventily Dvoustupňové redukční ventily Škrticí ventily Škrticí ventily Škrticí ventily se stabilizací Proporcionální ventily Proporcionální ventily Nádrže Akumulátory Filtrace a filtry Filtrace Zařízení pro filtraci provozní kapaliny Zařízení pro filtraci vzduchu Pokyny pro montáž a údržbu Propojovací vedení Potrubí Hadice Bloky Svorníky a matice pro výškové modulové sdružování Zásady montáže a údržby

3 Zpracoval kolektiv techniků ARGO-HYTOS, s.r.o. Vrchlabí 12. přepracované vydání 2

4 1. Úvod Hydraulické mechanizmy jsou nedílnou součástí většiny moderních strojů a zařízení. Jejich použití umožňuje nové způsoby uspořádání strojů, dosažení jejich optimálních provozních parametrů, jejich lepší účinnosti, nižší hmotnosti, většího regulačního rozsahu a větší provozní spolehlivosti. Uvedené výhody jsou však podmíněny dodržením zásad správné konstrukce, montáže a údržby. V následujících kapitolách jsou uvedeny některé pokyny, sestavené na základě zkušeností z projektování, výroby i provozu hydraulických mechanizmů a rovněž některá doporučení z norem a katalogů. Návrh hydraulického obvodu Před návrhem hydraulického obvodu je nutno zjistit nebo určit: a) u přímočarých hydromotorů požadovanou sílu, rychlost, zdvih b) u rotačních hydromotorů rozsah otáček, výkonů, eventuelně krouticích momentů c) časový průběh požadované činnosti, eventuelně pracovního cyklu, sled funkcí, charakter provozu d) požadovaný způsob ovládání, určení druhu prostředí e) další specifické údaje (prostorové, případně hmotnostní) Po rozboru těchto údajů je nutno stanovit základní koncepci navrhovaného mechanizmu a na základě požadovaných parametrů, charakteru provozu, způsobu řízení, dostupnosti motorů a dalších prvků určit maximální výši požadovaného provozního tlaku i průtoku a určit druh zdroje včetně charakteru jeho provozu. Současně s uvedenou činností se připravuje i hydraulické schéma. Pokyny pro kreslení schémat hydraulických obvodů Schéma musí jednoznačně vyjadřovat funkci daného obvodu. Prvky se kreslí ve výchozí poloze. Základní poloha je převážně určena jejich přestavením silou pružin, u elektrických prvků stavem bez napětí, u koncových spínačů stavem před započetím cyklu. Jednotlivé značky, jejich kombinace a sestavení musí být zakresleny čitelně a přehledně. Doporučuje se: a) rozmístění prvků ve schématu kreslit bez ohledu na skutečné rozmístění ve stroji nebo zařízení b) přímočaré motory a rozváděče kreslit pokud možno vodorovně c) spoje kreslit rovné, pokud možno bez křížení d) podskupiny vyznačit orámováním čerchovanou čarou e) do schémat vždy uvádět: - napětí, výkony a otáčky elektromotorů, výkony, otáčky a smysl otáčení spalovacích motorů - skutečné tlaky a průtoky hydrogenerátorů - průměry pístů, pístnic a zdvihy ( D / d x h) přímočárých hydromotorů - geometrický objem a rozsah otáček rotačních hydromotorů - hodnoty nastavení tlakových a redukčních ventilů - časové údaje u zpožovacích (brzdicích) prvků - filtrační schopnost olejových filtrů - označení a typy všech použitých prvků - světlosti vedení (vnější průměry a síly stěn potrubí, světlosti a délky hadic) - světlosti vývodů (rozměry závitů) f) při elektrickém řízení obvodů (rozumí se včetně ovládacích elektromagnetů) kreslit elektrické a hydraulické schéma zvláš, společné prvky (elektromagnety, tlakové spínače, koncové spínače apod.) značit v obou případech shodně. Konstrukční řešení hydraulických obvodů a) Rozmísování prvků na stroji je třeba volit tak, aby byly dobře přístupné nebo viditelné pro možnost kontroly, seřizování, údržby nebo výměny. To se týká zejména teploměrů, manometrů, seřizovacích prvků, nalévacích a vypouštěcích hrdel, filtrů. b) Při konstrukci je třeba vhodně navrhnout dosedací plochy pro hydraulické prvky a jejich opracování podle požadavků v katalozích prvků. Při nedodržení může docházet k úniku oleje pod těsněním nebo může být ohrožena samotná funkce prvku. Následující kapitoly jsou doplněny výběrem z ČSN ISO 5598 ( hydraulické mechanizmy - názvosloví ) a z ČSN ISO ( H+P - grafické značky a obvodová schémata). Tab. 1 - Charakteristické parametry - jednotky Charakteristické parametry Označení Jednotky Pracovní tlak p [MPa] * Tlakový spád p [MPa] * Průtok Q [dm 3.min -1 ] Síla F [N, kn] Rychlost v [m.s -1 ] Krouticí moment M [Nm] Otáčky n [min -1 ] Plocha S [cm 2 ] Geometrický objem V g [cm 3 ] Mechanická účinnost m [1] Objemová účinnost v [1] Celková účinnost c [1] Výkon P [kw] * Někteří výrobci udávají tlak v jednotkách bar (1 MPa = = 10 bar). 3

