Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 35

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 35)

7.2, а, поз. 2) из немагнитного материала, который изменяет форму линий магнитного поля. В зависимости от выполняемых функций выпускают пропорциональные электромагниты, регулируемые по силе (рис. 7.2) и по положению (рис. 7.4). Рис. 7.2. Пропорциональный электромагнит„управляемый по силе, и его характеристика Электрический входной сигнал, например„от задающего потенциометра 6, в виде напряжения подается на электронный усилитель 8, где преобразуется в соответствии со значением напряжения в электрический ток нагрузки (например, 1 мВ ... 1 мА). Электрический ток, протекая по обмотке катушки 3, создает электромагнитное поле, которое вызывает продольное смещение ферромагнитного подвижного якоря 4 с силой, пропорцио- 145 7. Гидроприводы с электрическим пропорциональным управлением нальной силе тока.

Наличие обратной связи по току, значение которого сравнивается с заданным входным сигналом в узле суммирования 7, обеспечивает поддержание сипы тока, а таким образом, и силы, развиваемой якорем 4, на заданном уровне даже при изменении внешнего сопротивления якорю. Особенностью электромагнитов„регулируемых по силе, является то, что они развивают постоянное по величине усилие, пропорциональное поданному управляющему сигналу, во всем диапазоне хода якоря (рис. 7.2, б). Возврат якоря 4 в исходное состояние при снятии управляющего сигнала осуществляется пружиной 5. Поскольку пропорциональные электромагниты работают в масле, в конструкции предусмотрена пробка 1 для удаления воздуха. В гидроаппаратахспропорционапьнымэпектрическим управлением сила,развиваемаяэлектромагнитом, уравновешивается силой пружины, нагружающей ЗРЭ.

Рабочей точкой гидроаппарата является точка пересечения характеристик пропорционального магнита и нагружающей пружины (рис. 7.3), Рис. 7.3. Принцип действия пропорционального магнита, управляемого по силе Наложение линейной характеристики пружины гидроаппарата на характеристику магнита показывает, что величина смещения подпружиненного якоря (величина сжатия нагружающей пружины) пропорциональна току, протекающему через катушку электромагнита.

На стабильность характеристик гидроаппарата с пропорциональным управлением оказывают отрицательное влияние гидродинамические силы, возникающие при обтекании запорно-регулирующего элемента, а также сипы трения между подвижными элементами конструкции. Проявление этих факторов может стать причиной плохой повторяемости в работе гидроаппарата, т.е. приводить к тому„что при неоднократной подаче одинаковых по уровню сигналов управления, положение якоря магнита, а, следовательно, и регулируемый гидроаппаратом параметр, может оказываться различным.

Таким образам, поддержание требуемых параметров на заданном уровне определяется точностью позиционирования якоря электромагнита. Знечител~с ное улучшение точности позиционирования якоря можно получить, если управление магнитом осуществпять не с обратной связью по току, как это реализовано в магнитах с регулированием по силе, а с обратной связью по положению якоря, как это выполняется в пропорциональных магнитах с управлением по положению (рис.

7.4, а). Якорь магнита 3 удерживается в позиции определяемой величиной тока протекающего по катушке, независимо от противодействующей силы (в рабочем диапазоне значений) посредством замкнутого контура регулирования. Сигнал обратной связи генерируется аналоговым индуктивным датчиком положения 1. Величина выходного сигнала датчика зависит от положения жестко связанного с якорем 3 сердечника 2. 7. 1.

Пролорционельные зпектрогиагниты На характеристике магнита, приведенной на рис. 7.4, б, ось «Ход якоря» выполнена в отрицательном диапазоне значений по причине того, что в свободном состоянии якорь под действием пружины 4 находится в выдвинутой позиции (ход якоря равен 0). При установке магнита на гидроаппарат под действием сопрягаемой детали — пружины ипи золотника — якорь принудительно сдвигается внутрь катушки, т.е. в область отрицательных значений хода, При подаче управляющего электрического сигнала на катушку якорь начинает выдвигаться, т.е, приближаться к позиции О. Рис.

7,4. Пропорциональный магнит с управлением по положению Характеристика регулируемого по положению магнита не имеет линейных участков, характерных дпя магнитов, регупируемык по сипе, что свидетельствует о зависимости развиваемого магнитом усилия от положения якоря. Гидроаппараты с пропорциональным управлением выполняют по следующим двум схемам: в в клапанах давления — нагружающую пружину располагают между пропорциональным магнитом и ЗРЭ (рис. 7.5, а); и в гидрораспредепитепях — золотник располагают между нагружающей пружиной и пропорциональным магнитом (рис. 7.5, 6). Рис. 7.5. Схемы конструктивного исполнения гидроаппаратов с пропорциональным управлением Такое конструктивное исполнение позволяет осуществлять пропорциональное входному электрическому сигналу смещение золотника в распределителях и сжатие нагружающей пружины в клапанах давления.

При этом распределители приобретают возможность не только направлять потоки рабочей жидкости, но и изменять ее расход. 147 7. Гидроприводы с электрическим пропорциональным управлением 7.2. Гидроаппараты с электрическим пропорциональным управлением 7.2.1. Клапаныдаалания Использование клапанов давления с пропорциональным управлением позволяет при необходимости непрерывно регулировать давление в различных линиях гидросистемы посредством электрического сигнала. Принципы действия клапанов давления с пропорциональным управлением аналогичны принципам, заложенным в основу работы рассмотренных выше клапанов с ручной настройкой, с той разницей, что сжатие настроечных пружин в них осуществляется посредством пропорциональных магнитов, а не посредством вращения регулировочных винтов.

