You created this PDF from an application that is not licensed to print to novapdf printer (

Transkrypt

1 5.3. Siłowniki hydrauliczne Do wykonywania rozmaitych zadań i czynności stosowane są różnego rodzaju siłowniki i silniki hydrauliczne zwane ogólnie urządzeniami roboczymi lub wykonawczymi. Działanie tego rodzaju urządzeń polega na zmianie energii ciśnienia (potencjalnej) lub energii kinetycznej cieczy na energię mechaniczną. Siłownik hydrauliczny, nazywany niekiedy gwarowo cylindrem siłowym lub jedynie cylindrem, służy do przemieszczania lub utrzymywania jakiegoś elementu np. urządzenia przemysłowego. Działanie siłownika polega na wykorzystywaniu naporu cieczy roboczej, dostarczanej pod odpowiednim ciśnieniem przez źródło energii i odpowiednio skierowanej przez urządzenia rozdzielcze. Energia ciśnienia cieczy jest zużywana w siłowniku na mechaniczną pracę liniowego ruchu tłoczyska lub obrotowego ruchu wału. Ogólnie siłowniki stosowane w hydraulicznych układach podzielić można na siłowniki jednostronnego działania oraz siłowniki dwustronnego działania. W siłowniku jednostronnego działania (rys. 5.46) wymuszany ruch tłoczyska jest następstwem oddziaływania różnicy ciśnień, wywołanej stosownym doprowadzeniem cieczy roboczej pod odpowiednim ciśnieniem, a powrotny ruch tłoczyska wykonuje dzięki naciskowi zewnętrznemu - np. odpowiednio napiętej sprężyny (z jednoczesnym umożliwieniem odpływania uprzednio doprowadzonej cieczy). Rys Schematy siłowników hydraulicznych jednostronnego działania. a - siłownik nurnikowy, b - siłownik tłokowy. 1

2 Rys Schematy siłowników hydraulicznych dwustronnego działania. a - siłownik tłokowy o pojedynczym tłoczysku, b - siłownik tłokowy. W siłowniku dwustronnego działania (rys. 5.47) ruchy tłoczyska w obu kierunkach są wymuszane dzięki wytwarzaniu odpowiednich różnic ciśnienia, a więc wyłącznie przez stosowne doprowadzenie do siłownika cieczy roboczej pod ciśnieniem, przy czym umożliwia się jednocześnie swobodne odpływanie cieczy znajdującej się po przeciwnej stronie tłoka. Ciecz robocza wytwarza w tłoczysku siłownika określony nacisk osiowy, zależny od jej ciśnienia oraz geometrycznych rozmiarów tłoka i tłoczyska. Nacisk osiowy lub inaczej siła od ciśnienia cieczy na tłoczysku siłownika jednostronnego działania wynoszą: (rys. 5.46); R 2 D R p D D d (rys. 5.47a); R p1 p2 4 4 (rys. 5.47b); 2 2 D d p p gdzie: p 1 - ciśnienie po stronie roboczej, p 2 przeciwciśnienie D oraz d - wymiary (wg oznaczeń na rysunkach). 1 2 Elementy robocze siłowników hydraulicznych mogą być wykonane jako nurnik) lub tłoki, w związku z czym ogólnie rozróżnia się siłowniki nurnikowe (rys. 5.48) i siłowniki tłokowe (rys. 5.49). 4 2

3 Rys Nurnikowy siłownik hydrauliczny. Siłownik nurnikowy charakteryzuje się tym, że szczelność pomiędzy cylindrem i nurnikiem utrzymuje jedynie dławica, a pomiędzy wewnętrzną ścianką cylindra i zewnętrzną ścianką nurnika istnieje duży luz. Prosty siłownik nurnikowy cechuje oczywiście działanie jednostronne. Aby uzyskać działanie obustronne, trzeba zastosować albo dwa siłowniki w układzie przeciwsobnym, albo specjalny siłownik o dwóch cylindrach i wspólnym nurniku. Tłokowy siłownik przedstawiony na rys składa się z cylindra w postaci tulei, głowic, tłoka i tłoczyska. Zwykle tłoczysko jest zakończone nastawnym zaczepem, który wraz z uchami głowicy służy do łączenia siłownika z częścią uruchamianą i konstrukcją urządzenia. Tłok i wyjście tłoczyska z głowicy są uszczelnione gumowymi pierścieniami typu "O". Jeżeli podczas pracy siłownik porusza się względem swego zamocowania, ucho głowicy lub końcówkę tłoczyska zaopatruje się w wahliwe przeguby kulowe. Rys Tłokowy siłownik hydrauliczny Odnosząc do określonego ciśnienia roboczego, omawiany siłownik wywiera niejednakowe naciski, zależnie od strony tłoka, na którą działa napór cieczy roboczej. Czynna powierzchnia tłoka jest bowiem z jednej strony zmniejszona o przekrój tłoczyska, a z drugiej jest równa pełnemu przekrojowi tłoka. 3

