Konspekt: Rozdzielacze

1

Rozdzielacze

1.0 Podział rozdzielaczy, definicje (umowy)

Rozdzielacze należą do grupy zaworów sterujących kierunkiem przepływu cieczy. Umożliwiają

włączenie odbiornika (np.: siłownika hydraulicznego bądź silnika), zmianę jego kierunku ruchu,
zatrzymanie i ewentualne niezawodne unieruchomienie odbiornika pod obciążeniem.

Rozdzielacze ze względu na konstrukcję można podzielić na (rys. 1) suwakowe, zaworowe oraz

obrotowe. Obecnie powszechnie w układach hydraulicznych stosowane są rozdzielacze suwakowe.

Rozdzielacze ze względu na liczbę dróg można podzielić na dwu i więcej drogowe. Za liczbę dróg
przyjęto uważać liczbę wyjść z wnętrza rozdzielacza (na rysunku 1 - rozdzielacze trójdrogowe).

Ze względy na liczbę połączeń rozdzielacze można podzielić na dwu i więcej położeniowe (np.

zawór odcinający jest rozdzielaczem dwupołożeniowym).

Liczba położeń sterujących rozdzielacza określona jest dla danego rozdzielacza na jego symbolu

graficznym ilością kwadratów. Tak więc np. symbol rozdzielacza dwupołożeniowego składa się z
dwóch kwadratów i w każdym z nich narysowane są realizowane połączenia.
Rozdzielacze mogą być sterowane (rys. 2):

- siłą mięśni (przyciskiem, dźwignią, pedałem)

- mechanicznie (popychaczem, sprężyną, krzywką, rolką itp.),

- elektrycznie (elektromagnesem lub silnikiem),

- hydraulicznie lub pneumatycznie,
- w sposób złożony (kombinacja w/w sposobów sterowania).

2.0 Rozdzielacze suwakowe

Podstawę konstrukcji rozdzielaczy suwakowych stanowi precyzyjna para suwakowa (rys. 3).

Zróżnicowane kształty suwaka (odsadzenia - tłoczki) i tulei (pierścieniowe wytoczenia)

decydują o realizowanych połączeniach przez rozdzielacz i o liczbie położeń. I tak przedstawiona na
rysunku 3 para suwakowa stanowi rozdzielacz 4- drogowy, 3 - położeniowy (suwak ma trzy tłoczki a
tuleja 5 rowków pierścieniowych).

2.1 Charakterystyki otwarcia rozdzielaczy

Charakterystyka otwarcia rozdzielacza przedstawia zależność wielkości odsłanianego przekroju

przepływowego f od przemieszczenia suwaka x. W kanałach rozdzielacza panują na ogół różne
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, dwupołożeniowego; oznaczenia: I, II – położenia 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 (przeciążenia i drgania elementów).

W celu złagodzenia tych zjawisk należy okres przesterowania wydłużyć. Osiąga się to przez

odpowiednie ukształtowanie krawędzi sterujących tłoczków (rys. 4).

2.2 Przekrycia spoczynkowe i ruchowe

Przekryciem określa się wzajemne położenie 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, że tłoczki suwaka mają mniejszą szerokość od
szerokości kanałków w tulei i wszystkie kanały są wtedy ze sobą połączone.

Przekrycie spoczynkowe odnoszone jest do położenia neutralnego "0" ( np. środkowy kwadrat

na symbolu graficznym rozdzielacza 3-położeniowego).

Przekrycia ruchowe występują w momencie przesterowania rozdzielacza z położenia „0” w

położenie robocze i oznacza się je na symbolu graficznym kwadracikami narysowanymi liniami
kreskowymi.

Przekrycia

zerowe

stosowane

są

we wzmacniaczach elektrohydraulicznych

(serwozaworach) pracujących z dużymi prędkościami. W układach hydraulicznych z siłownikiem
pozostającym pod obciążeniem (jeśli wymaga się, aby tłok siłownika nie cofnął się w momencie
przesterowania) należy stosować rozdzielacze z dodatnim przekryciem. Takie przekrycia powodują
jednak chwilowe przeciążenia 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 różnych 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 zależność strat ciśnienia ∆p od ilości oleju przepływającego

przez rozdzielacz. Przykładowe charakterystyki przepływowe dla rozdzielacza 3-położeniowego, 4-
drogowego przedstawiono na poniższym rysunku.

2.4

Siły działające na suwak rozdzielacza

Siły te możemy podzielić na siły poprzeczne i siły wzdłużne. Do sił poprzecznie działających do
osi suwaka zaliczyć można ciężar suwaka oraz siłę od ciśnienia działającego z jednej strony suwaka.
Siły te powodują najczęściej zwiekszenie siły tarcia przy przesterowywaniu rozdzielacza.
Przesterowanie rozdzielacza może utrudnić także dociśnięcie suwaka do tulei, jeśli suwak przez dłuższy

Rys. 5 Połączenia hydrauliczne dla 3 położeń 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. Można 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 różnicy ciśnień stumienia wejściwego i wyjściowego w kanale (przeważnie
się jednak równoważą),

- siły hydrodynamicznej wywołanej zmianą pędu strugi oraz koniecznością przyspieszenia słupa
cieczy (przy przesterowaniu)

- oraz siły sprężyn centrujących.

Siła sprężyn ma największą wartość z sił oporowych, gdyż po wyłączeniu np.elektromagnesu musi
pokonać pozostałe siły i ustawić suwak w położeniu środkowym.

3.0 Przykłady konstrukcji rozdzielaczy suwakowych

Rozdzielacz blokowy, sekcyjny, (przyłącza przewodowe) z kanałem wolnego przepływu „w“ oleju przez rozdzielacz w

środkowym położeniu suwaka

Rozdzielacz 3-położeniowy, 4-drogowy mocowany do płyty (kostki) sterowany 2 elektromag. i dwoma sprężynami: 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