Золотниковый клапан

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.. сеид-ву(22) 3 >>еН< 201080 (21) 2997069/25-.27 (gq .М К з

Г 16 D 25/063

F 16 К 31/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений н открытий

Опубликовано 070982, Бюллетень 9 33 (23) Приоритет (53) УДК 621. 82 5 ..9(088.8) Дата опубликования описания 0709.82

Л.Г. Красневский, H.Ã. Шейнкер, . М.Л . Солнце; Г;Ф. Минаев и: В. И. За харов (72) Авторы изобретения

Институт проблем надежности и долгбвечносФи"машин

АН Белорусской CCP и Минский дважды ордЕНа;Даннна и ордена Октябрьской Революции BBT08tgggffbHblA. завоц (71) Заявители (54) ЗОЛОТНИКОВЫЙ КЛЛПЛН

C)P S х

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи вращения.

Известен золотниковый клапан, содержащий корпус и расположенный в нем золотник с гидромеханическим аварийным приводом (11 .

Недбстатком его является низкая надежность, поскольку аварийное уст:ройство не воздействует на золотник.

Наиболее близким к изобретению является золотниковый клапан преиму-. щественно для систем управления гидроцилиндрами муфт трансмиссии, содержащий корпус с напорными и сливными каналами и расположенный в нем подпружиненный по оси золотник, контактирующий с толкателем f2) .

Недостатком его является неудобная . эксплуатация из-за невозможности оперативного устранения заклинивания золотника.

Целью изобретения является повышение удобства эксплуатации путем оперативного устранения заклинивания золотника.

Поставленная цель достигается тем, что золотниковый клапан преимущественно для систем управления гидроци-. линдрами муфт трансмиссии, содержащий корпус с напорными и сливными каналами и расположенный в нем подпружиненный по оси золотник, контактирующий с толкателем, снабжен упругими упорами, закрепленными .в корпусе по обе стороны от золотника, связанным .с толкателем индикаторным . рычагом и подвижн смонтированныг на

1О нем фиксатором углового положения рычага, при этом жесткость упругих упоров определяется формулой где С вЂ” жесткость упругого упора

P — давление в камере управления;

S — площадь торца золотнйка х — величина деформации, упора.

На фиг. 1 изображен золотниковый клапан с устройством аварийного управления; на фиг. 2 — принципиальная схема системы управления гидромеханической трансмиссией.

25 . Золотниковый клапан состоит из корпуса 1 с крышками 2 и 3 и золотника 4 с возвратной пружиной 5, помещенных в отверстии 6 корпуса 1.

В расточках 7 и 8 установлены упру30 гие упоры 9 и 10 в виде пружинных

956855 ства управления исполнительными золотниками (см. ниже), каналы 29 и

30 — со сливом, Выходной канал 24 является нормально включенным, а канал 25 — нормально выключенным.

5 Усилие сжатия упором 8 и 9 до их полной деформации превышает гидравлическое усилие, действующее на золотник 4 со стороны камеры управления. С этой целью жесткость С

Ip упоров 9 и 10 выбрана из соотношения

P S х где Р— давление в камере управле15 ния 11;

S — площадь торца золотника 4, х — допускаемое смещение золотника вследствие деформации упора (обычно х 0,1 — 0,2 см) 20

На принципиальной схеме системы управления трансмиссии (фиг. 2), изображенной упрощенно, представлены лишь те элементы, которые необходимы для пояснения сущности изобретения.

Трансмиссия 31 условно изображена гидроцилиндрами 32-36 фркционных муфт (не показаны).

Порядок включения гидроцилиндров указан в таблице.