5 2. Hydromotory Realizují přeměnu tlakové energie na energii mechanickou. 2.1 Přímočaré hydromotory jednočinné s jednostrannou pístnicí - přiváděnou kapalinou (A) lze dosáhnout pohybu pístnice pouze v jednom směru, zpětný pohyb zajišuje vnější síla nebo pružina, protilehlá část motoru je volně spojena s atmosférou (obr. 1a, 1b) dvojčinné s jednostrannou nebo průběžnou pístnicí - přiváděnou kapalinou (A nebo B) lze dosáhnout pohybu pístnice v obou směrech (obr. 1c, 1d) dvojčinné s jednostranným měnitelným bržděním v krajní poloze - jednostranné tlumení (obr. 1e) dvojčinné s oboustranným měnitelným bržděním v krajních polohách - oboustranné tlumení (obr. 1f) jednočinné jednostranné teleskopické - zpětný pohyb zajišuje vnější síla (obr. 1g) dvojčinné jednostranné teleskopické - přiváděnou kapalinou (A nebo B) lze dosáhnout pohybu pístů v obou směrech (obr. 1h). Výpočet základních parametrů Síla při vysouvání pístnice 2 p1mpa.s1 cm - p.s F[kN]= 1 10 Síla při zasouvání pístnice F[kN]= p. S - p. S 2 10 Rychlost vysouvání pístnice Rychlost zasouvání pístnice v[m.s ]= Ql.min S cm v[m.s ]= 2 1 Q 6.S Síla na pístnici je závislá na hodnotě provozního tlaku kapaliny a velikosti činné plochy pístu. Rychlost pohybu pístu je závislá na průtoku a velikosti činné plochy pístu. Q 1 S 1 S 2 F 2 v2 v1 F 1 p 1 p 2 Q 2 obr. 2 a) b) Výsledné síly za pohybu budou pak menší vzhledem k mechanické účinnosti přímočarého hydromotoru. A c) d) A B A A B Uchycení přímočarých hydromotorů Způsob uchycení hydromotorů výrazně ovlivňuje velikost maximální síly, kterou může být zatížena pístnice při požadovaném vysunutí. Hodnoty dovoleného namáhání ve vzpěru jsou uváděny v katalozích výrobků včetně možných variant uchycení pro daný typ motoru. e) f) Přímočarý hydromotor : A B g) h) A A A B B obr. 1 Popis konstrukce a funkce (obr. 3) Veškeré přímočaré hydromotory mají konstrukci se šroubovanými přírubami (1) a jednostrannou pístnicí (2). Vedení pístu je provedeno bronzovým kroužkem (3), vedení pístnice bronzovým pouzdrem (4). Vnější těsnění zajišuje těsnicí manžeta (5) se stíracím kroužkem (6), vnitřní těsnění dvojice těsnicích manžet (7). Tlumení v koncových polohách pístnice je provedeno škrcením odpadu přes tlumicí jehlu (8), velikost tlumení lze spojitě nastavit. 4

