Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 83
Текст из файла (страница 83)
(Х1.11) Зарядка сервопружины производится пружинами фрикциона. Работа пружин фрикциона Аф —— 0,5 (Р„,, + Р„в,„) Лзо, (Х1.12) где Р„ ф и Р„ ф ,„ — усилия пружин фрикциона соответственно во включенном и выключенном состояниях; Ьзо — ход нажимного диска. При зарядке часть работы пружин фрикциона теряется в сопряжениях промежуточных деталей. Эти потери учитываются коэффициентом полезного действия Ч„.
Ориентировочно можно принять, что Ч„=- 0,8 —:0,9. Кроме того, не вся работа пружин фрикциона расходуется на зарядку сервопружины. Доля работы пружин фрикциона, используемая на зарядку сервопружины, учитывается специальным коэффициентом Ч „= 0,50 —:0,55. Таким образом, работа, требуемая на зарядку сервопружины, равна Подставив А, в уравнение (Х1.1 !) вместо работы сервопружины А„можно определить коэффициент жесткости сервопружины Афпописо (Х1.13) ст ~! — сос а — —" (!ас„— 'ттсс+ т'+ 2стсоз а)] ст В этом уравнении есть еще одно неизвестное — угол а. Им либо задаются — в выполненных конструкциях на рабочем ходу чаще всего а = 0 —:40', тогда в формулу (Х1.13) подставляется его наибольшее значение, либо определяют. В последнем случае необходимо составить еще одно уравнение, поскольку неизвестных два — к, и а.
Таким уравнением является равенство моментов, приведенных к кривошипу сервопружины, ). (Х1.14) тк — п !тсс+ тс+ 2стсоз а / Здесь й — радиус расположения лунок в шариковом механизме выключения фрикциона; а' — угол наклона рабочего скоса лунки; т', „— передаточное число от кривошипа к подвижной чашке. В заключение отметим, что в свое время сервопружины получили широкое распространение на гусеничных машинах. Они просты и дешевы, постоянно готовы к действию, надежны в работе.
Но в настоящее время они уступают свое место гидравлическому сервоприводу. Причина в том, что сервопружина имеет ограниченную область применения, непригодна для автоматизации, недостаточно эффективно снимает работу на органе воздействия, кроме того, на последнем создает неблагоприятный характер протекания усилия в зависимости от хода. 4 4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СЕРВОПРИВОДЫ Из всех существующих типов гидравлические сервоприводы получили на гусеничных машинах наибольшее распространение, так как по сравнению с другими (пневматическими, электрическими, вакуумными и механическими) они имеют ряд преимуществ.
В частности, они позволяют довести усилие на органах воздействия до любого необходимого значения и при этом обеспечить наиболее выгодный характер его протекания в зависимости от хода. Они также позволяют упростить управление машиной и в оптимальном варианте автоматизировать переключение передач. Кроме того, гидравлические сервоприводы имеют наименьший вес и габариты. Например, при высоких давлениях жидкости вес насосов и гидромоторов примерно в 5 — !О раз меньше, чем вес электрических машин той же мощности. При соблюдении соответствующих конструктивных мероприятий (обогрев масла при низких температурах, качественные уплотнения, достаточная производительность насосов, обеспечивающих компенсацию утечек жндкостй, хорошая фильтрация) гидравлические сервоприводы 27 н.
л. носов 4!7 Рис. Х!.6. Схема гидравлического сервопрнвода, работающего по принципу включен — выключен обладают хорошей надежностью. Они обеспечивают высокое быстродействие и большую позиционную точность. Сравнительно дешевы в производстве и просты в обслуживании. К недостаткам гидравлических сервоприводов можно отнести: 1) чувствительность рабочих жидкостей к изменению темпевпатуры — вязкость масел в диапазоне температур — 50+ 100 С в зависимости от марки масла изменяется в сотни, а то и тысячи раз; 2) обеспечение высокой точности и качества изготовления отдельных деталей, что предъявляет повышенные требования к произо водству, ремонту, а также обслуживанию гидропривода; 3) трудность обеспечения качественного уплотнения сопряженных деталей, имеющих относительное движение.
В силу своих преимуществ гидравлический сервопривод паз чинает применяться для управле- ния всеми элементами трансмиссий, Ю ( т. е. главным фрикционом, перег ключением передач, механизмом поворота, для блокировки гидро- трансформатора и т. д. Исключение составляет лишь стояночный тормоз. Гидравлические сервоприводы подразделяются на три группы, работающие по принципу: 1) включен — выключен; 2) регулятора давления; 3) следящего действия. Рассмотрим каждую группу в отдельности.