Ступени

Гидроцилинды

32 33

34 35

42

Нейтраль

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл Вкл

3 ° 1

Вкл

Вкл

Вкл

Вкл

Вкд Вкл Вкл

3 ° 2

Вкд Вкл

Система управления содержит гидронасос 37 с приводом от элементов трансмиссии, регулятор 38 давления гидронасэса 37, исполнительное устройство 39, состоящее из золотникоФ0 вых клапанов 40-43, и основное устройство 44 дистанционного управлейия исполнительпыми клапанами, имеющее выходы 45-48, дренажную гидролинию

49 и шток "0 ручного управления. 65 шайб. Полость 11 ° справа от золотника 4 служит управляющей камерой исполнительного клапана. В отверстии крышки 3 установлен подвижный толкатель 12, заплечик 13 которого находится в управляющей камере 11. Уплотнение 14 предотвращает утечки рабочей жидкости из камеры 11 по зазору между толкателем 12.и крышкой 3. В хвостовике толкателя 12 имеется отверстие 15; в которое входит конец (индикаторного рычага 16. Последний закреплен на оси 17, запрессованной в бобышки крышки 3. Рычаг 16 имеет фиксатор — муфту 18 со штифтом 19 и пластинчатой пружиной, свободный изогнутый конец которой входит в

1 канавку 20. В крышке 3 имеется глухое отверстие 21, в которое может входить штифт 19 при повороте рычага 16 муфты 18.

Золотниковый клапан установлен на каретке 22 трансмиссии, в котором выполнены каналы для сообщения клапана с гидросистемой, Соответствующие каналы имеются в корпусе 1 клапана. Канал 23 сообщен с источником давления, каналы 24 и 25, являющиеся входными, — с гидроцилиндрами

26 и 27 трансмиссии,. канал 28 с одним из выходов -основного устройИсполнительные клапаны

Напорная гидролиния 51 гидронасоса

37 подключена ко входам устройства

44 и ко входам клапанов 40 и 43. Каждый из клапанов 40-43 имеет конструкцию, соответствующую фиг. 1. Их камеры управления подключены к выходам

45-48 основного устройства 44 управления исполнительными клапанами. Последнее может быть выполнено в виде любой иэ известных конструкций — мно, 956855 гопоэиционного распределителя, комплекта электромагнитных клапанов и т.д.

Устройство работает следующим образом.

Работа при исправном состоянии основного устройства управления исполнительными клапанами.

В исходном положении золотника

4 .(фиг. 1) жидкость под давлением иэ канала 23 проходит в канал 24 и, далее в гидроцилиндр 26, который . включается. Гидроцилиндр 27 через канал 20 сообщен со сливом, т..е. выключен. Золотник 4 пружийой 5 прижат к толкателю 12, а последний— к упору 10. Усилия пружины 5 не достаточно для полной деформации упора 10, который сохраняет коническую форму.

Для переключения ступеней золотник 4 перемещают из исходного (крайнего правого) йоложения в крайнее левое. Для этого.от основного устройства. 44 (фиг. 2) подается жидкость по каналу 28 и управляющую камеру

11. Под действием давления жидкости золотник 4 перемещается влево до встречи с упором 9. Гидроцилиндр 26 соединяется со сливом,. а в гидроцилиндр 27 подается давление из канала 23. Усилие прижатия золотника

4 здесь также йедостаточное для пол-. ной деформации упора 9, который сохранит коническую форму. Толкатель 12 удерживается в .исходном положении давлением в камере 11..

Работа при неисправном основном устройстве управления исполнительными клапанами.

При невозможности подачи давления в камеру управления 11 золотник

4 перемещают вручную с помощью аварийного устройства управления.

Для этого муфту 18 фиксатора перемещают вверх, индикаторный рычаг

16 поворачивают по часовой стрелке и толкателем 12 перемещают золотник

4 влево до . встречи с упором 9.

Муфту 18 поворачивают на 180 и опусо кают. Штифт 19 входит в отверстие

21, конец пружины — в канавку 20. Золотник 4 фиксируется в левом рабочем положении.

Устранение заклинивания золотника.