6 HYDROMOTORY obr Rotační hydromotory Podle principu vytváření geometrického objemu V g (objem prostoru zaplněného kapalinou na 1 otáčku rotoru) se dělí na : 1) zubové - geometrický objem je vytvářen zubovými mezerami spolu zabírajících ozubených kol 2) lamelové - geometrický objem je vytvářen prostorem mezi lamelami, statorem a rotorem 3) pístové - geometrický objem je vytvářen pohybem pístů v rotoru a) axiální - písty jsou rovnoběžné s osou otáčení nebo nakloněné k ose otáčení o úhel menší než 45 b) radiální - písty jsou kolmé k ose otáčení nebo nakloněné k ose otáčení o úhel větší než 45 Rotační hydromotory lze dále rozdělit na: 1) jednosměrné neregulační - geometrický objem nelze měnit, přiváděnou kapalinou (A) lze dosáhnout otáčení výstupního hřídele v jednom smyslu (obr. 4a) 2) obousměrné neregulační - geometrický objem nelze měnit, přiváděnou kapalinou (A nebo B) lze dosáhnout otáčení výstupního hřídele v jednom nebo druhém smyslu (obr. 4b) Otáčky výstupního hřídele jsou určeny velikostí přiváděného průtoku 3) jednosměrné regulační - s proměnným geometrickým objemem (obr. 4c) 4) obousměrné regulační - s proměnným geometrickým objemem (obr. 4d) Otáčky výstupního hřídele jsou určeny velikostí přiváděného průtoku a velikostí nastaveného geometrického objemu. Výpočet základních parametrů Průtok pro požadované otáčky Q[dm. min ] = V cm. nmin 3-1 g Krouticí moment na hřídeli motoru 3 Vg cm. pmpa. c 1 M[Nm] = 2 Výkon na hřídeli motoru Přibližné hodnoty objemové účinnosti: pro zubové motory v = 0,85-0,95 pro lamelové v = 0,8-0,9 pro pístové v = 0,9-0,98 Přibližné hodnoty celkové účinnosti: pro zubové motory c = 0,6-0,8 pro lamelové c = 0,65-0,8 pro pístové c = 0,8-0, Otáčky hřídele motoru 3-1 Qdm. min v n[min ] = 3 V cm P[kW] = MNm.nmin g v a) b) c) d) A A A A B L B L B L B L obr. 4 5

7 HYDROMOTORY Připojení rotačních hydromotorů Velký vliv na dobrou funkci a životnost má přesnost vyrovnání os (souosost) hřídelů hydromotoru a hnaného zařízení. Spojení hydromotoru s hnaným zařízením musí být provedeno spojkou vylučující přenášení axiálních a radiálních sil na hřídel hydromotoru, spojka nesmí být na hřídel montována narážením. Potrubí pro odvod ztrátového průtoku musí mít předepsanou světlost a musí být vedeno tak, aby byl celý vnitřní prostor hydromotoru zaplněn olejem. Toto potrubí musí být samostatné s vyústěním pod hladinu oleje v nádrži. Rotační hydromotor : Popis konstrukce a funkce (obr. 5) Hydromotory jsou určeny pro rotační pohony s vysokými nároky na rozsah otáček a krouticích momentů. Jsou použitelné pro oba směry otáčení a mohou být reverzovány i při zatížení. Konstrukce motorů umožňuje i jejich použití v oblasti nízkých otáček, avšak rovnoměrnost otáčení je silně závislá na vlastnostech zátěže. Dimenzování a uložení hřídele motoru umožňují přídavné zatížení vnější radiální silou, nepřipouští však žádné zatížení axiální. obr. 5 6

8 3. Hydrogenerátory Realizují přeměnu mechanické energie na tlakovou energii kapaliny. Podle principu vytváření geometrického objemu V g se dělí na: 1) zubové - geometrický objem je vytvářen zubovými mezerami spoluzabírajících ozubených kol 2) lamelové - geometrický objem je vytvářen prostorem mezi lamelami, statorem a rotorem 3) pístové - geometrický objem je vytvářen pohybem pístů rotoru a) axiální - písty jsou rovnoběžné s osou otáčení nebo nakloněné k ose otáčení o úhel menší než 45 b) radiální - písty jsou kolmé k ose otáčení nebo nakloněné k ose otáčení o úhel větší než 45 Hydrogenerátory lze dále rozdělit na: 1) jednosměrné neregulační - geometrický objem nelze měnit (je konstantní), velikost průtoku je určena počtem otáček hnacího hřídele a) jednoduché (obr. 6a) b) dvojité (obr. 6b) 2 obousměrné neregulační - geometrický objem nelze měnit 3) jednosměrné regulační - geometrický objem lze měnit, velikost průtoku je určena počtem otáček hnacího hřídele a velikostí nastaveného geometrického objemu a) s ruční nebo mechanickou regulací V g (obr. 6c) b) s regulací na konstantní tlak - V g je řízen speciálním tlakovým ventilem (obr. 6d) c) s regulací na konstantní průtok d) s regulací na konstantní výkon 4) obousměrné regulační - s proměnným geometrickým objemem a) P b) c) d) P P S S S S L L S S - sání, P - výtlak, L - odvod ztrátového oleje P P obr. 6 Výpočet základních parametrů Průtok dodávaný hydrogenerátorem Q[dm. min ] = 3-1 g Otáčky hřídele hydrogenerátoru pro požadovaný průtok 3-1 Q dm. min n[min ] = 3 V cm. 1 Krouticí moment potřebný pro pohon hydrogenerátoru M[Nm] = Příkon potřebný pro pohon hydrogenerátoru P[kW] = 3-1 V cm. nmin Hodnoty účinností lze uvažovat stejné jako u hydromotorů. Připojení hydrogenerátorů - základní konstrukční zásady Dobrá funkce a vysoká životnost je podmíněna souosostí hřídele hydrogenerátoru a hřídele hnacího zařízení (motoru). Spojení hydrogenerátoru s hnacím zařízením musí být provedeno spojkou vylučující přenášení axiálních a radiálních sil na hřídel hydrogenerátoru - v žádném případě nesmí být uvedené osy pevně spojeny. Světlost sacího potrubí nesmí být menší než v katalogu uvedená jmenovitá světlost sání, potrubí nesmí mít ostré přechody, změny průřezu a ostré oblouky. Tlak v sacím potrubí měřený těsně u tělesa hydrogenerátoru nesmí klesnout v rozsahu provozních teplot pod výrobcem předepsanou hodnotu. Tento tlak závisí na ztrátách v potrubí, sací výšce, teplotě a viskozitě oleje, otáčkách a daném geometrickém objemu. Pro sací potrubí doporučujeme používat ocelové tenkostěnné trubky. Konec sacího potrubí má být seříznut pod úhlem 45, má být vzdálen od dna nádrže min. 2,5 násobek průměru potrubí a min. 100 mm pod nejnižší předpokládanou hladinou oleje v nádrži. Potrubí pro odvod ztrátového průtoku musí mít výrobcem předepsanou světlost a musí být vedeno tak, aby byl celý vnitřní prostor hydrogenerátoru zaplněn olejem. Toto potrubí musí být samostatné s vyústěním pod hladinu oleje v nádrži (obr.7). Soustrojí elektromotor-spojka-mezipříruba -hydrogenerátor včetně sacího potrubí doporučujeme na víko nádrže uložit pružně z důvodu snížení vibrací a hlučnosti. g 3 Vg cm. pmpa Qdm. min. pmpa c v v 7

