ATLAS INTERAKTYWNY

Podział zaworów hydraulicznych jest bardzo podobny do zaworów pneumatycznych.

RnqFP7f70baS8

Podział zaworów hydraulicznych

Zawory odcinające (sterujące kierunkiem przepływu)

Zadaniem zaworów odcinających jest umożliwienie swobodnego przepływu cieczy przez przewód lub szczelne jego zamknięcie. W  przypadku ręcznego sterowania otwieraniem lub zamykaniem najkorzystniejszy jest zawór kulowy. Zawory kulowe są bardzo rozpowszechnione ze względu na szczelność, małe wymiary i duży przekrój w stanie otwartym.

W przypadku innego sposobu sterowania, np. ręcznego, czy elektrycznego, rolę zaworu odcinającego może pełnić rozdzielacz dwudrogowy dwupołożeniowy $2/2$. Suwak dociskany sprężyną zamyka przyłącze ciśnieniowe $\mathrm{P}$. Po naciśnięciu przycisku nastąpi przesunięcie suwaka i połączenie przyłącza $\mathrm{P}$ i $\mathrm{A}$.

Tabela 13. Symbole zaworów odcinających

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
R1MjqKyyfeqSv Ilustracja	Symbol zaworu odcinającego sterowanego dźwignią (zawór rozdzielający $2/2$, którego powrót wymuszony jest sprężyną)
R4BORi3OmzhI6 Ilustracja	Symbol uproszczony zaworu odcinającego

Zawory zwrotne (sterujące kierunkiem przepływu)

Zadaniem zaworów zwrotnych jest umożliwienie swobodnego przepływu cieczy w jednym kierunku i samoczynne odcięcie przepływu w kierunku przeciwnym. Zawory zwrotne budowane są w następujących odmianach konstrukcyjno‑funkcjonalnych:

• Zawory zwykłe (proste),

• Zawory sterowane,

• Zawory napełniające.

Elementem odcinającym może być kulka, grzybek lub płytka.

Zawór zwrotny prosty

Po pokonaniu oporu sprężyny $3$ ciśnienie cieczy na wlocie zaworu powoduje podniesienie stożka $2$ zamykającego przepływ i skierowanie strumienia cieczy do otworu wylotowego. W kierunku przeciwnym, sprężyna i ciecz robocza dociska stożek $2$ do gniazda w korpusie $1$ i zamyka przepływ.

Tabela 14. Symbol zaworu zwrotnego prostego

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
RcDd7dC30cb4d Ilustracja	Symbol zaworu zwrotnego prostego

Zawory zwrotne sterowane

Zawory zwrotne sterowane umożliwiają przepływ powietrza w jednym kierunku, ale gdy poda się sygnał sterujący, to przepływ może odbywać się też w kierunku przeciwnym.

Jeżeli ciśnienie w kanale $\mathrm{A}$ przekroczy wartość ciśnienia otwarcia ustalonego przez sprężynę, to nastąpi przesunięcie kulki i otwarcie przepływu z kanału $\mathrm{A}$ do $\mathrm{B}$.

Przepływ z kanału $\mathrm{B}$ do $\mathrm{A}$ nastąpi wtedy, gdy zostanie doprowadzone ciśnienie sterujące do kanału $\mathrm{X}$. Ciśnienie w kanale $\mathrm{X}$ oddziałuje na powierzchnię tłoczka, który przemieszcza się, naciska na kulkę i po pokonaniu siły ciśnienia w kanale $\mathrm{B}$ i napięcia sprężyny powoduje otwarcie przepływu. Ciecz może przepływać z kanału $\mathrm{B}$ do $\mathrm{A}$ tak długo jak długo działa ciśnienie sterujące w kanale $\mathrm{X}$.

Tabela 15. Symbol zaworu zwrotnego sterowanego

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
RatYlBjKpSDUh Ilustracja	Symbol zaworu zwrotnego sterowanego

Zawory napełniające

Są odmianą konstrukcyjną zaworów zwrotnych sterowanych, dlatego mają taki sam symbol graficzny. Służą do napełniania dużych przestrzeni cylindrów lub zbiorników i do odcinania głównego obwodu roboczego.

Stożek wstępnie sterowany $1$ i stożek główny $2$ dociskane są do gniazda zaworu za pomocą sprężyny $3$. Sprężyna $4$ naciska suwak $5$ w jego położenie wyjściowe.

