Konspekt: Rozdzielacze
1
Rozdzielacze
1.0 Podział rozdzielaczy, definicje (umowy)
Rozdzielacze naleŜą do grupy zaworów sterujących kierunkiem przepływu cieczy. UmoŜliwiają
włączenie odbiornika (np.: siłownika hydraulicznego bądź silnika), zmianę jego kierunku ruchu,
zatrzymanie i ewentualne niezawodne unieruchomienie odbiornika pod obciąŜeniem.
Rozdzielacze ze względu na konstrukcję moŜna podzielić na (rys. 1) suwakowe, zaworowe oraz
obrotowe. Obecnie powszechnie w układach hydraulicznych stosowane są rozdzielacze suwakowe.
Rozdzielacze ze względu na liczbę dróg moŜna podzielić na dwu i więcej drogowe. Za liczbę dróg
przyjęto uwaŜać liczbę wyjść z wnętrza rozdzielacza (na rysunku 1 - rozdzielacze trójdrogowe).
Ze względy na liczbę połączeń rozdzielacze moŜna podzielić na dwu i więcej połoŜeniowe (np.
zawór odcinający jest rozdzielaczem dwupołoŜeniowym).
Liczba połoŜeń sterujących rozdzielacza określona jest dla danego rozdzielacza na jego symbolu
graficznym ilością kwadratów. Tak więc np. symbol rozdzielacza dwupołoŜeniowego składa się z
dwóch kwadratów i w kaŜdym z nich narysowane są realizowane połączenia.
Rozdzielacze mogą być sterowane (rys. 2):
- siłą mięśni (przyciskiem, dźwignią, pedałem)
- mechanicznie (popychaczem, spręŜyną, krzywką, rolką itp.),
- elektrycznie (elektromagnesem lub silnikiem),
- hydraulicznie lub pneumatycznie,
- w sposób złoŜony (kombinacja w/w sposobów sterowania).
2.0 Rozdzielacze suwakowe
Podstawę konstrukcji rozdzielaczy suwakowych stanowi precyzyjna para suwakowa (rys. 3).
ZróŜnicowane kształty suwaka (odsadzenia - tłoczki) i tulei (pierścieniowe wytoczenia)
decydują o realizowanych połączeniach przez rozdzielacz i o liczbie połoŜeń. I tak przedstawiona na
rysunku 3 para suwakowa stanowi rozdzielacz 4- drogowy, 3 - połoŜeniowy (suwak ma trzy tłoczki a
tuleja 5 rowków pierścieniowych).
2.1 Charakterystyki otwarcia rozdzielaczy
Charakterystyka otwarcia rozdzielacza przedstawia zaleŜność wielkości odsłanianego przekroju
przepływowego f od przemieszczenia suwaka x. W kanałach rozdzielacza panują na ogół róŜne
ciśnienia, stąd w czasie przesterowania następuje wyrównanie tych ciśnień. Przy suwakach
Rys. 1 Budowa i zasada działania rozdzielaczy: a) suwakowego, b) zaworowego, c) obrotowego, d) symbol
graficzny rozdzielacza trójdrogowego, dwupołoŜeniowego; oznaczenia: I, II – połoŜenia rozdzielacza,
P,A,Z-króćce przyłączeniowe rozdzielacza (drogi przepływu)
Konspekt: Rozdzielacze
2
Rys. 2 Symbole graficzne sposobów sterowania rozdzielaczy (PN74/M-
Konspekt: Rozdzielacze
3
ostrokrawędziowych i krótkich czasach przesterowania proces ten jest niekorzystny z uwagi na
występowanie uderzeń hydraulicznych (przeciąŜenia i drgania elementów).
W celu złagodzenia tych zjawisk naleŜy okres przesterowania wydłuŜyć. Osiąga się to przez
odpowiednie ukształtowanie krawędzi sterujących tłoczków (rys. 4).
2.2 Przekrycia spoczynkowe i ruchowe
Przekryciem określa się wzajemne połoŜenie krawędzi sterujących suwaka i odpowiedniego
kanału w tulei suwakowej.
Przekrycia mogą być dodatnie, zerowe lub ujemne (rys.5a). Przy przekryciu dodatnim kanał "P"
jest szczelnie odcięty od kanałów sąsiednich. Przekrycie zerowe jest trudne do uzyskania ze względów
wykonawczych. Przekrycie ujemne odznacza się tym, Ŝe tłoczki suwaka mają mniejszą szerokość od
szerokości kanałków w tulei i wszystkie kanały są wtedy ze sobą połączone.
Przekrycie spoczynkowe odnoszone jest do połoŜenia neutralnego "0" ( np. środkowy kwadrat
na symbolu graficznym rozdzielacza 3-połoŜeniowego).