Сервопривод, работающий по принципу включен — выключен, применяется для управления теми элементами, рабочие положения которых определяются только крайними положениями. Схема сервопривода, работающего по этому принципу, показана на рис. Х1.5. Насос 1, забирая масло из бака, подает его через напорную магистраль 3 к распределительному золотнику 4. Давление в напорной магистрали поддерживается постоянным за счет редукционного клапана 2. В зависимости от того, в каком положении находится 'плунжер золотника, полость силового цилиндра (бустера) 5 соединяется либо со сливом б (как показано на рис. Х1.6), либо с нагнетающим насосом (при положении рукоятки, показанном штриховой линией).
В первом случае давление в силовом цилиндре равно атмосферному, во втором — достигает максимального значения. Поскольку для перемещения плунжера золотника требуется небольшое усилие — около 0,5 — 1 Н (50 — 100 Г), а выходной элемент бустера развивает усилие в несколько десятков кН (не- 418 угаа сколько тонн); то выигрыш в работе получается очень большой.
Гидравлический сервопривод обеспечивает коэффициент усиления мощности порядка 10в, а коэффициент усиления линейного перемещения может быть доведен до 10. Здесь коэффициентом усиления по мощности (перемещению) называется отношение мощности (перемещения) на штоке силового цилиндра к мощности (перемещению), прикладываемой к плунжеру золотника.
Для сервопривода этого типа чаще всего применяется отсечной золотник, который соединяет силовой цилиндр с какой-то одной полостью (сливной или напорной), отсекая другую. Сервопривод ~7 и // этого типа широко применяется в механизмах управления трансмиссии для переключения передач, осуще- уагр ствляемого с помощью фрикцион- ! ных элементов, для блокировки гидротрансформатора, а также в различных элементах автоматики и т. д. Сервопривод, работающий по принципу регулятора давления, применяется для управления элементами, рабочие положения которых могут непрерывно изменяться в пределах рабочего хода. В этом случае можно зафиксировать управляющий элемент не только в крайних поло- Рис. Х1,7.
Схема гидравличежениях, но и в любых промежуточ- ского сервопривода, работаюных.' Однако последнее может быть выполнено тОлькО в том случае, если нагрузка сопротивления уве- ор личивается с ростом рабочего хода (т. е. — ) О) . Схема сервопривода этого типа показана на рис.
Х1.7. От предыдущей схемы она отличается лишь конструкцией распределительного золотника. Здесь применяется проточной золотник, допускающий в промежуточных положениях плунжера перелив масла из напорной магистрали в сливную. В зависимости от положения плунжера давление в силовом цилиндре непрерывно изменяется от атмосферного до максимального. Для лучшей стабилизации положения плунжера золотника он соединен с рычагом управления не жестко, а через пружину.
При перемещении рукоятки равновесие плунжера наступает тогда, когда сила от давления на торец плунжера и сила пружины уравновешиваются. Следовательно, необходимые сечения окон в гильзе, через которые пропускается жидкость, устанавливаются автоматически соответственно усилию пружины. В полости а золотника жидкость давит на плунжер и усилие в виде реакции передается на рукоятку. Водитель чувствует изменение давления 27* 419 в силовом цилиндре.
Это явление очень полезное и обычно называется «чувством машины». Золотник проточного типа очень чувствителен к изменению положения управляющего рычага и позволяет осуществлять точное регулирование жидкости в силовом цилиндре, однако ему присущ крупный недостаток — непроизводительный расход мощности потока рабочей жидкости при промежуточном положении плунжера золотника.
Следовательно, для питания нескольких Рис. Х1.8. Схема гидравлического сервопривода, работающего по принципу регулятора давления с отсечным аолотником Рис. Х1.9. Схема гидравлического сервопривода следящего действия силовых цилиндров с такими золотниками потребуется насос с повышенной производительностью. Чтобы избежать указанного недостатка, в сервоприводе, работающем по принципу регулятора давления, часто применяется другой золотник — отсечной (рис. Х1.8). Размер 1, между внутренними кромками буртиков плунжера меньше, чем размер 1, между внутренними кромками окон напорной и сливной магистралей. Следовательно, в золотнике напорная магистраль никогда не соединяется со сливом и непроизводительных перетечек жидкости не происходит.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
