Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Ускоренные перемещения поршня силового цилиндра с односторонним штоком можно обеспечить путем соединения обеих полостей цилиндра с односторонним штоком. На рис. 28, а представлена одна из схем такой системы, снабженная распределительным золотником с отрицательным перекрытием 52 полости в аккумулятор 3. При соединении же левой полости цилиндра с баком (при положении распределителя, показанном справа) поршень под давлением жидкости, поступающей из аккумулятора 3 в правую полость цилиндра 2, перемещается влево (обратный ход поршня).
При питании левой полости цилиндра жидкостью под давлением р„ усилие, развиваемое поршнем, 4 Ря 4 Рак 4 ( ) Рн Рак я (Вт — ба) п()е я (32) (Ь ( 1) в среднем положении (см. также рис. 44). В крайних (левом и правом) положениях плунжера золотника жидкость, поступающая от насоса, направляется соответственно в правую или левую полость силового цилиндра 1, обеспечивая скорость перемещения его поршня 2, соответствующую рабочему сечению этих полостей [см. выражение (31) ).
В среднем же положении плунжера каналы, ведущие в бак, блокируются (перекрываются), а обе полости цилиндра 1 соединяются между собой и с каналом насоса через щель отрицательного перекрытия золотника, ввиду чего давления жидкости в них будут равны (гидравлическим сопротивлением пренебрегаем). В результате поршень 2 под действием неуравновешенного вследствие разности рабочих площадей действия на него давления жидкости перемещается вправо. Поскольку жидкость, вытесняемая при этом из правой полости цилиндра, поступает в левую его полость, скорость поршня о„определится подачей Я„ насоса и подачей, вытесняемой из правой полости цилиндра Яч Усилие, развиваемое на поршне, В соответствии с этим рабочей (нескомпенсированной) площадью поршня в этой схеме является площадь сечения штока р„4 Следовательно,.
скорость поршня в этом случае В системах автоматики указанное соединение полостей силового цилиндра на требуемой части хода его поршня обычно осуществляется с помощью дополнительного трехходового распределителя (переключателя), управляемого каким-либо внешним устройством (упором или электропереключателем). На рис. 28, б показана схема системы с подобным дополнительным распределителем 3 и кулачком 2, установленным на штоке цилиндра 1.
Левая полость цилиндра соединена через основной 'распределитель 4 с нагнетанием, а правая через дополнительный — со сливом, в результате поршень цилиндра перемещается вправо со скоростью, соответствующей рабочей его площади со стороны нагнетания. Однако после того, как перемещающийся шток утопит с помощью установленного на нем кулачка плунжер распределителя 8, левая и правая полости цилиндра соединяются между собой и с нагнетанием, в результате поршень будет перемещаться в том же направлении, но со скоростью, определяемой сечением его штока. По прекращении действия упора на плунжер распределителя он вновь переместится с помощью пружины в исходное верхнее положение (изображенное на рис.
28, б), при этом полости цилиндров вновь отделятся друг от друга. Рассмотренное соединение применяется в системах, в которых требуется обеспечить, например, ускоренный подвод режущего инструмента к обрабатываемому изделию. Путем установки на штоке цилиндра нескольких упоров представляется возможным получить чередование замедленных и ускоренных перемещений штока, необходимость в котором возникает, например, при расточке многостенных деталей. Применяются также силовые цилиндры сложных схем (со ступенчатым поршнем, телескопические цилиндры и пр.). На рис.
29, а изображена схема цилиндра со ступенчатым поршнем, с помощью которого можно получить несколько скоростей. 53 При подаче жидкости Я„ с давлением р„ в канал а получим макси мальную скорость ~Он ~в и минимальное усилие р и2(2 4 при подводе жидкости в канал Ь получим среднюю скорость 4О„ пв 22 (ра ле) а) Рис. 29. Силовой цилиндр со ступенча поршнем (а) и схема питания таи цилиндра (б) и усилие и (02 — оа) )2= 4 Р ° При одновременной подаче в каналы а н Ь получим минимальную скорость 4(1„ О а — п(22 и максимальное усилие и()2 Ра= 4 Р' Скорость обратного хода (при подаче жидкости в канал с) и усилие: 4о и ((тт — й)2) па= 2 2,, 'Ра — 4 Р„.
