Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 41
Текст из файла (страница 41)
В системах автоматического управления применяются также распределители струйного типа н типа сопло— заслонка с электроуправлеРл нием. Рал Крановые распределители применяются преимущественно в схемах с силовым цилиндром поворотноготипа(см,рис,139,а). При конструировании кранового распределителя следует предусмотреть для уменьшения й ухИ трения разгрузку пробки крана Рсл от одностороннего давления жидкости. При применении Рис.
Ыз. Схема гидроусилителя с илананнмм кранов в следящих системах разгрузка пробки осуществ- ляется путем парного выполнения расположенных диаметрально противоположно отверстий (см. рис. 54, б). Однако и в этом случае крановые распределители обладают большим трением, ввиду чего краны со скользящими рабочими элементами применяют обычно при давлениях не выше 100 кГ/сма. Для снижения трения пробку крана помещают во втулке на игольчатых подшипниках (см. рис.
54, в). 1б4 Реже применяются клапанные распределители (см. рис. 58, а), которые обеспечивают благодаря практическому отсутствию мертвой зоны высокую чувствительность гидроусилителя, На рис. 118 изображена принципиальная схема гидроусилителя с дифференциальным поршнем и клапанным распределителем. Левая полость цилиндра 2 гидроусилителя постоянно соединена с газогидравлическим аккумулятором 1, а правая с помощью клапанов, приводимых ручкой 4, попеременно соединяется с каналом а питания или слива Ь. В первом случае поршень 3 перемещается влево, вытесняя жидкость из левой полости цилиндра 2 в аккумулятор 1, а во втором он под действием давления жидкости, вытесняемой из аккумулятора, перемещается вправо.
Поскольку мертвая зона, обусловленная перекрытием клапанного распределителя, здесь может быть легко устранена, этот гидроусилитель отличается высокой точностью воспроизведения (слежения выхода за ручкой 4). Давление р, питания системы и давление р., в аккумуляторе подбирают исходя из соотношений (давленнем р,„слива и трением пренебрегаем) 1 з (О Д~) Рикппп где Р~и Рз максимальные внешние нагрузки на штоке силового цилиндра при движении его соответственно вправо и влево; диаметры цилиндра и штоков его поршня; максимальное и минимальное давление газа в аккумуляторе (в конце хода поршня цилиндра влево и вправо); давление питания (нагнетания) системы.
Р,д,ид,— Рак ~шя И Рак кпп Зона нечувствительности следящих гидроусилителей ь — г 2 Ввиду этого при смещениях плунжера из нейтрального положения в ту или иную сторону на размер перекрытия ь — 1 с=— 2 жидкость в силовой цилиндр (гидродвигатель) не поступает, а следовательно, перемещение плунжера в пределах двустороннего перекрытия (2с = Ь вЂ” 1) не сопровождается движением выхода (гидродвигателя). Зона нечувствительности определяется также рядом прочих факторов: герм;тичностью системы, трением и люфтами механических узлов, упругостью 1б5 , Важным параметром, характеризующим качество следящего гидроусилителя, является размер зоны нечувствительности (мертвой зоны), в пределах которой изменение управляющего сигнала не вызывает по каким-либо причинам реакции (движения) нагруженного исполнительного гидродвигателя (выхода).
Размер этой зоны для гидроусилителя с распределительным золотником зависит в первую очередь от размера перекрытия поясками плунжера окон питания гидродвигателя. Из сказанного выше (см. рис. 41, 43 и 115, г) следует, что поясок плунжера перекрывает при симметричном положении по отношению к этим окнам соответствующее окно на длине элементов системы и рабочей жидкости, а также нагрузкой, прилагаемой на выходе. Люфты и упругости в механизме, связывающем ручку управления с золотником, увеличивают зону нечувствительности, поскольку движение задающего устройства (ручки управления) до их выборки не сопровождается подачей в гидродвигатель энергии. Нагрузка выхода увеличивает зону нечувствительности, поскольку от нагрузки зависит перепад давления жидкости в распределителе.
Ввиду этого открытие нагнетательного окна, необходимое для начала движения гидродвигателя, должно быть, учитывая влияние перетечек жидкости в сливную полость, тем ббльшим, чем ббльшим будет этот перепад. В переходных (неустановившихся) режимах может произойти дополнительное изменение зоны нечувствительности и нарушение точ- Рис. 119. Золотник с нулевым перекрытием.(а) и схема включения его в гнд- росистему копировального станка (б) ности вследствие действия нагрузки от сил инерции массы, присоединенной к ведомому звену, для преодоления которых потребуется большее, чем при установившемся режиме движения, открытие проходных окон золотника.