4 Jeżeli wymaga się, aby naciski lub prędkości tłoczyska były w obu kierunkach jednakowe, wykorzystuje się wszelkie dostępne środki w celu ograniczenia do minimum różnicy czynnych powierzchni obu stron tłoka. Z tego względu dąży się zwykle do stosowania tłoczyska o możliwie małej średnicy, czemu stoją na przeszkodzie wymagania wytrzymałościowe. Kiedy wymagane są w obu kierunkach działania siłownika jednakowe naciski osiowe przy określonym ciśnieniu roboczym lub identyczne prędkości przesuwu przy stałej wydajności cieczy, zaopatruje się siłownik w dodatkowe tłoczysko o takiej samej średnicy jak i tłoczysko przenoszące. Jednak wykonanie takie zwiększa długość siłownika, ponieważ tłoczyska wystają po obu stronach cylindra, a ponadto komplikuje konstrukcję siłownika z uwagi na konieczność utrzymania dokładnej współosiowości trzech walcowych powierzchni wewnętrznych w cylindrze oraz zewnętrznych na tłoku i tłoczyskach. Aby uzyskać dostatecznie duży skok przemieszczanego elementu roboczego, stosuje się nieraz kilka typowych siłowników współpracujących szeregowo lub siłownik teleskopowy. Na rys przedstawiono schemat działania siłownika teleskopowego. Duży osiowy nacisk siłownika bez zbytniego zwiększania średnicy cylindra uzyskać można stosując podwójny tłok szeregowy (rys. 5.51) - dzięki sumowaniu się naporu cieczy działającego na każdy z tłoków osadzonych na wspólnym tłoczysku. Rozwiązanie takie nadaje się szczególnie Rys Schemat dobrze do uruchamiania uchwytów lub działania siłownika zacisków obrabiarek, kiedy wymaga się teleskopowego. możliwie małej średnicy cylindra siłownika. 4

5 5.6. Silniki hydrauliczne Na ogół silnik hydrauliczny stosuje się tylko wówczas, gdy wymagany jest długotrwały ruch obrotowy o nieograniczonym kącie obrotu elementu roboczego. Zasadniczo jako silnik hydrauliczny służyć może każda pompa o odpowiedniej sprawności, z wyjątkiem pomp sterowanych zaworami zwrotnymi. Do pompy pracującej jako silnik doprowadza się ciecz pod ciśnieniem, a z jej wału odbiera się napęd. Silnik hydrauliczny charakteryzują dwie podstawowe wielkości: objętość cieczy q (l/obr) - jaką pochłania silnik podczas jednego pełnego obrotu jego wału - czyli tzw. chłonność, oraz maksymalne ciśnienie zasilania p (kg/cm 2 ). Chłonność q silnika zależy od geometrycznych rozmiarów jego elementów. Znając chłonność silnika można określić prędkość obrotową n jego wału w okresie zasilania silnika cieczą Q (l/min): Silnik hydrauliczny charakteryzują dwie podstawowe wielkości: objętość cieczy q (l/obr) - jaką pochłania silnik podczas jednego pełnego obrotu jego wału - czyli tzw. chłonność, oraz maksymalne ciśnienie zasilania p (kg/cm 2 ). Chłonność q silnika zależy od geometrycznych rozmiarów jego elementów. Znając chłonność silnika można określić prędkość obrotową n jego wału w okresie zasilania silnika cieczą Q (l/min): gdzie: v Q n q v - sprawność objętościowa silnika Q p N 450 gdzie: - sprawność ogólna silnika Moment, jaki można uzyskać na wale wynosi: N M 716,2 n 5