Przyłącze A połączone jest ze zbiornikiem cieczy umieszczonym nad cylindrem. Na stożek $1$ i $2$ działa ciśnienie statyczne słupa oleju. Jeżeli tłok cylindra wykona ruch w dół to w przestrzeni nad powierzchnią $A_k$ tłoka powstanie podciśnienie i zawór się otworzy.

Zawory rozdzielające (sterujące kierunkiem przepływu)

Zadaniem zaworów rozdzielających − nazywanych krótko rozdzielaczami − jest doprowadzenie i odprowadzenie cieczy z gałęzi układu hydrostatycznego, sterowane sygnałem zewnętrznym.

Ze względu na stosowane rozwiązania konstrukcyjne wyróżniamy trzy grupy rozdzielaczy:

• rozdzielacze suwakowe,

  RMmGMI6mulfDm

• rozdzielacze zaworowe,

  RgUQizO7Cj4pK

• rozdzielacze obrotowe.

  R160FthGi3w4L

Ze względu na liczbę dróg, czyli sumaryczną liczbę przyłączy roboczych rozróżniamy:

• rozdzielacze dwudrogowe,

• rozdzielacze trójdrogowe,

• rozdzielacze czterodrogowe,

• rozdzielacze wielodrogowe.

Ze względu na liczbę różnorodnych połączeń, jaką rozdzielacz jest w stanie zrealizować rozróżniamy:

• rozdzielacze dwupołożeniowe, realizujące dwa warianty połączeń,

• rozdzielacze trójpołożeniowe, realizujące trzy warianty połączeń,

• rozdzielacze wielopołożeniowe, realizujące wiele wariantów połączeń.

W symbolach graficznych rozdzielaczy każdy wariant połączenia oznaczamy za pomocą kwadratów, dokładnie tak samo jak w przypadku rozdzielaczy pneumatycznych.

Ze względu na wzmacnianie sygnału sterującego pracą rozdzielaczy wyróżniamy:

• rozdzielacze jednostopniowe, pracujące bez wzmacniania sygnału,

• rozdzielacze dwustopniowe i wielostopniowe, pracujące ze wzmacnianiem sygnału.

Ze względu na charakter fizyczny sygnału sterującego rozróżniamy:

• rozdzielacze sterowane mechanicznie,

• rozdzielacze sterowane hydraulicznie i pneumatycznie,

• rozdzielacze sterowane elektrycznie,

• rozdzielacze o sterowaniu mieszanym np. elektrohydraulicznym.

Symbole sterowań zaworów oznacza się w bardzo podobny sposób jak w przypadku układów pneumatycznych. Przyłącza zaworów oznacza się literami wg poniższej tabeli.

Rozdzielacze $3/2$

Służą do sterowania siłownikami jednostronnego działania lub innymi zaworami sterowanymi hydraulicznie. Na rysunku przedstawiono rozdzielacz $3/2$ (trzy drogi, dwa położenia) normalnie zamknięty, tzn. odcięte jest przyłącze zasilania $\mathrm{P}$, a przyłącze robocze $\mathrm{A}$ jest połączone z przyłączem odpływowym $\mathrm{T}$. Gdy zawór zostanie przesterowany przyłącze $\mathrm{T}$ zostaje odcięte, a łączą się przyłącza $\mathrm{P}$ i $\mathrm{A}$, więc zawór się otwiera i do odbiornika dociera olej pod ciśnieniem.

Tabela 17. Symbol zaworu rozdzielającego $3/2$ monostabilnego sterowanego ręcznie przyciskiem normalnie zamkniętego

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
RP6vspIxBYAQe Ilustracja	Symbol zaworu rozdzielającego $3/2$ monostabilnego sterowanego ręcznie przyciskiem normalnie zamkniętego

Rozdzielacze $4/2$

Służą do sterowania siłownikami dwustronnego działania. W położeniu normalnym przyłącze $\mathrm{P}$ jest połączone z $\mathrm{B}$, natomiast $\mathrm{A}$ z $\mathrm{T}$. Po przesterowaniu suwak zaworu się przesunie i połączy przyłącza $\mathrm{P}$ i $\mathrm{A}$ oraz $\mathrm{B}$ i $\mathrm{T}$. Przecieki są odprowadzane wewnętrznym kanałem bezpośrednio do przyłącza $\mathrm{T}$.

