Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Анализ показывает, что автоматическим системам наилучшим образом удовлетворяют быстродействующие позиционные электрогидравлические следящие системы, в которых регулирование подачи насоса осуществляется с помощью механизма управления, состоящего из маломощного электромагнита и двухкаскадного позиционированного вспомогательного гидроусилителя. В частности, распространены схемы механизмов управления подачей насоса, имеющие в качестве механического преобразователя реверсивный поворотный электромагнит позиционного типа, воздействующий на двухкаскадное распределительное устройство типа сопла — заслонка с охваченным обратной связью золотником, которое через специальный гидроуснлитель преобразует угол поворота валика электромагнита в угол поворота регулирующей люльки (наклонного диска) насоса. На рис.
138 представлена схема двух- каскадного гидроуснлнтеля управления подачей аксиально-поршневого насоса, осуществляемого поворотом его люльки. Входом первого каскада является управляемая электромеханическим преобразователем 2 заслонка 3, )35 расположенная между двумя соплами 4, и выходом — плунжер 11 распределительного золотника, являющийся одновременно входом второго каскада усиления.
Питание системы управления осуществляется от вспомогательного насоса, подающего жидкость в трубопровод 16. Выходом второго каскада являются цилиндры 6 и 15 механизма поворота люльки насоса, поворачивающие ее относительно оси 12 на угол -~-у. Плунжер 11 зажат с помощью пружин 10 и И двумя поршнями 7 и 14, связанными между собой через жесткую раму 8, которая соединена с качающимся коромыслом 9, укрепленным на оси 12 поворога люльки насоса. Жесткая рама 8 и поршни 7 н 14 с пружинами 10 и 13 осуществляют обратную связь 'выходного элемента второго каскада гидроусилителя (люльки насоса) с плунжером 11.
Для обеспечения работы сопла — заслонки в гидросистеме установлены два дросселя постоянного сопротивления 1 и 5. При подаче электрического сигнала на управляющую обмотку электро- механического преобразователя 2 поворотный его якорь вместе с заслонкой 3 отклонится на некоторый угол в ту или иную сторону, в результате в полостях между пружинами 1О и И золотника создается перепад давления, который переместит плунжер 11 в соответствующую сторону, осуществляя питание жидкостью одного из цилиндров 6 или 15. При этом люлька насоса повернется вокруг осн 12 и через раму 8 и поршни 7 и 14 изменит сжатие пругкин 10 и 13, увеличив силу сжатия одной и уменьшив силу сжатия второй, вследствие этого изменение усилия перепада давления жидкости в полостях пружин 10 и 13 на плунжер 11, вызванное смещением заслонки, будет скомпенсировано, и плунжер 11 установится в нейтральное положение.
При этом он перекроет окно питания силовых цилиндров 6 и 15, в результате люлька насоса будет зафиксирована. Таким образом, путем изменения величины и полярности управляющего электрического сигнала, подаваемого в электромеханический преобразователь 2, представляется возможным обеспечить отклонение люльки насоса на угол, пропорциональный этому сигналу. Важным достоинством рассмотренных устройств является возможность регулирования скорости гидродвигателя путем непосредственной подачи сигнала на электромагнит с потенциометров приборов автоматического управления. Гидроусилители крутящего момента Под гидроусилителем крутящего, момента понимают следящий привод с гидродвигателем поворотного или вращательного действия, соединенным с распределителем (измерителем рассогласования), который обычно выполняется в виде поворотного золотника (крана) с отслеживающей втулкой.
В практике распространены усилители поворотного типа, в которых применяются гидромоторы поворотного действия. Подобные гидроусилители преобразуют задающее поворотное или вращательное движение с малым крутящим моментом в синхронное вращательное движение выхода с более высоким крутящим моментом. Схема усилителя крутящего момента поворотного типа представлена на рис. 139, а. Поршень цилиндра имеет форму пластины (лопасти) 1, которая может поворачиваться в корпусе 2 на угол (360'.
Утолщенный конец этой пластины, связанный с выходным валом исполнительного гидродвигателя, служит ее осью, а также втулкой распределительного золотника 3 поворотного типа, соединенного с ручкой управления. Жидкость под давлением подводится через каналы золотника е и 1, а отводится через канал и. При повороте пробки золотника 3 относительно втулки произойдет рассогласование их положений, и жидкость, поступив в соответствующую полость, будет поворачивать пластину 1 в том же направлении, что и пробка золотника, до устранения рассогласования. 186 Золотник 3 с отслеживающей втулкой выполняет в этой схеме функции чувствительного элемента, измеряющего рассогласование входного и выходного валов. Поскольку втулка золотника жестко связана с валом гидродвигателя, система золотник — гидродвигатель охвачена обратной жесткой связью.
В следящих гидроприводах полноповоротного вращательного движения (с гидромотором) н с обратной механической связью обычно применяют распределители (золотники) поворотного типа с отслеживающей свободно посаженной втулкой, которая выполняет функции чувствительного элемента, измеряющего рассогласование между входным сигналом и сигналом обрат- В бал сттл насоса Рис.