6 Cenną zaletą silnika hydraulicznego jest jego duży moment obrotowy, w stosunku do ciężaru i momentu bezwładności wirnika. Dzięki temu okres rozpędzania silnika hydraulicznego po rozruchu jest bardzo krótki. Okres ten wyznaczyć można z zależności: gdzie: M - moment obrotowy n t 30 M obrotowy silnika w kgm, - moment bezwładności wirnika w kgm/s 2, n - prędkość obrotowa wału, do której rozpędza się silnik, w obr/min. Zależnie od rodzaju silnika hydraulicznego jego rozpędzanie trwa od kilku setnych do paru tysięcznych sekundy, czyli kilkakrotnie krócej niż rozpędzanie silnika elektrycznego podobnej mocy. Ogólnie wśród silników hydraulicznych rozróżnia się silniki o stałej chłonności (nienastawne np. zębate) i o zmiennej chłonności (nastawne). Ze względu na małą sprawność oraz duże opory biegu luzem silniki o stałej chłonności stosowane są rzadko i tylko w przypadkach niewielkiego zapotrzebowania mocy. Zadowalającą w praktyce sprawność wykazuje silnik zębaty jedynie w przypadku zasilania cieczą o ciśnieniu co najmniej kg/cm 2 oraz odciążenia od sił promieniowych lub odpowiednio masywnego ułożyskowania oraz zastosowania sztywnych wałków i kompensacji luzu osiowego. Jako silnik hydrauliczny służyć może również pompa łopatkowa, lecz wówczas trzeba zastosować w niej mechanizm docisku łopatek do stojana oraz odciążenia wału od roboczego ciśnienia cieczy. Silniki tego typu produkuje się jako zwykłe nienawrotne) oraz nawrotne (rewersyjne). Na rysunku 5.75 przedstawiono nawrotny silnik hydrauliczny, w którym kierunek obrotu wału zmienia się przez zmianę kierunku doprowadzania cieczy (do przelotu górnego lub dolnego). 6

7 Rys Hydrauliczny silnik łopatkowy Przeważnie produkowane są silniki łopatkowe o chłonności od 12 cm3 do 1000 cm 3 oraz ciśnieniu roboczym 140 kg/cm 2 i ciśnieniu maksymalnym 210 kg/cm 2. Silniki łopatkowe pracują zwykle przy obciążeniu nominalnym w zakresie od n = 200 do n = 2200 obr/min. Przy zmniejszonym obciążeniu nominalna prędkość obrotowa może być obniżona do 150 obr/min. Do celów specjalnych (np. do napędu wciągarek okrętowych, w maszynach górniczych i przemyśle metalurgicznym) produkuje się również silniki łopatkowe o dużych momentach obrotowych, sięgających do 4000 kgm przy n = obr/min. Obecnie najszerzej stosowane są hydrauliczne silniki tłokowe (wielotłokowe), osiowe (rys. 5.76) i promieniowe, na takie same ciśnienia robocze, jak wytwarzane przez podobne pompy hydrauliczne. W silniku według rys tłoczek dzięki odpowiedniemu kształtowi bieżni w czasie jednego obrotu wykonuje kilka skoków roboczych. W tego typu silnikach stosuje się bieżnie (prowadnice) w postaci gwiazdy o czterech, pięciu, sześciu, siedmiu, ośmiu lub dziewięciu garbach. W celu zwiększenia momentu obrotowego silnika hydraulicznego stosuje się dwa lub trzy rzędy cylindrów. Całkowita liczba cylindrów silnika sięga nieraz od 50 do 60. 7