9 HYDROGENERÁTORY obr obr. 3 1 Elektromotor 2 Zubový hydrogenerátor 3 Pístový regulační hydrogenerátor 4 Příruba 5 Spojka 6 Tlumicí pryžový kruh S - sání P - výtlak L - prosak X - řízení Šroub pro omezení geometrického objemu hydrogenerátoru * L 25C... 1,20 [cm 3. ot -1 ] šroubu K 38C... 1,81 [cm 3. ot -1 ] šroubu obr. 7 Příklad axiálního pístového hydrogenerátoru řady PV: Popis konstrukce a funkce (obr. 8) Axiální pístové hydrogenerátory řady PV jsou hydrogenerátory se šikmou deskou a proměnným geometrickým objemem (změna průtoku se provádí změnou sklonu šikmé desky). Jsou určeny převážně pro napájení hydraulických systémů, pracujících s konstantním tlakem. Tlak je plynule nastavitelný od 0,9 do 31 MPa. Nastavení tlaku se provádí buručně šroubem, umístěným přímo na regulátoru (provedení C), nebo dálkově (provedení F). Nastavení průtoku hydrogenerátoru mezi maximem a nulou umožňuje šroub s pojistnou maticí. Tlakové regulátory v provedení C a F dovolují plný průtok na výstupu hydrogenerátoru dokud tlak v systému nedosáhne hodnoty, nastavené na tlakovém regulátoru. Potom dojde ke snížení průtoku na hodnotu, kterou potřebuje systém. Tlak na výstupu zůstane prakticky na nastavené hodnotě. Ovládací píst regulačního ústrojí hydrogenerátoru je řízen tlakovým regulátorem v provedení s třícestným šoupátkem. Rychlá odezva (50 ms -1 po snížení průtoku a 120 ms -1 po zvýšení průtoku) daná konstrukcí regulačního ústrojí a zejména velkou propustností řídicího ventilu redukuje tlakové špičky na minimum. Regulátor v provedení L se používá pro regulaci průtoku hydrogenerátoru s vyloučením vlivu zátěže (Load sensing). Regulátor typu T řídí průtok hydrogenerátoru v určitém rozsahu tlaků tak, aby výkon byl přibližně konstantní, čímž se zabraňuje přetěžování hnacího motoru hydrogenerátoru. Pravotočivý hydrogenerátor má regulátor umístěný na levé straně tělesa, levotočivý na pravé straně. Pozor, dimenzování a uložení hřídele hydrogenerátoru dovolují zatěžování pouze krouticím momentem. Proto je třeba připojit hydrogenerátor na hnací motor pomocí spojky, která zabrání zatížení hřídele vnějšími radiálními a axiálními silami. Ovládací píst Šroub regulátoru tlaku Šroub nastavení maximálního průtoku Šikmá deska Rotor Deska rozdělovače Upevňovací příruba Přítlačná pružina Přítlačná deska obr. 8 8

