Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 88
Текст из файла (страница 88)
Распределитель б рассчитывается на освобождение энергии жидкости, сжатой в сосуде 1 в воаможно короткое время (0,005— 0,0(0 сек), благодаря чему представляется возможным получить при вебольших габаритах привода большую мгковенную мощность. Глава г111 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ Гидроусилитель — устройство управления машинами и их агрегатами посредством жидкости с одновременным усилением мощности входного сигнала. Гидравлические усилители нашли широкое применение в раэличных отраслях техники и в особенности в гидравлических следящих приводах систем путевого управления современными транспортными машинами, включая водные суда, скоростные самолеты и прочие летательные аппараты, в копировальных станках и в особенности в станках для отработки фасонных поверхностей, в системах автоматического управления стрелой и в частности для обеспечения быстрой и точной обработки тяжелыми орудиями управляющих сигналов поступающих от приборов управления ипр.
Гидравлический усилитель этого типа представляет собой следящий силовой гидропривод, с помощью которого ведомому эвену (исполнительному двигателю) сообщаются движения, согласованные с определенной точностью с перемещением входа (органа управления) при требуемом усилении выходной мощности (усилия или момента), получаемом путем использования энергии подаваемой жидкости. Степень усиления выходной мощности гидроусилителя по сравнению с мощностью входа (коэффициент усиления по мощности) практически неограничена. Так, например, в рулевых гидроусилительных устройствах крупных морских судов обеспечивается усиление в 80 000 — 100 000 раэ; в ряде конструкций усиление достигает значения 300 000: 1 и в электрогидравлических системах автоматики — аначения 10 000 000: 1.
Одновременно с воэможностью получения высоких выходных мощностей мощность входного сигнала может быть уменьшена до ничтожной величины. Так,например, мощность входного сигвала для управления электрогидравлическим распределителем гнлроусилителя снижена до 0,5 вт. Усилия, потребные для перемещения сервоэолотников управления, не превышает в ряде случаев величин порядка 1 — 2 Г. По способу управления гидроусилители можно поделить на два основных типа: без обратной связи и с обратной связью, реже применяют гидроусилители с комбинированными системами управления. Для точной обработки управляющих сигналов систем автоматического управления применяются в основном системы с отрицательной обратной связью, в которых отработанный сигнал непрерывно сравнивается с управляющим и разность их вызывает действие системы таким образом, чтобы рассогласование сводилось к нулю.
В гидросистемах машин в основном применяют гидроусилители с жесткой обратной связью выхода с входом, которые обладают высокой точностью слежения и устойчивостью против колебаний, малой зависимостью своих характеристик от качества изготовления управляющих элементов, вязкости жидкости и прочих факторов. Жесткой обратной связью выхода со входом в общем случае называют элемент, соединяющий какое-либо звено системы с одним из предыдущих звеньев и аамыкаюший тем самым всю систему либо часть ее (см. рис. 263, г). Характерной особенностью гидроусилителя с атой обратной связью является то, что он непрерывно реагирует на рассогласование (ошибку) между входной и выходной величинами со скоростью воздействия, пропорциональной величине этого рассогласования.
Иэ всего многообразия типов гидравлических усилителей следящего типа и широкого круга вопросов их применения в настоящем пособии рассматриваются в основном лишь общие вопросы гидравлики применительно к однокоординатным системам с жесткой обратной связью выхода (гидравлического двигателя) с входом (распределителем), в которых следящее движение выхода осуществляется по одной координате при задающей подаче по второй координате или иначе поршень силового цилиндра, применяемого в следящих системах прямолинейного движения, передает движение плунжеру золотника с помощью механизма, имеющего одну степень свободы.
Типовая схема гидроусилителя с гидравлическим двигателем прямолинейного движения представлена на рис. 263, а. Плунжер 3 распределительного золотника гидроусилителя связан через рычаг 7 с тягой 2'управления и одновременно со штоком поршня 4 силового цилиндра (гидродвигателя) б. В среднем (нейтральном) своем положении плунжер 8 перекрывает как окно питания, так и окна, связанные с полостями силового цилиндра 5, вследствие чего его поршень будет находиться в покое. При смещении тяги 2 сместится также и плунжер 8, в результате жидкость поступит в соответствующую полость силового цилиндра, приводя его поршень со штоком б в движение.
Если движение тяги 2 будет прекращено, поршень 4 будет некоторое время продолжать перемещаться в том же направлении, однако поскольку точка 1 рычага 7 при остановке тяги окажется зафиксированной, движущийся штон б сообщит плунжеру 8 перемещение, противоположное тому, которое он получал до етого при смещении тяги, прн атом окна золотника будут вследствие обратного движения Вхад 8хед Рнс. 263. Принципиальные (а — в) и структурная (г) схемы гидравлического усилителя следящего типа его плунжера прикрываться, в результате количество жидкости, поступающей в цилиндр 8, и соответственно скорость его поршня будут уменьшаться пока в некотором, близком к среднему (ней- 'Т и (ко а) и г>л 4 Ь Г=е Рис.