8 Zawory bezpieczeństwa i przelewowe Każdy układ hydrauliczny powinien być zabezpieczony przed przeciążeniem, czyli przed podwyższaniem się w nim ciśnienia ponad dopuszczalną wartość. Zabezpieczenie takie zapewnia się przez włączenie na odgałęzieniu przewodu tłocznego pompy zaworu bezpieczeństwa, który otwiera się samoczynnie w przypadku podwyższenia się ciśnienia do określonej wartości. W zwykłych warunkach pracy urządzenia zawór bezpieczeństwa pozostaje całkowicie zamknięty i ciecz robocza w całości doprowadzana jest do odbiornika (urządzenia roboczego). Często jednak, np. w przypadku regulacji prędkości przez dławienie, w zwykłych warunkach pracy tylko część cieczy dostarczanej przez pompę ma dopływać do urządzenia wykonawczego, a reszta powinna odpływać do zbiornika lub innej gałęzi układu, w której panuje niższe ciśnienie. W takich przypadkach zawór przepuszczający nadmiar cieczy z odgałęzienia roboczego jest nazywany zaworem przelewowym. Przeważnie zawór przelewowy spełnia jednocześnie zadania zaworu bezpieczeństwa. W zwykłych warunkach pracy urządzenia zawór przelewowy na ogół ciągle przepuszcza ciecz i w związku z tym stawia mu się znacznie wyższe wymagania niż zaworowi bezpieczeństwa - zarówno gdy chodzi o dokładność regulacji ciśnienia, jak i działanie bez drgań oraz powodowania pulsacji ciśnienia. Jeżeli jest to konieczne, w jednym układzie hydrauiicznym może pracować jednocześnie kilka zaworów przelewowych zainstalowanych szeregowo, czyli kolejno przepuszczających ciecz i utrzymujących rozmaite wartości ciśnienia w różnych odcinkach jej obiegu. Na rys i 5.91 pokazano najprostsze wykonanie zaworów bezpieczeństwa bezpośredniego działania. Roboczy kierunek przepływu cieczy przez zawór oznaczony jest na korpusie strzałką. Rys Kulkowy zawór bezpieczeństwa Rys Stożkowy zawór bezpieczeństwa 8

9 Zawór bezpieczeństwa powinien odznaczać się zdolnością natychmiastowego otwierania się w przypadku nagłego wzrostu ciśnienia, ponieważ tylko wówczas skutecznie zapobiega chwilowemu choćby podwyższaniu się ciśnienia w układzie. Do częstej i długotrwałej pracy nadają się raczej zawory stożkowe lub tłoczkowe. Dotyczy to zwłaszcza tłoczkowego zaworu bezpieczeństwa (rys. 5.92), w którym podczas otwierania wolnego przelotu tłoczek nasuwa się na trzpień i ciecz zawarta w komorze jest wytłaczana przez kalibrowany otwór. Zapewnia to dość skuteczne działanie tłumiące, zapobiegające drganiom zaworu. Rys Tłoczkowy zawór bezpieczeństwa Każdy z przedstawionych na rys. 5.90, 5.91 i 5.92 zaworów bezpieczeństwa po odpowiednim ustawieniu wstępnego napięcia sprężyny może służyć jako typowy zawór przelewowy. Zawory takie nie nadają się jednak do układów o wysokich ciśnieniach roboczych i dużych przepustowościach cieczy. Z uwagi na konieczność stosowania bardzo twardych sprężyn (np. przy czynnym przekroju 3 cm 2 i ciśnieniu 160 kg/cm 2 sprężyna powinna wywierać nacisk 480 kg), co stwarza istotne trudności konstrukcyjne. Z tego względu w praktyce średnice czynnych zaworów o działaniu bezpośrednim w układach o wysokim ciśnieniu roboczym ogranicza się do około 25 mm. Zawory z gniazdem ruchomym. W zaworach według rysunków 5.90, 5.91 i 5.92 docisk zaworu do gniazda maleje w miarę wzrostu ciśnienia p1 i w chwili oderwania zaworu od gniazda staje się równy zeru. Wskutek stopniowego zmniejszania się docisku szczelność zaworu zmniejsza się. Jednocześnie powstają warunki sprzyjające jego drganiom. Zawory z gniazdami ruchomymi zapewniają zwiększający się docisk zaworu do gniazda, a wiec polepszenie szczelności przy wzroście ciśnienia do pewnej jego wartości, bliskiej ciśnieniu otwarcia, po czym docisk szybko zmniejsza się do chwili otwarcia zaworu. 9

10 Zasada działania zaworu z gniazdem ruchomym jest następująca. Kulka zaworu (rys. 5.93) obciążona słabą sprężyną osadzona jest na gnieździe, które jest tłokiem obciążonym sprężyną. Gdy ciśnienie wzrasta, zawór wraz z gniazdem porusza się ku dołowi. Gdy kulka zaworu oprze się o zderzak, to dalszy ruch gniazda powoduje otwarcie zaworu. Rys Schemat zaworu z ruchomym gniazdem. Na rys przedstawiono przekrój (bezpieczeństwa) z gniazdem ruchomym. zaworu ograniczającego Rys Zawór bezpieczeństwa z gniazdem ruchomym. Aby zmniejszyć wstępne napięcie sprężyny, przy założonym natężeniu przepływu cieczy i ciśnieniu roboczym, oraz zwiększyć czułość zaworów bezpieczeństwa, stosuje się rozmaite specjalne rozwiązania konstrukcyjne. Jako przykład - w zaworze pokazanym na rysunku 5.95 otwarcie właściwego zaworu bezpieczeństwa (głównego, w postaci tłoczka dociskanego do gniazda przez sprężynę) sterowane jest otwarciem zaworu sterowniczego w postaci iglicy dociskanej do gniazda przez sprężynę, której wstępne napięcie można regulować pokrętłem. 10

