Лекция №16.1. Гидравлический привод объемного регулирования (Лекции по дисциплине "Динамическое проектирование систем стабилизации летательных аппаратов")

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОДОБЪЕМНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯСхема гидравлического привода с объемным регулированиемОбщий вид гидролопаты:1 – два цилиндра подъема и опускания стрелы; 2 – стрела; 3 –цилиндр поворота рукоятки; 4 – рукоятка; 5 – шарнир поворотарукоятки; 6 – цилиндр поворота ковша; 7 – шарнир поворота ковшаСхема механизма копания экскаватора:1 – стрела; 2,11 – силовые цилиндры; 3 – шарниры; 4 – рукоятка;5,6 – система управления ковшом; 7 – ковш; 8 – блок золотников;9 – обратный клапан; 10 - дроссельГидропередача подъемного устройства1 – гидробак; 2 – шестеренный насос; 3 – гидрораспределитель;4 – гидродвигательСкоростная характеристика:-- - расчетная;-о- - экспериментальная.Q Wd W  k H dtd2Dz при sin   где: k H 8 - угловая скорость вращениявала ротора насоса [рад/сек];W - удельный объем насоса[см3/рад] - угол наклона блокацилиндров.Q1W q и W2  k k kH- коэффициентWусиления привода по скоростиМеханическая характеристика:-- - расчетная;-о- - экспериментальная  k  MFMW2где: F  rH  rMкоэффициент жесткостимеханической характеристики;rH , rM - коэффициентыобъемных потерь насоса игидромотора;DM- диапазон0регулирования скоростей.Минимальная скорость 0обусловлена появлениемавтоколебаний роторагидромотора и нагрузки примедленном движении («ползучие скорости»).

Автоколебания,обусловленные разностью трения покоя и трения движения,сжимаемостью рабочей жидкости, инерцией ротора и утечками внасосе и гидромоторе, создают неравномерность хода гидромотораи снижают диапазон регулирования скоростей.Сравнение рулевых приводов дроссельного иобъемного регулированияМеханические характеристикиЗависимость к.п.д. от нагрузкиРулевой привод объемного регулированияIу4Iу3Iу1Iу2Uпш4Uпш3Uпш2ЭГУIIUпш1ЭГУIД ПШ 4ДПШ 3ДПШ 2ДПШ 1НIIНIЭДIIНВIIЭДIНВI+27В вкл.ЭГКIIU р1ККIIU р4КС(Д)КС(Д)ЭГКIU р3 U р2Д р2Д р4ККIД р1Д р3Uос2 Uос1Uос4 Uос3Принципиальная схема привода объемного регулированияРулевой привод стабилизатора дроссельного регулированияРулевой привод стабилизатора объемного регулированияУравнения движения, передаточные функциирулевого привода объемного регулирования- уравнение моментов:d WPД  f ,Jdtгде: J  J ГМ  J НАГ1i2- приведенный к валу гидромотора моментинерции вращающихся частей;J ГМ - момент инерции гидромотора;J НАГ - момент инерции нагрузки;i- передаточное отношение редуктора; - угловая скорость вращения гидромотора;1W q - удельный объем гидромотора;2PД  Р1  Р2 - перепад давления в гидромоторе;f - коэффициент вязкого трения гидромотора.- уравнение расхода:QН  QГМ ; k H   rH PД  W  rM PД V d (PД )E dt ,решая уравнения совместно получим:TГ TM    TM      k  ,где:ТГ VF Er C Г-гидравлическаяпостояннаявремени,учитывающая процесс изменения давления с учетом сжимаемостижидкости;TM JrJW2 F-механическаяпостояннаявремени,учитывающая инерционность ротора гидромотора и нагрузки;MW2F rH  rM- коэффициент жесткости механическойхарактеристики гидропривода;EW 2C V-коэффициентпружины» гидромотора;жесткости«гидравлическойk kH- коэффициент усиления привода по скорости.WT    2 K TK      k  ,2KJгде: TK  TГ TM  C  - постоянная времени гидропривода;Г1  JC ГfК  2  F 1 fJC(1f)Г- коэффициент относительногодемпфирования.Передаточная функция гидропривода по скорости:WK ( S ) k( S ) 2 2 ( S ) TK S  2 K TK S  1Передаточная функция гидропривода поположению:WK ( S ) k  (S ) ( S ) S (TK2 S 2  2 K TK S  1)Передаточная функция гидропривода с учетомуправления углом поворота люльки гидронасоса:WK ( S ) k  (S ) ( S ) S (TУ S  1)(TK2 S 2  2 K TK S  1)Логарифмические амплитуднофазочастотныехарактеристикиЭкспериментальные логарифмическиеамплитуднофазочастотные характеристики:/- L ( ),  / ( ) - при моменте инерции нагрузки J H  20 H  M  c 2 ;- L// ( ),  // ( ) - при моменте инерции нагрузки J H  10 H  M  c 2 ..