Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Поскольку плавающая втулка 3 связана усилием давления жидкости с рычагом 5, соединенным с плунжером Ь, смещение последнего влево вызовет смещение 171 втулки 3 вправо, та. е. втулка будет следовать за плунжером 2. В том случае, если перемещение плунжера 2 прекратится, набегающая втулка перекроет окно питания камеры с(, зафиксировав плунжер б. При смещении плувжера 2 сервозолотника в левую сторону процесс протекает в обратной последовательности: камера с( соединится с нагнетающей а/ Рис.
124. Механизм с отслеживающей втулкой (а) и питанием от двух асточников (о) магистралью, и плунжер б основного распределителя переместится вследствие разности рабочих площадей левой и правой его сторон вправо, переключая питание гидродвигателя и одновременно смещая через рычаг 5 втулку 3 влево. Гидроусилители с двумя источниками питания Представляет практический интерес схема гидроусилителя с проточным (отрицательное перекрытие) золотником и питанием от двух независимых источников (насосов) с постоянной подачей Ят = 9в = сопз1 (рис.
124, б). Управляемые дроссели в виде кромок плунжера 2 включены в этой схеме параллельно гидродвигателю (цилиндру) 1. В среднем положении плунжера 2 прн симметричном расположении окон давления в правой (р,) и левой (р,) полостях цилиндра 1 равны (р, = р,) и его поршень находится в покое. Прн этом жидкость в объеме. 9, + Я„поступающая от источников питания через окна с начальным открытием х„направляется в бак. При смешении плунжера (при подаче сигнала) из среднего положения одно из проходных окон увеличится, а второе уменьшится, в результате равновесие системы нарушится (р, + р,). При этом часть расхода жидкости от одного из источников (со стороны уменьшенного расходного окна) поступит в цилиндр, поршень которого придет в движение.
Направление и скорость движения определяются знаком и смещением плунжера 2 золотника. При смещении плунжера 2, например, в левую сторону на размер, равный или превышаюший начадьный зазоР хе, поДача с1а пРавого источника питаниЯ постУпит в правую полость силового цилиндра 1, а подача Ят второго источника поступит в бак. Это положение плунжера соответствует максимальной скорости движения поршня силового цилиндра в левую сторону и =- — ' и максималь'ее Р ному развиваемому им усилию Р = р,р, где Р— рабочая площадь цилиндра. Расход второго источника питания направляется в бак с давлением, равным сливному.
Гидроуснлители этой схемы отличаются высокой чувствительностью, однако требуют применения двух независимых источников питания, а также 172 имеют болыпне перетечки жидкости, которые при среднем положении золотника (при нулевом смещении его плунжера) равны суммарной подаче обоих насосов. Ввиду этого гидроусилитель этой схемы применяется лишь при малых мощностях.
ГИДРОУСИЛИТЕЛИ ТИПА СОПЛΠ— ЗАСЛОНКА В следящих системах, особенно в системах автоматического управления, широко применяют дроссельные гидроусилители типа сопло — заслонка. Они применяются в основном в электрогидравлическнх двухступенчатых системах в качестве первой ступени усиления входного сигнала и реже— для непосредственного воздействия на управляемый объект. 1 2 Рис. !25.
Усилители типа сопло — ааслоииа Механизм усилителя сопло — заслонка представляет собой гидравлический потенциометр, состоящий из двух гидравлических сопротивлений (рис. 125, а), из которых сопротивление 1 является постоянным и сопротивление 2 регулируемым по величине. Полость (камера) между дросселямн с давлением р соединена с гидродвигателем. На рис. 125, б изображена схема такого усилителя, применяемого для управления силовым цилиндром одностороннего действия. Усилитель состоит из сопла а и могущей перемещаться относительно него заслонки (пластинки) 2, переменная щель у между которыми является регулируемым дросселем. Дроссель 1 постоянного сопротивления выполнен в виде шайбы с отверстием. Путем поворота подвижной заслонки 2 можно изменять расстояние у между соплом и заслонкой (перекрывать выходное отверстие сопла а), регулируя тем самым расход жидкости из междроссельной камеры Ь, соединенной с исполнительным двигателем 3, и давление в нем.
При повышении путем уменьшения зазора у давления в камере Ь выше значения, определяемого сжатием пружины и внешней нагрузкой штока гидродвигателя 3, последний будет перемещаться, сжимая пружину. При 'снижении давления пружина возвратит поршень гидродвигателя 3 в исходное положение. Заслонка укреплена на поворачивающемся рычаге с достаточно большим плечом, что позволяет считать перемещения ее относительно сопла поступательными, а щель между ними — параллельной. 173 Расход 9„, подводимый к дросселю 1 постоянного сопротивления, делится на два потока 9э и Я„ относительные значения которых зависят от сопро- тивления регулируемого дросселя, определяемого положением заслонки 2 относительно среза сопла а (от площади.