11 Zawory zwrotne zwykłe Na rysunku przedstawiono schemat zaworu zwykłego, dostosowanego do montażu przewodowego. Podanie cieczy do przyłącza A powoduje odsunięcie grzybka 2 od gniazda 4 i przepływ cieczy przyłączem B do dalszych elementów układu hydrostatycznego. Podanie cieczy do przyłącza B powoduje tylko zwiększony docisk grzybka 2 do gniazda 4, więc przepływ cieczy jest niemożliwy. Sprężyna 3 jest dobierana tak, aby zawór otwierał się przy stosunkowo niedużym ciśnieniu. Najczęściej ciśnienie otwarcia wynosi [MPa], gdyż zawór nie powinien powodować zbyt dużych strat energetycznych. Otwory przyłączeniowe mogą być także wyprowadzone na jedną powierzchnię do połączenia zaworu z blokiem elementów sterujących (montaż płytowy). Rys Schemat zaworu zwrotnego zwykłego: 1 - korpus, 2 - grzybek, 3 - sprężyna, 4 - gniazdo, A, B - przyłącza Zawory zwrotne sterowane pojedyncze bez odprowadzenia przecieków Zawory zwrotne sterowane w porównaniu z zaworami zwykłymi umożliwiają dodatkowo przepływ cieczy w kierunku przeciwnym do normalnego. Wymuszone otwarcie drogi dla tego przepływu następuje pod wpływem ciśnieniowego sygnału sterującego. Na rysunku pokazano schemat zaworu dostosowanego do montażu płytowego. Zasadę działania zaworu przedstawimy dla dwóch sytuacji związanych z ciśnieniowym sygnałem sterującym: w przyłączu X nie ma sygnału ciśnieniowego, w przyłączu X jest sygnał ciśnieniowy o odpowiedniej wartości. Jeżeli w przyłączu X nie ma sygnału ciśnieniowego, to zawór działa w konwencjonalny sposób, czyli: otwiera się przy podaniu cieczy do przyłącza A, pozostaje zamknięty przy podaniu cieczy do przyłącza B. Jeżeli w przyłączu X wystąpi sygnał ciśnieniowy, to za pomocą tłoczka 4 grzybek 1 zostanie odsunięty od gniazda. Zatem w wymuszony sposób zostanie otwarta droga przepływu z B do A. 11

12 Rys Schemat zaworu zwrotnego sterowanego, pojedynczego, bez odprowadzenia przecieków: 1 - grzybek, 3 - sprężyna, 4 - tłoczek sterujący, K1, K2 - komory tłoczka sterującego, A, B - przyłącza robocze, X - przyłącze ciśnienia sterującego Zawory zwrotne sterowane pojedyncze z odprowadzeniem przecieków Na rysunku pokazano schemat zaworu dwustopniowego, dostosowanego do montażu płytowego. Zasada działania zaworu jest praktycznie taka sama jak jednostopniowego, a występujące różnice można sprowadzić do dwóch punktów: komora K2 jest oddzielona od przyłącza A i połączona ze zbiornikiem za pomocą przyłącza Y. Zatem oddziaływanie ciśnienia w przyłączu A na tłoczek 4 jest zmniejszone. podczas wymuszonego otwierania drogi przepływu z B do A tłoczek 4 najpierw odsuwa od gniazda kulkę 2. Powoduje to rozpoczęcie przepływu i zmniejszenie ciśnienia w przyłączu B. W trakcie dalszego ruchu tłoczek 4 odsuwa grzybek 1 od gniazda, a początkowa wartość siły wymagana do odsunięcia jest mniejsza niż w zaworze jednostopniowym. Rys Schemat zaworu zwrotnego sterowanego, pojedynczego, z odprowadzeniem przecieków: 1 - grzybek, 2 - kulka, 3 - sprężyna, 4 - tłoczek sterujący, K1, K2 - komory tłoczka sterującego, A, B - przyłącza robocze, X - przyłącze ciśnienia sterującego, Y - przyłącze dla odprowadzenia przecieków 12