В некоторых конструкциях настроечные пружины отсутствуют, а требуемое усилие на ЗРЭ клапана передается непосредственно от пропорционального магнита (рис. 7.6). Рис. 7.6. Предохранительный клапан прямого действия с пропорциональным управлением Очевидно, что в клапанах давления непрямого действия пропорциональные магниты управляют ЗРЭ клапанов первого каскада (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Предохранительный клапан непрямого действия с пропорциональным управлением Давление в контролируемой гидролинии А определяется давлением настройки клапана первого каскада 1, давление срабатывания которого задается входным электрическим сигналом на пропорциональный магнит. 148 7.2 Гидроаппараты с злектрическим пропорциональным управлением Когда давление в линии А превышает заданный уровень, ЗРЭ пилотного клапана 1,'поднимается с седле и часть жидкости из пинии А через клапан первого каскада сливается в линию В. В пружинной полости основного ЗРЭ давление падает, усилие от создавшегося перепада давления поднимает его с седла — срабатывает клапан второго каскада 2.

Жидкость перетекает из пинии А в линию В, давление в пинии А поддерживается на заданном уровне. Иногда предохранительные клапаны непрямого действия с пропорционапьным управлением дополнительно снабжают клапаном предельного давления 3, которые защищают гидросистему от превышения давления выше допустимого значения при сбое электронной системы управпения. Остановимся более подробно на принципе действия трехлинейного редукционного клапана с пропорциональным управлением, изображенного на рис. 7.8, поскольку такое конструктивное рещение лежит в основе кпапанов первого каскада гидравлических распределителей непрямого действия с пропорциональным управлением. Рис. 7.8.

Редукционный клапан прямого действия с пропорциональным управлением При подаче электрического сигнала управления якорь 1 сдвигает втулку 2 на величину, пропорционапьную величине управляющего сигнапа. Через каналы, выполненные во втулке 2 жидкость из канала Р поступает в канап А. С ростом давления в канале А втулка 2 начинает смещаться в сторону магнита и при достижении заданного уровня давления, каналы Р и А разъединяются.

Величина давления в канапе А будет определяться силой, которую развивает пропорционапьный магнит. Если давление в канале А начнет превышать заданное значение, дальнейшее смещение втулки 2 в сторону магнита приведет к соединению каналов А и Т и давление в канапе А останется на заданном уровне. 7.2.2. Гидрораопределители Являясь дроссепирующими, гидрораспредепитепи с пропорциональным управлением конструктивно похожи на дискретные распределители, но, в отличие от них, сочетают в себе две функции: в пуск, останов и изменение направления потока рабочей жидкости (обеспечиваются и дискретными рас- предепитепями); я управление расходом.

Управление расходом посредством гидрораспредепитепей обеспечивается благодаря двум особенностям, которые отличают распределители с пропорциональным управлением от дискретных распределитепей — возможность смещения зопотника распределителя на величину пропорциональную вепичине управляющего эпектрического сигнала и плавное изменение площади их проходного сечения за счет выполнения нз буртиках золотника проточек, спрофипированных особым образом. Напичиепроточекпозвопяетменятьплощадьпроходногосечениягидрораспредепитепявовсемдиапазо- не, в то время как буртики золотника с положительным перекрытием остаются в контакте с кромками ципинд- 7.

Гидроприеоды с электрическим пропорциональным управлением рических расточек в корпусе (рис. 7.9). Таким образом, во время работы гидрораспределителя осуществляется дросселирование потоков жидкости во всех каналах (Р— А,  — Т, или Р— В, А — Т ). Рис. 7.9. 4/3-гидрораспределитель прямого действия с пропорциональным управлением Управляется гидрораспределитель следующим образом: если управляющий электрический сигнал в виде напряжения имеет отрицательное значение, ток поступает на магнит В, золотник смещается влево на величину пропорциональную силе тока и осуществляет коммутацию Р— А,  — Т. Если управляющее напряжение имеет положительное значение, ток поступает на магнит А (Р— В, А — Т). При отсутствии электрического сигнала управления золотник под действием центрирующих пружин устанавливается в нейтральную позицию (все каналы перекрыты).

В зависимости от требований, предъявляемых к конкретному приводу, применяют распределители с различными расходными характеристиками, вид которых определяется формой проточек на буртиках золотника (рис. 7,10). Рис. 7.10. Зависимость расходных характеристик распределителей от формы проточек Так распределитель, на буртиках золотника которого выполнены проточки треугольной формы (рис. 7.10, а), имеет расходную характеристику в виде параболы, а золотник с прямоугольными проточкам на буртиках обеспечивает почти линейную расходную характеристику распределителя (рис. 7.10, б). 15О 7.2.

Гидроаппараты с электрическим пропорциональным управлением Как и в дискретных распределителях, прямое управление применяется для аппаратов с условным проходом до 10 мм. При ббльших значениях условных проходов применяют распределители с пилотным управлением (рис. 7.11).

Характеристики

Список файлов книги