10 4. Rozváděče Rozváděče slouží v hydrulických obvodech k hrazení nebo změně směru průtoku kapaliny, tzn. k ovládání pohybu hydromotorů. Podle základního konstrukčního řešení se dělí na: 1) šoupátkové - mají v uzavřeném stavu svodový průtok, který je způsoben vůlí mezi tělesem a šoupátkem a bývá většinou sveden do odpadního kanálu rozváděče 2) sedlové (ventilové) - nemají v uzavřeném stavu svodový průtok, tzn. nepropouští mezi kanály ani do odpadu. Nejčastěji se používají rozváděče šoupátkové s přímočarým pohybem šoupátka. Maximální průtok i provozní tlak jsou určeny konstrukčním provedením rozváděče, volba propojení kanálů je závislá na požadované funkci rozváděče v hydraulickém obvodu. 4.1 Šoupátkové rozváděče Počet čtverců udává počet poloh (stabilních stavů) rozváděče (obr. 9), polohy se značí arabskými číslicemi (1,0,2), poloha 0 je výchozí. Šipky ve čtvercích značí směr proudu v kanálech, příčné čáry na vedení značí uzavření průtoku. Přechodové stavy jsou označeny čtvercem s čárkovanými čárami. Druh rozváděče se udává zlomkem. Např. 4/3 je rozváděč čtyřcestný třípolohový (4 kanály - P, T, A, B). Činnost rozváděče při přestavení se určí myšleným přemístěním příslušného čtverce do výchozí polohy, koncové body vedení musí splynout s kanály rozváděče v novém stavu. Skutečné propojení kanálů je realizováno axiálním přesunutím šoupátka do určené polohy (přehled běžně užívaných propojení - viz obr. 11) A A B B Označení kanálů: P - přívod tlaku A - výstup k hydromotoru B - výstup k hydromotoru T - zpětné vedení a Výchozí poloha 0 - hydromotor stojí poloha 1 - sepnutý elektromagnet a (pohyb pístnice vlevo) poloha 2 - sepnutý elektromagnet b (pohyb pístnice vpravo) b a P P S x T b M T obr. 9 Podle způsobu ovládání axiálního pohybu šoupátka se dále rozváděče dělí: a) rozváděče s ručním ovládáním (tlačítkem, pákou) b) rozváděče s mechanickým ovládáním (pružinou, kladkou) c) rozváděče s elektromagnetickým ovládáním s jednočinným nebo s dvojčinným magnetem d) rozváděče s hydraulickým ovládáním e) rozváděče s elektrohydraulickým ovládáním f) rozváděče s proporcionálním řízením a) b) c) d) e) f) obr. 10 9

11 ROZVÁDĚČE obr Přehled běžně používaných propojení rozváděčů označení symbol mezipolohy označení symbol mezipolohy Příklad elektromagneticky ovládaného rozváděče RPE3-06: Popis konstrukce a funkce (obr. 12) Rozváděče se skládají z litinového tělesa (1), válcového šoupátka (5), vratných pružin (4) a ovládacích elektromagnetů (2, 3). Třípolohové rozváděče mají vždy dva ovládací elektromagnety a dvě vratné pružiny. Dvoupolohové rozváděče mají jednu vratnou pružinu a jeden ovládací elektromagnet, nebo dva ovládací elektromagnety a aretaci polohy válcového šoupátka. Ovládací elektromagnety jsou napájeny stejnosměrným nebo střídavým proudem přes konektorové nástrčky (6, 7). Konektorové nástrčky (6, 7) jsou otočné po 90. Po povolení upevňovací matice (8) lze cívky elektromagnetů (2, 3) natáčet kolem osy v rozsahu 360. Do výše tlaku 2,5 MPa v kanálu T lze rozváděče ovládat nouzovým ručním ovládáním (9). A B T P a b A B obr

12 ROZVÁDĚČE Příklad ručně ovládaného rozváděče RPR3-04: Popis konstrukce a funkce (obr. 13) Rozváděče s ručním ovládáním otevírají nebo zavírají průtok kapaliny nebo mění směr průtoku. Sestávají z tělesa (1), v němž je uloženo šoupátko (2) a ovládací části (3). Ovládací část se skládá buz přestavovací páky (4) a dvou nebo jedné vratné pružiny (5), nebo z ovládací páky (4) a aretace (6). Aretace drží šoupátko v nastavené poloze. Tyto rozváděče se vyrábějí jako dvoupolohové i třípolohové. Příklad ručně ovládaného sedlového rozváděče ROR3-062: Popis konstrukce a funkce (obr. 14) Ručně ovládané sedlové rozváděče se používají převážně k hrazení, případně škrcení průtoku kapaliny. Rozváděč sestává z tělesa (1), kuželky (2) a ovládacího prvku (3). Otevírání a uzavírání ventilu zajišuje kuželka, která je přitlačována pružinou do sedla a zajišuje těsné uzavření rozváděče. Ovládání kuželky může být provedeno mechanickou narážkou, tlačnou rukojetí nebo ovládací pákou. U provedení s tlačnou rukojetí (3) má rozváděč dvě pracovní polohy. Po uvolnění rukojeti se kuželka vrací pružinou do uzavřené polohy. A B A B obr. 13 A P obr

