Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 50
Текст из файла (страница 50)
148. Принципиальная схема действия струйного усилителя пропорционального типа Рис. 149. Расчетная схема струйного усилителя пропорционального типа Отклонение струи осуществляют различными способами, и в частности, управляющим потоком, подаваемым через управляющие каналы Ь, и Ь,, расположенные перпендикулярно к оси питающего сопла а, нлн путем поворота этого сопла. Обозначим через М, = ри1от количество движения пита1ощей струи жид- 2 кости сечением го и плотностью Р, вытекающей из сопла а со скоростью им Пусть управляющая струя с количеством движения М, направлена под прямым углом к питающей струе, причем количество движения М, питающей струи значительно превышает количество движения управляющей струи Ме (рис. 149).
Согласно теореме о сохранении количества движения питающая струя под действием на нее управляющей струи (потока) отклонится на угол 8 = агс1К вЂ” '. дог При соосном расположении питающего а н приемного с каналов и при нулевом управляющем сигнале питающая струя попадает в приемный канал. 200 перемешивания в камере взаимодействующих струй и обмена количества их движения. Выход подобного струйного усилителя определяется разностью расходов, а также количествами движения потока и давлениями, развивающимися в его приемных (выходных) каналах ст и с, в зависимости от нагрузки на выходе.
Все эти величины зависят от распределения скоростей отклоненного потока и угла О, на который он отклоняется. Зависимость выходного давления от дифференциального давления управления приведена на рис. 148, б. Для уменьшения чувствительности усилителя к изменениям сопротивления нагрузки (давления в приемных каналах с, и са) камера е отверстиями соединена с атмосферой. Когда приемные (нагрузочные) каналы с, и с, полностью перекрыты (например, при остановке поршня гидроцилиндра), поток через эти' отверстия может вытекать в атмосферу. Прн подаче управляющей струи питающая струя отклоняется, и по мере повышения управляюгцего давления все меньшая часть питающего потока попадает в приемный канал.
Опыт и расчет показывают, что незначительное отклонение потока управления вызывает значительные изменения в разности расходов через выходные каналы усилителя. Форма и размеры камеры а пропорционального усилителя, в которой взаимодействуют управляющий и питающий потоки, должны быть выполнены таким образом, чтобы поток питания не подвергался воздействию ее стенок.
Струйные усилители обладают рядом качеств, позволяющих применять их в тяжелых условиях работы, и в частности в широком температурном диапазоне, при высоком уровне вибраций и ускорений, а также при больших ударных нагрузках. Благодаря отсутствию затих усилителях подвижных частей их можно изготовлять из материалов, обеспечивающих работу в таких специфических условиях, как ядерные излучения и очень высокие и низкие температуры (струйные элементы применяются для работы в очень широком диапазоне температур от — 196 до 980'С).
При применении соответствующих материалов они допускают работу с агрессивными жидкостями. Рабочими веществами могут быть как жидкости, так и газы, причем устройства, спроектированные для работы на газах, мо- тора колебания давления гут работать также и на жидкостях. По быстродействию струйные усилители превосходят все существующие подобные устройства механического типа.
Максимальная частота переключения газовых струйных усилительных элементов достигает нескольких кгп. При работе па маловязких жидкостях(воде) быстродействие струйных элементов вследствие различия плотностей жидкостей и газов примерно на порядок ниже, чем быстродействие при работе на воздухе, однако находится на уровне, удовлетворяющем практику. Жидкостные генераторы работают в диапазоне частот 150 †55 гц. Основное различие в быстродействии гидравлических пневматических струйных устройств зависит от скорости питающей струи и инерционных свойств управляющего канала.
С помощью струйного усилителя можно получить импульсы давления высокой частоты, в том числе и периодические импульсы, воспроизводящие переменные нагрузки. Это позволяет использовать струйную технику для генерирования в вибрационных испытательных установках колебаний высокой частоты, а также для имитации периодических нагрузок на силовые органы различных машин при частотных и ресурсных испытаниях. Представляется также возможным изменять эти нагрузки по заданной программе. Схема струйного генератора колебаний давления приведена на рис.
!50. Жидкость под давлением подводится к питающему конфузорному соплу ! и через приемное соплоц2 поступает в исполнительный механизм (гидродвигатель) испытательной установки. Питающий канал конфузорного сопла может перекрываться заслонкой 4, приводимой в колебательные движения с помощью профилированного эксцентрика 3, скорость вращения которого определяет частоту перекрытий заслонкой питающего канала и частоту колебаний давления в присмном сопле 2. Закон изменения давления (форма импульса) задается формой заслонки.