и ( — Р,) Схема питания такого цилиндра показана на рис. 29, б. Механизмы с гибкими разделителями Лля осуществления малых прямолинейных перемещений при небольших усилиях применяют исполнительные механизмы (гидродвигатели) с эластичными разделителями в виде плоских .(рис. 30, а) или фигурных (рис. 30, б и в) резино-тканевых мембран. С помощью этих мембран можно обеспечить полную герметичность соединения и одновременно малое трение, благодаря чему мембранные механизмы нашли применение как в гидро-, так и в пневмосистемах прн небольших (5 — 10 кГ)сма) давлениях. Плоская мембрана (см. рис. 30, а) отличаегся простотой, однако эффективная ее площадь изменяется при перемещениях центра более интенсивно, чем эффективная площадь мембран с фигурной упругой частью (см. рис. 30, б н и). Кроме того, плоская мембрана допускает значительно меньший ход центра в сравнении с фигурными, которые допускают некоторый прогиб мембраны без растяжения ткани.
54 На рис. 31 представлена схема привода с тарельчатой мембраной, начальная форма которой показана штриховыми линиями. Под действием нагрузки г' и сил давления мембрана приняла форму, показанную на схеме. Максимальный ход тарельчатых мембран (см. рис. 30, в) примерно равен двойной их высоте й. Максимальный ход гофрированных диафрагм мембран (см. рис. 30, б) равен примерно ширине а зига или двойной его высоте Ь. Ход плоских мембран (см. рис. 30, а) не должен превышать 7 — 10% диаметра х) окружности их заделки. Мембранный гидравлический (пневматический) исполнительный механизм представляет собой защемленное по периферии эластичное кольцо Ь,с центром которого связана нагрузка (см. рис.
31). Как правило, это кольцо имеет жесткий центр, диаметр с( которого составляет 0,75 — 0,85 диаметра О защемления кольца в корпусе. В гидропневмоавтоматике распространены также металлические гофрированные мембраны а7 (из бериллиевой бронзы или хромоникелевого сплава) симметричного (см. рис. 32, а) и несимметричного (рис.
32, б) типов. Симметричная мембрана получена путем сварки двух несимметричных мембран. Деформация таких мембран является функцией пеРепада давлениЯ ЛР =- Р, — Рз и внеш. ней нагрузки г. Деформация составляет до 5% Рис. 30. Схемы: для мембран симметричного и 2 — 3% от диаметра а — исполнительного механизма заделки для мембран несимметричного типов.
На рис. 32, в приведены кривые зависимости х = 1 (!э) для симметричного и на рис. 32, г — для несимметричного типов мембран, которые показывают, что характеристики имеют некоторый практически линейный участок АВ. Усилие на центре мембраны. Важным параметром мембранного устройства является эффективная площадь мембраны, которая определяет разви- Рис. ЗК Схема исполнительного механизма с ренино-тканевой мембраной ваемое на центре мембраны усилие в направлении, перпендикулярном к плоскости ее защемления.
Под эффективной площадью мембраны в общем случае понимают такую площадь, которай будучи умноженной на перепад давления, действующий на мембрану, определяет усилие, развиваемое на ее центре. Очевидно, такое определение не вскрывает физического смысла эффективной 55 плошади, поскольку на самой мембране отсутствует фигура, геометрическая площадь которой определила бы ее эффективную плошадь. Эффективная площадь зависит как от конструктивных параметров, так и от ряда прочих факторов (хода центра мембраны и жесткости ее материала, Ю Рис. 32.
Металлические мембраны 1а и б) н их характеристики 1в и г) перепада давления и пр.), определение влияния которых обычно затруднительно. Ввиду этого эффективную площадь рассчитывают при малых (близких к нулевому) прогибах по приближенным формулам с последующей экспериментальной проверкой. Наиболее простым является исполнительный механизм, в котором мембрана не имеет.
л жесткого центра. Расчетная схема такого ух= у механизма показана на рис. 33, а. Плошадь поверхности Б мембраны можно условно З разбить на ряд элементарных равнобедренных треугольников с вершинами в центре ч Г мембраны и основаниями у контура их за- крепления. При этом можно допустить, что равнодействующая сила давления рабочей среды на каждый треугольник приложена на расстоянии р, равном х/в высоты я треугольника от основания.
Соответственно опорная реакция элементарного треугольника плошадью Яе будет обратно пропорциональна расстоянию от опоры до точки приложения равнодействующей. Очевидно, что сумма опорных реакций при таком допущении будет примерно равна г/гр5 у контура защемлсния и Чх)т5 в центре мембраны. В соответствии с этим усилие Е давления рабочей среды,' передаваемое на центр такой мембраны, закрепленной по внешнему контуру, при расположении ее в плоскости (при нулевом прогибе) 1 Р = — р5 3 аа гт в) Рис. 33.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