13 ROZVÁDĚČE Nepřímo ovládané rozváděče U rozváděčů větších světlostí s velkým přenášeným výkonem (P) se používá tzv. nepřímé ovládání. Nepřímo ovládaný rozváděč sestává z řídicího stupně I a z výkonového stupně II. První stupeň je převážně elektromagneticky ovládaný rozváděč (tzv. pilotní rozváděč), který přivádí tlakovou kapalinu na čela šoupátka výkonového, hydraulicky ovládaného rozváděče - jedná se o tzv. elektrohydraulicky ovládané rozváděče. Popis konstrukce a funkce (obr. 15) Při vypnutých elektromagnetech (a) i (b) jsou šoupátka ovládacího (I) i výkonového (II) rozváděče držena pružinami v poloze 0. Po zapnutí elekromagnetu a dojde k přestavení šoupátka ovládacího rozváděče I do polohy 1. Tlak kapaliny, přiváděné vedením X (vnější napájení) přesune šoupátko výkonového rozváděče II také do polohy 1, rychlost pohybu tohoto šoupátka je nastavitelná škrticím ventilem (3). Po vypnutí elektromagnetu (a) vrátí pružina (5) šoupátko rozváděče I do polohy 0 a pružina (6) vrátí šoupátko rozváděče II také do polohy 0. Kapalina v prostoru (7) je čelem šoupátka vytlačována přes škrtící ventil (4) a rozváděč I do prostoru (8) eventuelně do svodu Y. Činnost při zapnutí elektromagnetu (b) je obdobná. Pro regulaci rychlosti přestavení šoupátka výkonového rozváděče slouží škticí mezideska III. a b T A P T B c c T A P B X Y Zjednodušená značka: Podrobná značka: A B A B a b 4 3 X P T Y a b P X Y T obr

14 ROZVÁDĚČE Typické příklady provedení elektrohydraulicky ovládaných rozváděčů: Značka: A 1 0 B Dvoupolohový rozváděč ovládaný jedním elektromagnetem (obr. 16) Při vypnutém elektromagnetu (a) je ovládací rozváděč v poloze 0. Tlakem kapaliny, která je přiváděna vedením X (tzv. vnější napájení), je šoupátko výkonového rozváděče drženo v poloze 0. Po zapnutí elektromagnetu (a) dojde k přestavení šoupátka ovládacího rozváděče do polohy 1, tlak kapaliny přesune šoupátko výkonového rozváděče do polohy 1. Po vypnutí elektromagnetu (a) vrátí pružina 3 šoupátko řídicího rozváděče do polohy 0 a tlak kapaliny vrátí šoupátko výkonového rozváděče také do polohy 0. a P Zjednodušená značka: a X X A 1 0 Y B PT Y 3 T obr. 16 Dvoupolohový rozváděč ovládaný dvěma elektromagnety (obr. 17) U tohoto typu rozváděčů není základní poloha určena. Při vypnutých elektromagnetech (a) a (b) je šoupátko ovládacího rozváděče zajištěno mechanicky například v poloze 0. Tlakem kapaliny, přiváděné z hlavního vedení P (tzv. vnitřní napájení), je šoupátko výkonového rozváděče drženo v poloze 0. Po krátkém (impulzním) zapojení elektromagnetu a dojde k přestavení šoupátka ovládacího rozváděče do polohy 1 a k mechanickému zajištění polohy tohoto šoupátka. Tlak kapaliny přesune šoupátko výkonového rozváděče do polohy 1. Postup pro dosažení polohy 0 je obdobný - krátkodobé (impulzní) zapojení elektromagnetu (b) atd. Značka: a P Zjednodušená značka: a A B X Y A B 1 0 PT Y b b T obr. 17 Značka: A B Třípolohový rozváděč s odlehčeným středem a s vnitřním napájením (obr. 18) Při vypnutých elektromagnetech (a) i (b) jsou šoupátka ovládacího i výkonového rozváděče držena pružinami v poloze 0. Předepínací ventil 3 zajišuje minimální tlak pro řízení u rozváděčů s odlehčeným středem (spojení vedení P a T v poloze 0) při odebírání tlaku pro řízení přímo z vedení P (při vnitřním napájení). Předepínací ventil zajišuje min. tlak cca 0,5 MPa. Činnost rozváděče - viz. předchozí popis. a P Zjednodušená značka: a X Y A B b 3 b T PT Y obr