13 Zawory zwrotne sterowane podwójne Zawory zwrotne budowane są również w układzie podwójnym (bliźniaczym). Są to dwa zawory zwrotne sterowane, otwierane na przemian jednym tłoczkiem. Na rysunku pokazano schemat takiego zaworu w wersji jednostopniowej do montażu płytowego. Zasada działania zaworu opiera się na następujących wariantach dróg przepływu cieczy. Rys Schemat zaworu zwrotnego sterowanego podwójnego: 1, 2 - grzybki, 3 - tłoczek, A, B - przyłącza do źródła zasilania, A1, B1 - przyłącza do silnika lub siłownika Symbole graficzne zaworów zwrotnych W tabeli 5.4. przedstawiono symbole graficzne omawianych zaworów zwrotnych. Tabela 5.4. Symbole graficzne zaworów zwrotnych 13

14 Rozdzielacze suwakowe Rozdzielacze suwakowe znalazły największe zastosowanie praktyczne spośród innych konstrukcji tego typu. Każdy rozdzielacz suwakowy składa się z dwóch zasadniczych części pokazanych na rysunku (z pominięciem sterowania): suwaka 1 współpracującego z tuleją 2 mającą wewnątrz kilka podtoczeń 3 (kanałów pierścieniowych), znajdujących się w pewnej odległości od siebie. Podtoczenia 3 zaopatrzone są w przyłącza, czyli otwory do połączenia rozdzielacza z układem hydrostatycznym. Przesuwanie suwaka 1 w tulei 2 powoduje zmiany schematu połączeń między przyłączami P, T, A, B. Przedstawiony rozdzielacz może zrealizować trzy warianty (schematy) połączeń, mianowicie: w położeniu I występują połączenia P A i B T, w położeniu II (środkowym) wszystkie połączenia są odcięte od siebie, w położeniu III występują połączenia P B i A T. Jest to zatem rozdzielacz trójpołożeniowy, czterodrogowy otwory T są zwykle ze sobą połączone i wyprowadzone na zewnątrz jako jeden otwór. Fragment symbolu graficznego rozdzielacza zawiera trzy kratki sklejone ze sobą, przy czym ich liczba odpowiada liczbie położeń suwaka 1. W każdej kratce narysowany jest schemat połączeń między drogami P, T, A, B realizowany w danym położeniu suwaka 1. Rys Zasada działania rozdzielacza suwakowego, czterodrogowego, trójpołożeniowego: a) szkic rozwiązania konstrukcyjnego i zasada działania, b) fragment symbolu graficznego, 1 - dwutłoczkowy suwak, 2 - tuleja, 3 - kanał pierścieniowy Rozdzielacze jednostopniowe sterowane mechanicznie Na rysunku pokazano przykład schematu rozdzielacza jednostopniowego, czterodrogowego, trójpołożeniowego, sterowanego mechanicznie (dźwignią ręczną), dostosowanego do montażu płytowego. 14

15 Rys Schemat rozdzielacza czterodrogowego trójpołożeniowego, sterowanego mechanicznie: 1 - korpus, 2 - kanał pierścieniowy, 3 - krawędź sterująca, 4 - suwak, 5, 6 - sprężyny centrujące, 7 - dźwignia, P - przyłącze do pompy, T - przyłącze do zbiornika, A, B - przyłącza do odbiornika Rozdzielacze jednostopniowe sterowane hydraulicznie Na rysunku pokazano przykład schematu rozdzielacza jednostopniowego, czterodrogowego, dwupołożeniowego, sterowanego hydraulicznie, dostosowanego do montażu płytowego. Jeżeli do przyłącza X1 doprowadzony jest sygnał ciśnieniowy i jednocześnie przyłącze X2 jest połączone ze zbiornikiem (tak jak częściowo pokazano na rysunku), to tłoczek 2 przesuwa suwak 1 w prawo. Działa wtedy zatrzask 3 i ustala to położenie suwaka. Po zaniknięciu sygnału w przyłączu X1 sprężyna 5 przesuwa tłoczek 2 w lewo, suwak pozostaje w prawym położeniu. Realizowane są wtedy połączenia P B i A T. Jeżeli do przyłącza X2 zostanie doprowadzony sygnał sterujący i jednocześnie przyłącze X1 zostanie połączone ze zbiornikiem, to tłoczek 4 przesunie suwak 1 w lewo. To nowe położenie suwaka 1 zostanie ustalone przez zatrzask 7. Po zaniknięciu sygnału w przyłączu X2 sprężyna 6 przesunie tłoczek 4 w prawo, suwak pozostanie w lewym położeniu. Realizowane są wtedy połączenia P A i B T. Omawiane rozdzielacze charakteryzują się dużą niezawodnością działania, a do ich przesterowania wystarcza na ogół ciśnienie [MPa]. 15