Наиболее распространенным видом от хазов исполнительных клапанов является заклинивание золотника в крайних положениях. Отказ .проявляется в том,, что при подаче управляющего сигнала (давления) в камеру 11 или при его снятии клапан не срабатывает. При разборке золотник обычно находят заклиненным в одном из крайних положений. Известно, что причиной закли нивания являются твердые частицы загрязнений, соизмеримые с величиной зазора в эолотниковой паре и затягиваемые в этот зазор вместе с утечками рабочей жидкости. Возможно также слипание более мелких частиц в комки в процессе облитерации зазора.

Наличие сопротивления перемещению золотника в. определенном направлении свидетельствует о том, что . загрязнения попали именно с этого направления. Чаще всего они застревают вблизи входа в зазор.. Повторные

t0 попытки перемещения золотника в том же направлении приводят к дальнейшему затягиванию частиц в зазор, усугубляют заклинивание и могут вызвать задиры на поверхности золотниковой

fS пары.

В .этом случае целесообразно несколько сдвинуть золотник в противоположном направлении, в результате чего загрязнения могут быть выведе20 ны иэ зазора. Однако в известных конструкциях движению в нужную сторону препятствует упор золотника или крышка корпуса, так что золотник зафиксирован с одной стороны загряз25 нениями, à с другой — упоРом.

В предлагаемой конструкции заклинйвание устраняют следующим образом.

Заклинивание в исходноМ положении .(фиг. 1) определяют путем пОпыт30 ки перемещения золотника 4 индикаторным рычагом.16 с нормальным рабочим усилием (примерно равным. Усилию пружины 5). Если передвинуть золотник не удается, то рычаг поворачивают против часовой стрелки так, чтобы деформировать упор 10 заплечиком

13 толкателя 12. Между золотником и эаплечиком 13 образуется зазор, на величину которого пружина 5 пере местит золотнйк вправо. Повторными

46 короткими движениями рычага . 16 добиваются того, чтобы зарязнения были выведены из зазора и золотник смог свободно переместиться в левое положение.

4S

Заклинивание золотника в левом крайнем положении определяют по отсутствию сопротивления перемещению индикаторного рычага 16 .до положе 0 ния фиксации штифтом 19. Для устра- . нения заклинивания рычагом 16 через топкатель 12 нажимают на- золотник 4 с усйлием,. достаточным для деформации упора 9. Повторными нажатиями, сопровождаемыми перемещением золотника на величину деформации, добиваются его освобождения для движения вправо.

Заклинивания в промежуточных положениях более редки и устраняются

0 легче ввиду большего свободного хода рычага 16, чем деформация упоров 9 и 10.

Работа системы управления с эолот:никовым клапаном предлагаемой конст6$ рукции.

956855

Формула изобретения

1

При работающем двигателе (не показан) насос 37 подает рабочую жидкость в главную магистраль 51 под. давлением, заданным настройкой регулятора 38. При нейтральном положении штока ручного управления 50 основного устройства управления 44 исполнительные клапаны 40-43 находятся в исходном положении(фиг. 2), так как выходы 45-48 устройства 44 сообщены с дренажной гидролинией 49. Жидкость под давлением иэ гидролинии 51 проходит через клапан 43 в гидро,цилиндр 35, что соответствует нейтрали в трансмиссий (см. таблицу) .

При перемещении штока 50 в положение I выходы 45, 46 и 47 основного устройства 44 сообщаются с гидролинией 51, в результате жидкость поступает в камеры управления клапанов 40, 41 и 43, которые срабатывают. При этом давление подается в гидроцилиндры 33 и 36, что соответствует ступени (см. таблицу).

Аналогичйо при установке органа управления 50 в другие положения включаются остальные ступени.

Работа системы управления при отказе основного устройства 44.