15 ROZVÁDĚČE 4.2 Sedlové (ventilové) rozváděče U těchto prvků zajišuje hrazení průtoku funkční prvek (kulička, kuželka) přitlačovaný pružinou do sedla vytvořeného v tělese ventilu. Ze sedla je prvek zvedán pomocným pístkem, elektromagnetem apod. Sedlové ventily jsou vhodné pro vysoké a nejvyšší tlaky až do 100 MPa a zajišují prakticky dokonalé uzavření. Ventily jsou konstrukčně řešeny bujako speciální sedlové rozváděče s požadovanou funkcí (obr. 19), nebo se dají poměrně snadno sestavit z řízených jednosměrných ventilů (obr. 20). Příklad elektromagneticky ovládaných sedlových rozváděčů ROE3-06: Popis konstrukce a funkce (obr.19) Elektromagneticky ovládané sedlové rozváděče slouží k hrazení proudu tlakové kapaliny. Otevření a uzavření je prováděno pomocí elektrohydraulicky řízené kuželky (4), která dosedá do sedla tělesa (3) a zaručuje v uzavřené poloze téměř absolutní těsnost. Ovládací elektromagnet (1) je napájen stejnosměrným proudem přes konektorovou nástrčku bez usměrňovače, nebo střídavým proudem přes konektorovou nástrčku s usměrňovačem. Konektorová nástrčka je otočná po 90. Po povolení upevňovací matice (2) lze elektromagnet natáčet kolem osy v rozsahu 360. Značky sedlových rozváděčů Podle ČSN ISO 1219 (značky pro kreslení hydraulických a pneumatických schémat) se nerozlišuje mezi označováním šoupátkových a sedlových rozváděčů. V praxi je však vhodné pro rychlejší orientaci v hydraulických schématech označit uzavírací prvek jako jednosměrný ventil - viz obr. 20. S2 S1 S6 S5 obr. 19 Schéma 4/4 rozváděče sestaveného ze čtyř řízených jednosměrných ventilů A B X 2 X 1 A B X1 X2 X 1 T P T X 2 P T X1 X2 poloha obr

16 ROZVÁDĚČE Normalizované připojovací obrazce (obr. 21): Světlost 04 a) obrazec podle norem ISO 4401/CETOP-RP 121 H b) obrazec podle norem ISO 4401-AA-02-4-A a DIN A4 (přestává se používat) c) obrazec podle normy CETOP-RP 121 H Světlost 06 d) obrazec podle norem ISO 4401-AB-03-4-A a DIN A6 Světlost 10 e) obrazec podle norem ISO 4401-AC-05-4-A a DIN A10 a) b) c) d) e) obr

17 5. Jednosměrné ventily 5.1 Jednosměrné ventily (obr. 22) Jednosměrné ventily slouží k uzavření průtoku v jednom směru a dovolují volný průtok ve směru opačném. Uzavření průtoku je zajištěno dosednutím kuželky nebo kuličky do sedla, tzn. uzavření bez svodového průtoku. Při použití jednosměrného ventilu bez pružiny (obr. 22b) je třeba zachovat svislou montážní polohu, ve které se kuželka vrací do výchozí polohy působením vlastní hmotnosti. Maximální průtok ventilem je závislý na zvolené jmenovité světlosti. Průtok je umožněn ve smyslu A B. Síla potřebná pro zvednutí kuželky ze sedla závisí na síle použité pružiny a velikosti činné plochy kuželky. Jednosměrný ventil s vratnou pružinou Jednosměrný ventil bez vratné pružiny A B A B Příklad jednosměrného ventilu VJ: Popis konstrukce a funkce (obr. 23) Sedlo ventilu (3) je vytvořeno přímo v tělese (1) a kuželka (2) je do něj přitlačována pružinou (4). Dodává se provedení do potrubí (obr. 23a), pro vestavění do bloku v provedení přímém (obr. 23b), nebo rohovém (obr. 23c). Příklad modulového jednosměrného ventilu MVJ2: Popis konstrukce a funkce (obr. 24) Jednosměrné ventily slouží k uzavření průtoku v jednom směru a dovolují volný průtok ve směru opačném. Modulová konstrukce dovoluje jejich výškové sdružování s ostatními prvky odpovídající světlosti. Jednosměrné ventily mohou být vestavěny v jednom nebo dvou kanálech, ostatní kanály jsou průchozí. Sedlo ventilu (3) je vytvořeno přímo v tělese ventilu (1) a kuželka (2) je do něho přitlačována pružinou (4). Otevírací tlak ventilu závisí na použité pružině, jejím předpětí a na ploše ventilu vystavené působení tlaku. obr. 22a obr. 22b a) b) c) obr. 23 obr