Амплитуда колебания давления в приемном сопле задается давлением в питающем сопле и регулировкой эксцентрика. 201 Испытания показали возможность получения стабильной амплитуды колебаний давления до 200 кГ)слга синусоидальной формы при частотах колебания до 50 гц. Исследования усилителя, выполненного по схеме, приведенной на рис.
151, а, показали, что при соосном расположении питающего 1 и приемного 2 сопел и соответствующем конструктивном их выполнении, а также соответствующем расстоянии между их срезами потери передаваемои энергии относительно небольшие. Так, при подводимом давлении р, = 100 кГ(сма и при расстоянии )т между срезами сопел 3 — 5 мле (диаметр питающего'сопла 1 мм и приемного — 1,5 лем) потери давления не превышали при нулевом расходе приемного сопла 3 — 4 кГ!сма. Р~ лГГгнг ГРР РР а) Р Л~ 4Р РРр,кГ/атг Р) лг фин Р и о 4 сь г йе 44 44 РВ Р Р гР РР РРр,а~сит ф, ,РРРЛллиЕ г) Рис. 15!. Схема камеры струйного пропорционального усили- теля и характеристики расхода на выходе На рис. 151, б приведены кривые зависимости выходного давления р, от входного р, для различных расстояний )ь между соплами.
Минимальные потери энергии при течении жидкости в конически сужающемся канале (конфузорном сопле) имеют место при углах конусности ат = 13 —:15' и в расходящемся — при аа = 6--:8'. На рис. 151, г приведены кривые (сплощные линии) расхода жидкости на выходе из приемного сопла 2 в зависимости от давления р, нагрузки (на выходе из сопла 2) для различных подводимых давлений р, при расстоянии между срезами сопел Ь = 6 лм. В соответствии с изменением в зависимости от нагрузки (давления р,) расхода изменяется также и мощность У, достигая максимального значения при определенной нагрузке. Кривые указанной зависимости мощности от' давления (нагрузки) р х для рассматриваемых условий приведены на рис.
151, а (штриховые линии). ' Из сказанного следует, что нелинейность расхода в функции нагрузки аналогична нелинейности, имеющей место при проливке при переменном перепаде давления дросселей постоянного сечения. С увеличением расстояния между соплами нелинейность расхода повышается. Очевидно, если приемное сопло соединить с гидродвигателем (силовым цилиндром), то зависимость выходной скорости штока последнего будет иметь вид этих кривых. 202 На рис.
151, в показана кривая нагрузочиой характеристики сопел в безразмерном виде при разных давлениях в пйтающем сопле (от 40 до 100 кГ!сма), показывающая зависимость к. п. д. струйного элемента от безразмерного параметра нагрузки Р=— Р« Р. ' Испытания проведены с соплами следующих размеров: д„, = 1,03 мм и с(„,, = 1,55 мм; расстояние между соплами й = 6 мм. Усилители дискретного действия Лля распределения потоков жидкости применяются также струйные усилители дискретного (прерывистого) действия, являющиеся по существу некоторой конструктивной модификацией рассмотренного усилителя пропорционального действия. В этом усилителе струя имеет лишь два устойчивых положения (рис. 152). Основным конструктивным отличием последнего двух- стабильного усилителя от рассмотренного усилителя пропорционального действия является сближение боковых стенок камеры е взаимодеиствия струй, благодаря чему обеспечивается возможность Ре рр «прнлипания» струй к одной из стенок этой камеры.
Усилитель этого типа выпал- 7~~4 1 (ф~ ,.Г л няется обычно плоскостным Р а Р в (с прямоугольными каналами и прямоугольной камерой взаимодействия струй). Принцип действия дискретного струйного усилителя ву основан на свойстве пограничного слоя свободного по- Рис. 152. Принципиальная схема действия струйного тока «прилипать» к приле- усилителя дискретного типа гающей поверхности (эффект Коанда), причем в этом прилипшем положении поток остается и после прекращения действия управляющего сигнала, вызвавшего это прилипание. Механизм «прилипания» можно иллюстрировать принципиальной схемой, показанной на рис.
152, б и в. Соосное (центральное) оси канала положение струи между стенками, образующими камеру смешения, показанное на рис. 152, б, является неустойчивым, и струя под влиянием каких-либо даже достаточно малых воздействий отклонится в одну из сторон (рис. 152, в).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