При невозможности включить какиелибо ступени с помощью основного устройства 44 водитель выходит из кабины транспортного средства, с помощью индикаторных рычагов устанавливает и фиксирует клапаны 40-43 в положениях, соответствующих необходимОй ему ступени. Для предотвращения само. произвольного движения транспортное средство должно в это время удерживаться на тормозах если двигатель продолжает работать. После включения ступени продолжают движение транспортного средства беэ устранения отказа основного устройства 44, которое ремонтируют впоследствии в соответствующих условиях.

Диагностика и устранение отказов золотниковых клапанов 40-43.

При .отказе части исполнительных клапанов (заклинивании их золотников),приводящем к остановке транспортного средства, дальнейшее нормальное движение невозможно беэ устренения отказа. Для обнаружения отказавших исполнительных клапанов на неподвижном транспортном средстве при неработающем двигателе поочередно воздействуют на индикаторнЫе рычаги клапанов 40-43. Откаэавшйй клапан и положение в нем золотника определяют по большому свободному ходу, либо, наоборот, по заклиниванию индикаторных рычагов в исходном положении.

Далее, воздействуя на индикаторые рычаги как описано выше, освобождают заклиненные золотники, после чего возможно нормальное движение транспортного средства.

В известных конструкциях систем управления для диагностики и устранения отказа необходима разборка механизма управления и специальный инструмент для извлечения золотников. При этом затраты времени несравнимо выше и не исключена опасность дальнейшего загрязнения в процессе разборки и сборки системы.

Возможны различные варианты

10 исполнения описанной системы управления. Очевидно, что число золотниковых клапанов может изменяться применительно. к любой конкретной трансмиссии. Основное устройство управ)5 ления 44, изображенное схематичес-. ки, может иметь любое из известных конструктивных исполнений. В частности оно может содержать элементы автоматического управления, иметь

20 механический или электрический привод из кабины к штоку 50, состоять из электромагнитных клапанов и т.д.

Возможны также варианты с механической связью штока 12 с золот2 ником 4. В этом случае для диагор ностики поочередно устанавливают во все положения шток 50 при неподвижном транспортном средстве, наблюдают за перемещениями индикаторных рычагов и по перемещениям судят:об исправности системы. Воздействием на рычаги устраняют отказы. В данном варианте диагностика облегчается, однако резко возрастает износ уплотыений 14, а также сопротивление

З движению золотникам 4. В связи с этим вариант имеет более ограниченное применение.

Предложенное устройство целесообразно применять в первую очередь на

40 транспортных средствах, которые по характеру своего назначения длительное время эксплуатируются вдали от стационарных баэ обслуживания и в природных условйях, затрудняющих

Я полевой ремонт — в северных, жаркопустынных районах и т.д. Примером являются строительно-дорожные машины, гусеничные и колесные тягачи, тяжелые самосвалы, автопоезда для 0 дальних перевозок, специальные машины и т.д.

Золотниковый клапан лреимущест венно для систем управления гидроцилиндрами фрикционных муфт транс,миссии, содержащий корпус с напорными и сливными каналами и расположенный в нем подпружиненный по оси золотник, контактирующий с толкателем, © отличающийся тем, что, с целью повышения удобств эксплуатации путем оперативного устранения заклинивания золотника, он снабжен упругими упорами, закрепленными в

63 корпусе по обе стороны от золотника, 956855

10 связанным с толкателем индикаторным рычагом и подвижно смонтированным на, нем фиксатором углового положения рычага, при этом жесткость упругих упоров определяется формулой

P 5 х где С вЂ” жесткость упругого упора;

P — давление в камере управления

5 — площадь торца зопотника; х — величина деформации упора.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР

9 653148, кл. В 60 K 41/10, 1979.

?. Патент СШЛ М 37056 42, кл, 142/4, 1972 (прототип).

Составитель И. Яцунов "

Редактор. Н. Гунько Техред Т.Фанта КорректоР Г. Огар

Заказ 6561/20 Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый

113035, MocKBa) Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4