18 JEDNOSMĚRNÉ VENTILY Varianty provedení - dle umístění VJ v kanálech T P A C B D AB PT Poznámka: kanál T' se užívá pouze u světlosti 10 mimo provedení T a PT, kde je uzavřen. Orientace značky prvku na štítku souhlasí s funkcí ventilu. obr Hydraulické zámky (obr. 26) Hydraulické zámky jsou jednosměrné ventily, u nichž je možno působením řídicího tlaku zajistit průtok ve směru hrazení (B A). Zavedením tlaku do kanálu X nebo A1, A2 se ruší uzavření ventilu (obr. 26). a) B b) P1 A1 B1 T1 A X P2 A2 B2 T2 a) Hydraulický zámek jednostranný do potrubí b) Hydraulický zámek jednostranný modulový c) Hydraulický zámek dvoustranný do potrubí d) Hydraulický zámek dvoustranný modulový c) B1 A1 A2 B2 d) P1 P2 A1 B1 T1 A2 B2 T2 obr

19 JEDNOSMĚRNÉ VENTILY Příklad hydraulického zámku 2RJV1: Popis konstrukce a funkce (obr. 27) Hydraulický zámek je prvek, který dokonale uzavírá pracovní okruh pod tlakem, zajišuje břemeno proti klesání při poruše potrubí a stálou polohu hydraulického válce pod tlakem i po delším časovém úseku. Sestává z litinového tělesa (1), jednoho nebo dvou jednosměrných ventilů (2), (3) a řídicího pístku (4). Proudí-li kapalina z A1 (B1) do A2 (B2), sama si otevře jednosměrný ventil 2 (3) a současně posune řídicí pístek 4 vpravo (vlevo) a tím otevře cestu B2 B1 (A2 A1). Poklesne-li tlak v kanálech A1 a B1 (např. při přestavení rozváděče do střední polohy), pružiny zatlačí ventily 2 a 3 do sedel a obvod směrem k válci je uzavřen pod tlakem. Aby bylo zajištěno správné dosednutí kuželek a tím dokonalé uzavření prostorů A2 a B2, používá se rozváděč s propojením Y, který ve střední poloze propojuje prostor obou stran pístku 4 s nádrží (obr. 28b). A1 B1 A2 B2 obr. 27 a) Umístění jednosměrných ventilů v tělese zámku b) Příklady zapojení hydraulického zámku jednostranného dvoustranného Ventil v kanálu A Ventil v kanálu B Ventily v kanálech A i B obr. 28a obr. 28b 18

20 6. Tlakové ventily Tlakové ventily jsou určeny pro řízení velikosti tlaku a tím i velikosti síly nebo krouticího momentu hydromotorů. V hydraulických obvodech plní funkci přepouštěcí, pojistnou, připojovací eventuelně odpojovací a podobně. Podle konstrukčního řešení se dělí na: 1 jednostupňové, přímořízené - pro menší průtoky (do 60 dm 3.min -1 ) 2) dvoustupňové, nepřímořízené - pro větší průtoky (nad 60 dm 3.min -1 ) U ventilů obou typů je tlak na vstupu téměř nezávislý na průtoku. Maximální průtok ventilem je závislý na zvolené jmenovité světlosti, maximální tlak je určen velikostí předepnutí řídicí pružiny. 6.1 Jednostupňové tlakové ventily Příklad přímořízeného přepouštěcího ventilu VPP1: Popis konstrukce a funkce (obr. 29) Ventil sestává z pouzdra (1), kuželky s tlumicím pístkem (2) a pružiny (3). Nastavení tlaku se provádí ručně šroubem (4). Pružina tlačí kuželku do sedla (5) a drží ventil uzavřený. Vzroste-li tlak v kanálu P nad hodnotu nastavenou předpětím pružiny, kuželka se nadzvedne a přepouští kapalinu z kanálu P do kanálu T. Pro dosažení optimálního chování v celém rozsahu tlaku je tlakový rozsah rozdělen na 6 stupňů. Doporučuje se volit vždy nejbližší vyšší tlakový rozsah. Konstrukce ventilu dovoluje jeho vestavbu do bloku, do potrubí anebo na desku. Provedení do potrubí a připojovací desky mohou být dodány s metrickými nebo trubkovými závity. P T P Způsob ovládání: klíčem, rukojetí, rukojetí se zámkem obr. 29 T Modulové modifikace a příklad modulového provedení přímořízeného přepouštěcího ventilu VPP2-04 Příklad - provedení MP Ventil je zapojen mezi kanály P a T Další provedení: Provedení MA Provedení MB A1 B1 Provedení MP A2 B2 Provedení MC Provedení MD obr