щели сопло †заслон), причем поток Яэ поступает в исполнительный гидродвигатель (цилиндр) 3 и поток 9, через регулируемый дроссель на слив. Зависимость давления р в междроссельной камере Ь (и соответственно в гидродвигателе 3) от сопротивления регулируемого дросселя служит'сило- вой характеристикой рассматриваемого гидравлического потенциометра. В дросселе сопло †заслон течение жидкости и гидравлическое сопро- тивление в основном обусловлены теми же физическими явлениями, что и в обычных дросселях. Гидравлические потери при Ке ) 600 в основном обусловлены внезапным расширением потока после сужения его в торцовой щели и резким падением скорости жидкости в зоне отрывного течения. Это расширение потока сопровождается интенсивным вихреобразованием и торможением жидкостью в камере на выходе из щели, которую можно при- нимать практически неподвижной.
При условии Яэ = 0 потери давления на дросселях можно представить (давлением р,„ слива пренебрегаем): Ю', Лр = р„— р =,' — для нерегулируемого дросселя 1; с'„ 02 р = — ' — для регулируемой заслонки 2, С2 а з ГТ где с2ар = )2арАар ~/ — — гидравлическая проводимость нерегулируемого дросселя 1; ° / 2 б, = Р,А, ~! — — гидравлическая проводимость золотника 2; янэ 2 Аэг — — 4 и А, = 222(,у — площадисечениядросселя1и золотника 2; здесь )2эр и )2, — коэффициенты расхода дросселя 1 и заслонки 2; у — расстояние (ширина щели) между срезом сопла и заслонкой. Для перемещения заслонки требуются ничтожно малые усилия, которые могут быть созданы задающим устройством незначительной мощности— центробежным регулятором, маломощным электромагнитом, датчиками дав- ления и температур и пр.
Эти усилители допускают при малых ходах заслонки до 30 включений в секунду. Механизм действия усилителя этого типа рассмотрим на примере приме- нения его в системе автоматического регулирования скорости паровой тур- бины, осуществляемого с помощью поворотного парового клапана 1 (рис. 126, а), При подаче жидко=ти под некоторым постоянным давлением р, = сопз( на вход первого сопротивления (нерегулируемого дросселя) б можем получить путем изменения положения заслонки 3 относительно сопла 2 переменное давление р в камере перед соплом 2, соединенной с исполнитель- ным гидроцилиндром 7. При увеличении частоты вращения регулируемого объекта грузы центробежного регулятора 4 расходятся, перемещая посред- ством муфты 5 заслонку 3 в сторону перекрытия отверстия сопла.
При этом давление в междроссельнпй камере повышается, и гидроцилнндр 7 управле- ния парового клапана уменьшает подачу пара. Для повышения устойчивости в переходных режимах рассмотренную схему снабжают дополнительным вспомогательным гидроцилиндром 1 обрат- ной связи по давлению (рис. 126, б). Подпружиненный поршневой шток этого цилиндра связан со вторым (верхним) концом заслонки 4, которая, как и в предыдущей схеме, управляется центробежным регулятором, связанным 174 с ней тягой 3. Поскольку верхний конец заслонки 4 связан со штоком гидропнлиндра 1, она дополнительно управляется также и поршнем этого цилиндра.
Из схемы следует, что всякое изменение положения заслонки 4 вызовет изменение давления в междроссельной камере а. Поскольку же эта камера соединена с левой полостью гидроцилиндра 1, то это повышение давления Рис. 126. Типовые схемы систем типа сопло — заслонка вызовет смещение поршня цилиндра, а следовательно, и смещение верхнего конца заслонки 4 относительно оси 2 ее поворота, в результате нижний конец заслонки будет перемещаться в исходное положение по отношению к соплу.
На характеристику усилителя влияют некоторые конструктивные параметры, в частности ширина среза сопла. При известном увеличении этой ширины (при увеличении отношения с(„/с(„ где с(„ и д, — внешний диаметр торца сопла и внутренний диаметр отверстия насадка) наблюдается нарушение стабильности силовой реакции потока на заслонку, особенно при малых торцовых зазорах. При некоторых ° 1 же условиях, зависящих .от режима истечения, в зазоре (щели) между срезом сопла и заслонкой образуется зона разрежения. Из рис. 127, на котором представлена диаграмма.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