Tabela 18. Symbol zaworu rozdzielającego $4/2$ monostabilnego sterowanego ręcznie przyciskiem

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
Rsrm9gkhS7ETN Ilustracja	Symbol zaworu rozdzielającego $4/2$ monostabilnego sterowanego ręcznie przyciskiem

Rozdzielacze $4/3$

Służą do sterowania siłownikami dwustronnego działania, ale pozwalają na zatrzymanie siłownika w dowolnym momencie. W tych rozdzielaczach dodano po prostu trzecie (środkowe) położenie, które może np. odciąć przyłącza robocze.

Tabela 19. Symbol zaworu rozdzielającego $4/3$ sterowanego ręcznie przyciskiem (w środkowym położeniu wszystkie przyłącza odcięte)

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
Rxvy9HQWaIv6c Ilustracja	Symbol zaworu rozdzielającego $4/3$ sterowanego ręcznie przyciskiem (w środkowym położeniu wszystkie przyłącza odcięte)

Tabela 20. Symbol zaworu rozdzielającego $4/3$ sterowanego ręcznie przyciskiem (w środkowym położeniu przyłącze $\mathrm{P}$ połączone z $\mathrm{T}$)

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
RhPDwP3d0q0Sj Ilustracja	Symbol zaworu rozdzielającego $4/3$ sterowanego ręcznie przyciskiem (w środkowym położeniu przyłącze $\mathrm{P}$ połączone z $\mathrm{T}$)

Rozdzielacze elektrohydrauliczne

Jeżeli rozdzielacze sterowane są elektrycznie za pomocą cewek, to w skrócie mówi się na nie rozdzielacze elektrohydrauliczne. Budowę mają identyczną jak sterowane ręcznie, tylko suwak zaworu przezywa trzpień znajdujący się w cewce.

Rozdzielacze elektrohydrauliczne jednostopniowe

Główne elementy rozdzielacza jednostopniowego sterowanego elektrycznie to: korpus $1$, elektromagnesy $3$, suwak $2$, sprężyny centrujące $4$ i przyciski ręcznego przesterowania $5$. Przesterowanie rozdzielacza następuje po przesunięciu suwaka $2$ w jedno ze skrajnych położeń przez bezpośrednio na niego działający elektromagnes $3$. Powrót do położenia środkowego (bezprądowego) wymuszają sprężyny centrujące $4$. Kształt suwaka (rozstaw krawędzi sterujących) powoduje zmianę konfiguracji połączeń pomiędzy komorami $\mathrm{A}$, $\mathrm{B}$, $\mathrm{P}$ i $\mathrm{T}$. W sytuacjach braku zasilania przesunięcie suwaka można dokonać ręcznie przyciskiem $5$.

Rozdzielacze elektrohydrauliczne dwustopniowe

Jeżeli zawory mają przekroje przepływowe powyżej $10\mathrm{mm}$, to na suwak zaworu działają bardzo duże siły. Dlatego do przesterowania zaworu stosuje się zawór wspomagający (pilot) sterowany elektrycznie, który to steruje ciśnieniem zawór główny. Takie zawory nazywamy zaworami dwustopniowymi.

W korpusie $1$ wykonane są: otwór główny i kanały pierścieniowe: $\mathrm{P}, \mathrm{T}, \mathrm{A}, \mathrm{B}$ połączone z przyłączem płytowym korpusu $1$. Przesterowanie rozdzielacza następuje w wyniku przesunięcia suwaka $2$ w jedno z skrajnych położeń. Różne funkcje sterownicze zależne są od rodzaju suwaka $2$, który powoduje zmianę konfiguracji połączeń pomiędzy kanałami $\mathrm{P}, \mathrm{T}, \mathrm{A}, \mathrm{B}$ korpusu $1$. Przesuwanie suwaka $2$ z położenia zerowego następuje w wyniku działania ciśnienia cieczy hydraulicznej doprowadzanej przez rozdzielacz wstępny $4$ do jednej z komór pokryw $3$. Rozdzielacz wstępny $4$ sterowany jest za pomocą elektromagnesów $5$. W sytuacji braku zasilania przesterowanie rozdzielacza $4$ może być dokonane ręcznie, za pomocą przycisków ręcznego przesterowania $6$. Suwak $2$ centrowany jest w położeniu zerowym za pomocą sprężyn $7$.