В равной мере требуемое открытие распределителя зависит и от утечек жидкости, увеличиваясь с увеличением последних, поскольку для их компенсации требуется дополнительный расход. Движение выхода гидродвигателя при наличии утечек жидкости не начнется до тех пор, пока в рабочие его камерИ не будет подан объем жидкости, превышающий утечки при данном перепаде давления и нагрузке. Для уменьшения зоны нечувствительности, которая определяет точность слежения, перекрытие 2с =- Ь вЂ” 1 расходных окон в распределителе выполняют возможно малым, доводя его до 5 мкм и меньше вплоть до нуля (й = 1).
К последним относятся распределители, втулка которых составлена из запрессованных в корпус отдельных колец, выполненных с высокой точностью по ширине (порядка ч-1 лгклг). Такие золотники применяются в копировальных металлорежущих станках, к которым предъявляются высокие требования по точности воспроизведения. На рис. 119, а изображен подобный золотник следящей системы станка, втулка которого состоит из пяти отдельных колец, два из них используются для образования расходных окон и три — для центральной и крайних секций распределителя. Сопрягающиеся торцовые поверхности секций обрабатываются с выдерживанием осевого размера в пределах долей микрометра.
Гидравлическая схема гидрокопировального токарного станка с подобным золотником показана иа рис. 119, б. Суппорт б станка связан с подвижным цилиндром 4 гидроусилителя. В нижнюю (штоковую) полость цилиндра постоянно подводится жидкость под давлением, а верхняя полость с помощью 166 золотника 1 соединяется либо с нагнетанием, либо со сливом.
Золотник перемешается по сигналам копира 3, воздействуюшего на плунжер с помощью шупа 2, скользяшего по копиру. При соединении верхней полости цилиндра 4 со сливом суппорт вместе с резцом удаляется от обрабатываемой детали (заготовки), а при соединении с нагнетательной полостью приближается к ней.
Последнее обусловлено разностью рабочих площадей поршня в верхней и нижней полостях. Механизм ощущения на органе управления усилия нагрузки В рассмотренных выше схемах следящего привода оператор, перемещая рукоятку управления, не ощущает ответа со стороны исполнительного механизма. Однако в ряде случаев требуется обеспечить ощущение выхода на ручке управления. Такой механизм требуется, например, в системе привода управления самолетом или автомашиной, где при управлении обычно желательно использовать инстинктивную реакцию со стороны летчика или водителя (в особенности в аварийных ситуациях). Вход Вход Выход аУ ду Рис. Г20.
Гидроусилители с механическим (а) и гидравлическим (б) нагружением ручки управления Для этой цели привод управления должен быть дополнен специальным устройством, передающим часть силы нагрузки выхода на рукоятку управления. Такое устройство называется механизмом ощущения. Нагрузка ручки управления может быть создана гидравлическим и механическим способом. На рис. 120, а показана схема нагружения ручки управления механическим (рычажным) способом. Это достигнуто тем, что вместо непосредственного (соосного) приложения нагрузки к штоку гидроцилиндра она приложена здесь на некотором плече, благодаря чему часть нагрузки, пропорциональная отношению плеч коромысла а/с, передается на ручку управления.
Нетрудно видеть, что в этом случае система приобретает реверсивность, т. е. обеспечивается передача части усилия, развиваемого оператором на ручке управления, на ведомый узел (выход), и наоборот — передача некоторой доли нагрузки, действующей на выход, на ручку управления. Усилие на тяге управления (входе) а а л0е а Р=Р— = Зр — = — р —, с с 4 с' л0е где 5 =- — и р — площадь поршня силового цилиндра диаметром В и 4 давление жидкости.
167 На рис. 120, б приведена схема механизма ощущения гидравлического действия. Ощущение здесь достигается с помощью дополнительного гидро- цилиндра 2, шток которого связан с золотником 1 управления, а его полости — с соответствующими полостями силового цилиндра 3.
Таким образом, рукоятка управления нагружается усилием, пропорциональным перепаду давления (нагрузке) в исполнительном силовом цилиндре 3. Усилие на тяге управления (входа) рЬ- и' + иФ где 3 = -4 — площадь поршня нагрузочного цилиндра 2 диаметром с(. Аварийные гидравлические цепи В некоторых машинах, как, например, в самолетах, часто возникает необходимость иметь кроме основной системы питания исполнительного гидродвигателя для выполнения жизненно важных функций еще и дублирую1цую (аварийную), которая должна автоматически включаться в случае отказа основной системы питания.
Рабочей средой аварийной системы обычно яв- хуубсируюа~ия система йсисдиая система рис. !21. Схемы дублирования уиравления ляется та же жидкость, что и основной, однако в некоторых системах применяют и иные, чем в основной системе, жидкости (например, для аварийной системы самолетных гидросистем используется в качестве рабочей среды топливо или же сжатый газ).
Принципиальная схема такой (дублирующей) системы представлена на рис. 121, а. До того, пока не будет включен (вручную или автоматически) аварийный золотник 2, силовой цилиндр питается через основной золотник 3 от основного источника питания. После же установки аварийного золотника 2 в положение питания от аварийного источника (см. положение а) поршенек челночного клапана 1 (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