139. Следящие гидроуси- лители поворотного действия ной связи, причем распределитель выполняется обычно в виде самостоятельного аппарата (рис. 139, б). Втулка 2 распределителя соединена с помощью кинематнческих пар с выходным валом гидромотора, т..е. на втулку 2 поступает сигнал обратной связи, а на золотник 3 сигнал управления. В результате втулка, соединенная через обратную связь с гидромотором, отслеживает движение пробки золотника.
Для этого распределитель монтируется в системе так, что рукоятка (рычаг) управления связывается с валиком 4 пробки, а вал обратной связи — с валиком ! втулки 2 распределителя. При повороте пробки 3 открываются соответствующие каналы, служащие для питания гидродвигателя, вращение которого через обратную механическую связь (редуктор) передается втулке 2, поворачивающейся в ту же сторону, в которую была повернута пробка. При остановке пробки (при прекращении движения управляющей ручки) втулка 2 набегает на нее и перекрывает каналы (окна) питания гидродвигателя.
Пробка и втулка в установившемся режиме вращаются с постоянной угловой скоростью с угловым рассогласованием, пропорциональным скорости движения и нагрузке гидромотора (соответствует открытию дросселирующего окна). При увеличении скорости и расхода жидкости площадь окон увеличивается, а следовательно, угол рассогласования растет. Для уменьшения зоны нечувствительности перекрытие пробкой каналов во втулке 2 должно быть минимальным (0,05 — 0,08 лсм). 187 Самотормозящие (нереверсивные) системы Заполненный жидкостью силовой цилиндр подобен гидравлической пружине.
Выражение для жесткости подобной гидравлической пружины силового цилиндра без учета деформации стенок цилиндра (см. стр. 19) имеет вид 2аЕ,та С =— г — р где Š— модуль объемной упругости жидкости; 5 — рабочая площадь поршня силового цилиндра; )7 — рабочий объем камеры цилиндра (гидродвнгателя) н магистрали; находящийся под рабочим давлением жидкости. 7 б Рис. 140. Следящие гидроусилители с гидромоторами Ввиду этого в случае. необходимости обеспечения высокой жесткости и нерееерснвности системы прямолинейного поступательного движения применяют высокооборотные гидромоторы, вращение которых преобразуется с помощью механических узлов (червячных и винтовых пар) в выходное прямолинейное движение.
Жесткость подобной передачи по сравнению с жесткостью передач с силовым цилиндром обусловлена малым объемом жидкости., подвергающейся сжатию. Так, если в силовом цилиндре прямолинейного движения сжатию при приложении нагрузки подвергается весь объем жидкости, требуемой для совершения рабочей операции, то в гидромоторе вращательного действия, который совершает для выполнения той же операции много оборотов, сжатию подвергается лишь объем жидкости, находящейся в данный момент в рабочих камерах гидромотора. На рис. 140, а представлена одна из возможных схем самотормозящей гидропередачи дроссельного регулирования. Гидромотор 3 приводит во вращение втулку 4 с внутреннец нарезкой, в которую входит винт 5.
Распределительный золотник 2 соединен тягой 1 системы обратной связи с ручкой управления. Статическая нереверсивность передачи обеспечивается выбором соответствующего угла винта и кинематических характеристик прочих звеньев передачи. 188 На рис. 140, б показана принципиальная схема гидроусилителя крутящего момента, в которой регулирование скорости и реверсирование выхода гидромотора 2 осуществляются регулированием подачи насоса 1. Для этого тяга 5 регулирования'насоса связана дифференциальным рычагом б с тягой управления (входом) 7. Обратная связь осуществляется шестернями 3 и винтовой парой 4.
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И ТОЧНОСТЬ ГИДРОУСИЛИТЕЛЯ Одним из основных требований, предъявляемых к гидроусилителям следящего типа, является требование обеспечения точности и чувствительности, под которыми понимают комплекс качеств, характеризующих способность гидроуснлнтеля воспроизводить с минимальной ошибкой (по времени и пути) перемещения выхода в соответствии с заданным перемещением входа, причем ошибка по времени характеризует быстродействие, а по пути — точность системы.
Рис. ИК Кривые, характеризующие точность (а) и устойчивость (б и в) гидроусилителя На рис. 141, а приведен график, характеризующий рассматриваемое качество гндроусилителя. График показывает, что перемещение входа (плунжера золотника) на пути )т, от нейтрального положения (соответствует отрезку времени от начала движения входа а) не сопровождается движением выхода (поршня силового цилиндра). Этот путь характеризует зону нечувствительности системы. При дальнейшем перемещении входа приходит в движение выход, однако скорость его устанавливается лишь после прохождения входом некоторого пути Ьв(соответствует отрезку времени Ь). В равной мере движение выхода в конце рабочего хода прекратится лишь по истечении некоторого времени после остановки входа, характеризуемого отрезком с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