Zawory sterujące ciśnieniem

Zawory sterujące ciśnieniem stosowane są w układach hydraulicznych w celu ograniczenia ciśnienia cieczy roboczej w układzie lub określonej gałęzi układu. Stosowane są trzy podstawowe rodzaje zaworów sterujących ciśnieniem:

• zawory przelewowe,

• zawory bezpieczeństwa,

• zawory redukcyjne.

Zawory przelewowe

Zawór przelewowy stosuje się w układach, w których podczas normalnej pracy tylko część czynnika powinna dopływać do odbiornika, reszta musi być odprowadzona do zbiornika lub do innej gałęzi układu.

Zawory przelewowe pracują w sposób ciągły odprowadzając nadmiar cieczy do zbiornika. Powoduje to stabilizację ciśnienia cieczy i jednocześnie zabezpieczenie układu przed przeciążeniem.

Zawory mogą być przesterowywane za pomocą wewnętrznego lub zewnętrznego sygnału sterującego $\mathrm{X}$.

Tabela 21. Symbol zaworu przelewowego sterowanego za pomocą wewnętrznego sygnału sterującego

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
RnPqGDH8CraYl Ilustracja	Symbol zaworu przelewowego sterowanego za pomocą wewnętrznego sygnału sterującego

Tabela 22. Symbol zaworu przelewowego sterowanego za pomocą zewnętrznego sygnału sterującego

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
RDEx5AxejnDAB Ilustracja	Symbol zaworu przelewowego sterowanego za pomocą zewnętrznego sygnału sterującego

Zawory bezpieczeństwa

Zawór bezpieczeństwa stosowany jest w przypadkach konieczności natychmiastowego zadziałania w momencie nagłego wzrostu ciśnienia. Budowa oraz zasada działania zaworu bezpieczeństwa jest analogiczna jak zaworu przelewowego, z tą różnicą, że zawór bezpieczeństwa musi otworzyć przepływ do zbiornika natychmiast po wzroście ciśnienia. Ich działanie jest sporadyczne, czyli występujące podczas nieprzewidywanego przeciążenia układu hydrostatycznego.

Zawory redukcyjne

Zawór redukcyjny (regulator ciśnienia) stosowany jest w celu utrzymania stałej wartości ciśnienia za zaworem niezależnie od zmian ciśnienia przed zaworem.

Tłoczek zaworu utrzymywany jest w położeniu otwarcia przez sprężynę. Ciecz bez przeszkód przepływa od pompy $\mathrm{P}$ do siłownika $\mathrm{A}$. Jeżeli ciśnienie $p$ wzrośnie do wartości granicznej wynikającej ze wstępnego napięcia sprężyny to tłoczek zostanie przesunięty w prawo zmniejszając dopływ oleju z pompy. Przy spadku ciśnienia $p$ następuje działanie odwrotne. Nadmiar oleju spływa do zbiornika kanałem.

Tabela 23. Symbol zaworu redukcyjnego

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
RyLa91J6Of0pJ Ilustracja	Symbol zaworu redukcyjnego

Zawory sterujące natężeniem przepływu

Do zmiany (ustawiania) natężenia przepływu cieczy roboczej stosowane są zawory dławiące oraz dławiąco‑zwrotne.

Zawór dławiący

Zawór dławiący – umożliwia dławienie w obu kierunkach przepływu. Ciecz hydrauliczna trafia przez boczne otwory $3$ do dławika $4$. Jest on tworzony pomiędzy obudową $2$, a regulowaną tuleją $1$. Obracając tuleję $1$ można bezstopniowo zmieniać przekrój dławika $4$.

Tabela 24. Symbol zaworu dławiącego

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
R1PMRXAVC4ktS Ilustracja	Symbol zaworu dławiącego

Zawór dławiąco‑zwrotny

Zawór dławiąco‑zwrotny – umożliwia dławienie w jednym kierunku i przepływ bez dławienia w kierunku przeciwnym. Przy przepływie cieczy przez zawór w kierunku dławienia sprężyna $6$ i ciecz hydrauliczna naciskają grzybkiem $5$ na gniazdo odcinając połączenie.