Przekrycia ruchowe występują w momencie przesterowania rozdzielacza z połoŜenia „0” w
połoŜenie robocze i oznacza się je na symbolu graficznym kwadracikami narysowanymi liniami
kreskowymi.
Przekrycia
zerowe
stosowane
są
we wzmacniaczach elektrohydraulicznych
(serwozaworach) pracujących z duŜymi prędkościami. W układach hydraulicznych z siłownikiem
pozostającym pod obciąŜeniem (jeśli wymaga się, aby tłok siłownika nie cofnął się w momencie
przesterowania) naleŜy stosować rozdzielacze z dodatnim przekryciem. Takie przekrycia powodują
jednak chwilowe przeciąŜenia pompy w momencie przesterowania. Bardzo łagodne przesterowanie dają
rozdzielacze z przekryciem ujemnym, stąd są najczęściej stosowane.
Rys.3 Para suwakowa rozdzielacza: 1- suwak (3
tłoczki), 2–tuleja (5 rowków pierścieniowych)
Rys. 4 Charakterystyki otwarcia rozdzielaczy
suwakowych dla róŜnych kształtów krawędzi
siłownik
A
B
P
Z
Z
A
B
P
Z
1
2
Konspekt: Rozdzielacze
4
2.3
Charakterystyka przepływowa rozdzielacza
Jest to graficznie przedstawiona zaleŜność strat ciśnienia ∆p od ilości oleju przepływającego
przez rozdzielacz. Przykładowe charakterystyki przepływowe dla rozdzielacza 3-połoŜeniowego, 4-
drogowego przedstawiono na poniŜszym rysunku.
2.4
Siły działające na suwak rozdzielacza
Siły te moŜemy podzielić na siły poprzeczne i siły wzdłuŜne. Do sił poprzecznie działających do
osi suwaka zaliczyć moŜna cięŜar suwaka oraz siłę od ciśnienia działającego z jednej strony suwaka.
Siły te powodują najczęściej zwiekszenie siły tarcia przy przesterowywaniu rozdzielacza.
Przesterowanie rozdzielacza moŜe utrudnić takŜe dociśnięcie suwaka do tulei, jeśli suwak przez dłuŜszy
Rys. 5 Połączenia hydrauliczne dla 3 połoŜeń suwaka
A
B
P
Z
I
II
I
„0”
II
I
„0”
II
Przekrycia
ruchowe
Rys.5a Przekrycia ruchowe: a-zerowe, b-dodatnie, c-ujemne
A
B
P
T
(Z)
„0”
I
II
Konspekt: Rozdzielacze
5
okres czasu pozostawał w spoczynku. MoŜna temu zjawisku zapobiegać przez wykonanie rowków
pierścieniowych na tłoczku suwaka, wyrównujących rozkład ciśnień na jego obwodzie.
Siła osiowa niezbędna do przesterowania suwaka (np. elektromagnesu) musi być większa od
sumy sił oporowych działających w tym kierunku, a mianowicie:
- siły bezwładności suwaka i związanych z nim mas cieczy, siły tarcia, która jest trudna do określenia,
- siły hydrostatycznej od róŜnicy ciśnień stumienia wejściwego i wyjściowego w kanale (przewaŜnie
się jednak równowaŜą),
- siły hydrodynamicznej wywołanej zmianą pędu strugi oraz koniecznością przyspieszenia słupa
cieczy (przy przesterowaniu)
- oraz siły spręŜyn centrujących.
Siła spręŜyn ma największą wartość z sił oporowych, gdyŜ po wyłączeniu np.elektromagnesu musi
pokonać pozostałe siły i ustawić suwak w połoŜeniu środkowym.
3.0 Przykłady konstrukcji rozdzielaczy suwakowych
Rozdzielacz blokowy, sekcyjny, (przyłącza przewodowe) z kanałem wolnego przepływu „w“ oleju przez rozdzielacz w
środkowym połoŜeniu suwaka
Rozdzielacz 3-połoŜeniowy, 4-drogowy mocowany do płyty (kostki) sterowany 2 elektromag. i dwoma spręŜynami: 1-
korpus, 2-suwak, 3-elektromagnes „mokry“ dla prądu zmiennego, 4- elektromagnes „suchy“ dla prądu stałegoego, 5-
popychacz przycisku sterowania ręcznego (awaryjnego), 6-krawędzie sterujące, 7-przycisk sterowania ręcznego
E1
E2
Konspekt: Rozdzielacze
6
Blok zaworowy: rozdzielacz sterowania wstępnego (od góry), zawór zwrotno-dławiący, rozdzielacz zasadniczy
Pokryw
1 stopień sterowania
(np. WE6)
Zawór zwrotno-dławiący
(płytka opóźniająca
przełączania)
Korpus z kanałami
odlewanymi
Pokrywa
Rozdzielacz
zasadniczy (2 stopień)
Suwak
A
B
P
Z