264. Схемы перекрытий (а — в) ао- лотникоеого распределителя тральному) положеннк плунжера, окна полностью не перекроются н скорость поршня не станет равной нулю. При смещении плуни<ера 8 золотника в противоположную сторону движение всех звеньев регулирующего устройства будет происходить в обратном направлении, Из рис. 263, а и в (см. также рис. 264, а) видно, что поршень гидроусилнтеля будет приходить в движение, когда смещение плунжера 8 золотника из среднего положения превысит л — с некоторую величину с= 2, определяемую равностью в размерах длины Ь пояска плунжера и ширины с окна питания, которан нааывается перекрытием золотника. В золотниках с таким перекрытием, называемым положительным, ширина Ь рабочего пояска плунжера превышает ширину С проходного окна корпуса золотника для протока ясидкости, ввиду чего поясок плунжера при симметричном положении по отноше- нию к этим окнам перекрывает каждое из окон на длине Ь вЂ” с с=— 2 При перемещениях плунжера золотника от нейтрального положения в ту нли иную сторону на величину этого перекрытия с = л — с 2 = — жидкость в силовой цилиндр (гидродвигатель) не будет поступать, а следовательно, перемещение плупжора в зоне двустороннего перекрытия (2с = Ь вЂ” с) не будет сопровождаться движением выхода (гидродвигателя).
Влияние перекрытия золотника на характеристику гидроусилителя можно снизить, увеличив передаточное отношение механизма 'обратной связи, в качестве которого применяют дифференциальный рычаг 7 (рис. 263, б), а также прочие механиамы. с Выгод Рис. 265. Схема гидроусилителя с зо- Рис. 266. Схема гидроусизигеля потником, расположенным в корпусе с золотником, расположенным в силового цилиндра поршне силового цилиндра Применяют также гидроусилителн с золотником, расположенным в корпусе силового цилиндра (рнс. 265) и в поршне (рис. 266); длина дифференциального рычага обратной связи в этих схемах равна нулю. В первой схеме шток поршня крепят неподвижно, а корпус цилиндра связывают с приводимым узлом. Износ золотников следящих систем происходит в основном по зонам перекрытия н проявляется в форме завалов рабочих промок как плунжера, так и гильзы, в результате изменяются характеристики распределителя, а также сила трения.
Испытания 458 покааали, что сила трения покоя аолотников со аначительным износом в 3 — 4 рава превышает эти параметры новых золотников. Одновременно повышается чувствительность золотников к загрязнению жидкости. Хромирование плунжеров золотников уменьшает их нанос в 2 — 2,5 рава. В общем случае при изготовлении аолотниковой пары радиальный зааор между плунжером волотника и втулкой составляет ~'0,002 мм. Допуски этого же порядка приняты для золотников следящих систем также и на осевые размеры, которые обеспечить более сложно, чем допуск на радиальный зазор.
Наибольшую трудность представляет иаготовление втулки и в частности выдерживание допусков на размеры окон. Минимальное впачеиие перекрытия для качественных распределительных золотников мои<ет составлять 0,005 мал и меньше вплоть до практически нулевого значения (тж)л; см. рис. 264, в). Для обеспечения подобного пе- рекрытия применяют золотники, втулки которых составлены из запрессованных в корпус отдельных колец (рис. 267), выполненных с высокой точностью по ширине (порядка л-0,002 злм). Соп ягаю неся то ы щ рцов е по верхности этих колец шлифуются на прециаионном пло- Ц скошлифовальном станке, с вы- Рвс. 267. Схема аолотккка гидродерживаниемразмеравпределах усилителя с разрезной втулкой долей микрона.
Кольца монтируются в расточке корпуса на легкопрессовой посадке и сжимаются внешними средствами. Пасто кольца пропаиваются по стыку. Для этого торцы прошлифованных по торцу колец омедняются (толщина слоя не более 2 мк), после чего зажима- ются в специальном приспособлении и спаиваются в атмосфере сухого водорода. Внутренний размер полученной таким способом втулки обрабатывается обычным способом, как если бы она была изготовлена как одно целое.
Следует отметить, что под нулевым перекрытием условно понимаются золотники с перекрытием, близким к нулевому, поскольку при любой точности изготовления они фактически могут быть отнесены к аолотникам либо с положительным, либо отрицательным перекрытием. Золотники с отрицательным перекрытием. Применяются также золотники с отрицательным перекрытием (рис. 268, а; см. также рис. 264, б), в которых ширина й рабочего пояска меньше ширины т' проходного окна, в результате чего при среднем положении плунжера по обеим сторонам его пояска образуется начальный ааа — с зор, — с =, величину этого начального зазора принято назы- 2 вать «отрицательным» перекрытием.
Золотники с отрицательным перекрытием принято также нааывать проточными золотниками. В полостях цилиндра при среднем положении золотника с отрицательным перекрытием при среднем положении плунжера и при условии симметричного располонсения окон питания относительно Рн ~Рс «Рс ~ Рл ДЧЛ б! а! Рис. 268. Расчетные схемы золотипков с отрицательным (а) и с иееиы- ьсетрссчиылс (б) перекрытием поясков плувжера установятся давления р, н ре, равные: Рс = Р« = — 2— где р„ и р, — давления в линиях нагнетания и слива.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