Przez otwory boczne $3$ ciecz hydrauliczna przepływa do dławika $4$ utworzonego pomiędzy obudową $2$, a regulowaną tuleją $1$. W kierunku przeciwnym ciśnienie działa na powierzchnię czołową grzybka $5$, podnosi go z gniazda i umożliwia przepływ. Ciecz hydrauliczna przepływa swobodnie przez zawór.

Tabela 25. Symbol zaworu dławiąco‑zwrotnego

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
Ruetwpb9nYrFI Ilustracja	Symbol zaworu dławiąco‑zwrotnego

Zawory proporcjonalne i serwozawory

W zaworach proporcjonalnych wykorzystuje się sterowanie elektryczne z elektromagnesami proporcjonalnymi. W magnesach proporcjonalnych natężenie prądu podawane na uzwojenie magnesu jest proporcjonalne do siły generowanej na zworze. Dzięki temu pozwalają niemal na bezstopniową regulację. Magnesy proporcjonalne mogą być zastosowane we wszystkich typach zaworów, więc można w sposób prosty regulować ciśnieniem, natężeniem przepływu, czy kierunkiem przepływu (bez nagłych skoków ciśnienia i zmian natężenia przepływu) podczas przesterowywania zaworów.

W zaworach proporcjonalnych występuje niestety histereza, czyli inne zachowanie się zaworu podczas przymykania i otwierania związanego z konstrukcją zaworu.

Zawory proporcjonalne

Przykładem zastosowania magnesów proporcjonalnych są rozdzielacze proporcjonalne. Dzięki zastosowaniu techniki proporcjonalnej można w takich rozdzielaczach sterować natężeniem przepływu, które jest proporcjonalne do natężenia prądu podawanego na uzwojenie magnesu, a zatem można sterować prędkością wysuwania się tłoczyska siłownika hydraulicznego. Nie wymagany jest zatem w układzie dodatkowy zawór dławiący, jednak do sterowania zaworami potrzebne są elektroniczne regulatory. Rozdzielacze proporcjonalne mogą być budowane jako jednostopniowe (dla małych natężeń przepływu) i dwustopniowe. Jeśli wymagana jest większa dokładność pracy zaworu, stosowane są dodatkowe czujniki położenia, informujące zwrotnie o rzeczywistym położeniu suwaka. Sygnał sterujący, wysyłany na cewkę elektromagnesu proporcjonalnego, podawany jest ze wzmacniacza (elektronicznej karty sterującej), z reguły pomieszczonej w szafie sterowniczej. Istnieją również wersje zaworów z tzw. zintegrowaną elektroniką, czyli wzmacniaczem zabudowanym bezpośrednio na zaworze proporcjonalnym.

Tabela 26. Symbole rozdzielaczy proporcjonalnych

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
R2FSanTdYuR2Q Ilustracja	Symbol rozdzielacza jednostopniowego proporcjonalnego $4/3$ z sensorem położenia suwaka
RadaeyVoOR4xm Ilustracja	Symbol rozdzielacza dwustopniowego proporcjonalnego $4/3$

Serwozawory

Serwozawór (serworozdzielacz) realizuje te same zadania, co rozdzielacz proporcjonalny, tj. zmienia przekrój przepływowy (dławiący) w zespole „suwak — tuleja” proporcjonalnie do elektrycznego sygnału sterującego, jednak występuje w nim mechaniczne, bądź elektroniczne sprzężenie zwrotne, dzięki czemu są dokładniejsze i szybsze od zaworów proporcjonalnych.

Serwozawór wyposażony jest w przetwornik elektromechaniczny (tzw. silnik momentowy), który proporcjonalnie do prądu sterującego I obraca zworę i zbliża lub oddala przysłonę od dysz. W kaskadach wyznaczonych przez stałe opory wejściowe (kryzy) i nastawialne wyjściowe (dysza - przysłona) powstaje różnica ciśnień, która przemieszcza suwak, pokonując siłę sprężyny sprzężenia zwrotnego i odsuwając częściowo przysłonę od przydławionej dyszy. Ruch ustanie, gdy zrównoważą się momenty na przysłonie (zworze), a krawędzie sterujące suwaka utworzą nowy przekrój dławiący proporcjonalny do sygnału sterującego.

Powrót do spisu treściDOw223uiYPowrót do spisu treści