16 Rys Schemat rozdzielacza 4/2 sterowanego hydraulicznie: 1 - suwak, 2, 4 - tłoczki, 3, 7 - zatrzaski, 5, 6 - sprężyny tłoczków, X1, X2 - przyłącza ciśnieniowych sygnałów sterujących Najbardziej rozpowszechnione są rozdzielacze suwakowe sterowane elektrycznie, przy czym stosowane w nich elektromagnesy klasyfikujemy w następujący sposób: Ze względu na rodzaj prądu rozróżniamy: 1. Elektromagnesy prądu stałego. 2. Elektromagnesy prądu zmiennego. Ze względu na kontakt elektromagnesów z olejem rozróżniamy 1. Elektromagnesy suche. 2. Elektromagnesy mokre. Elektromagnesy prądu stałego charakteryzują się większą trwałością ( cykli) i miękkością przesterowania. Ponadto nie przepalają się gdy zwora nie przesunie się do końca a cewka pozostanie pod prądem. Mogą pracować w temperaturze do 150 [ o C] i wytrzymują dużą częstotliwość przesterowań (15000/godz.). Są jednak o około 20 30% droższe od elektromagnesów prądu zmiennego. Elektromagnesy prądu zmiennego charakteryzują się krótszym czasem przesterowania (8 15 [ms]), mniejszą trwałością ( cykli), mniejszą częstotliwością przełączeń (7200/godz.). Ponadto cechują je duże skoki wartości prądu pobieranego przy przesterowaniu, przewyższające około 4 5 razy wartość nominalną. 16

17 Elektromagnesami suchymi nazywamy takie elektromagnesy, których cewki i zwora chłodzone są powietrzem. Są one prostsze konstrukcyjnie i o 20 30% tańsze. Mają jednak następujące wady: muszą być oddzielone od suwaka uszczelnieniem stykowym, pogarszającym warunki pracy (opory ruchu) i stwarzającym niebezpieczeństwo przecieków, nie mogą być stosowane w maszynach pracujących na wolnym powietrzu i w wilgoci. Elektromagnesami mokrymi nazywamy takie elektromagnesy, których cewki i zwora chłodzone są olejem. Elektromagnesy mokre są lepiej smarowane i szczelnie oddzielone od wpływów atmosferycznych, a więc bardziej trwałe. Obydwa rodzaje elektromagnesów, suche i mokre, wykonywane są na prąd stały i zmienny, na zróżnicowane napięcia np. 24 [V], 220 [V], 380 [V]. W ostatnich czasach użytkownicy ze względu na bezpieczeństwo preferują napięcie 24 [V]. Na rysunku pokazano schemat rozdzielacza jednostopniowego, czterodrogowego, dwupołożeniowego, sterowanego elektrycznie, wyposażonego w elektromagnesy suche, do stosowanego do montażu płytowego. Rysunek przedstawia tzw. rozdzielacz impulsowy. Oznacza to, że suwak 6 rozdzielacza pozostaje w takim położeniu, do którego przesterował go krótkotrwały sygnał sterujący w tym wypadku sygnał podany do elektromagnesu 1. W położeniu suwaka 6 pokazanym na rysunku mamy następujące połączenia między drogami: P B i A T. Po przesterowaniu rozdzielacza schemat połączeń zmieni się na przeciwny, czyli P A i B T. Elektromagnesy 1 i 2 mają przyciski awaryjne 4 i 5, za pomocą których można z zewnątrz uruchomić ręcznie suwak lub sprawdzić działanie elektromagnesów. Rys Schemat rozdzielacza 4/2 sterowanego elektrycznie, wyposażonego w elektromagnesy suche: 1 - elektromagnes prądu zmiennego, 2 - elektromagnes prądu stałego, 3 - tuleje uszczelniające, 4, 5 przyciski awaryjne, 6 - suwak 17