Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 89
Текст из файла (страница 89)
При р«=0 будем иметь р,=р,= -.. Рз При смещении плунжера в какую-либо сторону от нейтрального положения указанное равенство давлений в полостях цилиндра будет нарушено, в результате чего поршень силового цилиндра при известной разнице давлений, зависящей от его нагрузки, будет перемещаться в соответствующую сторону. Очевидно, что если бы отсутствовала нагрузка и силы трения в исполнительном гидродвигателе, любое нарушение равенства давлений р, и р„сопровождаемое сколь угодно малым смещением плунжера золотника относительно среднего (нейтрального) его положения, вызвало бы движение этого двигателя.
В действительности же для преодоления нагрузки и сил трения выхода в полостях силового цилиндра должен быть определенный перепад давления, а следовательно, золотник данной схемы будет такисе иметь зону нечувствительности, которая увеличивается с увеличением авачения начального эааора (величины отрицательного перекры- тия).
Однако при равных величинах положительного (см. рис. 264, а) и отрицательного (см. рнс. 264, б) перекрытий зона нечувствительности золотников с отрицательным перекрытием будет меньше, чем золотников с поло'кительным перекрытием. Последнее обусловлено тем, что если смещение плунжера (золотника) с положительным перекрытием из нейтрального положения на величину с (см. рис. 264, а), равную одностороннему перекрытию, будет соответствовать лишь началу открытия проходного окна, то в золотнике с отрицательным перекрытием (см.
рис. 264, б и 268 а) подобное смещение образует проходное сечение,'равное двойной величине начального одностороннего зазора 2с. Поэтому применение золотников с отрицательным перекрытием определенной величины повышает чувствительность следящей системы. На величину зоны нечувствительности будет влиять при всех прочих равных условиях значение нагрузки, приложенной к штоку, поскольку увеличение ее сопровождается увеличением перепада давления в полостях цилиндра, а следовательно, чем выше нагрузка, тем ббльшим должно быть смещение плунжера от среднего полоэкения для ее преодоления.
Применение золотников с отрицательными перекрытиями улучшает также устойчивость гндроусилнтеля, достигаемую благодаря непрерывному рассеиванию энергии в результате утечек жидкости при положении плунгкера вблизи нейтрального положения. Недостатком золотников с отрицательным перекрытием является потеря жидкости, перетекающей через расходные его окна на слив при среднем и близких к нему положениях плунжера. Применение золотников с отрицательным перекрытием особенно рационально в следящих приводах управления транспортными машинами, в которых мощность гидроустановкя при максимальном давлении составляет обычно ощутимую долю мощности ее двигателя. Поскольку же в системах с отрицательным перекрытием к управляющему золотнику подводится мощность, определяемая нагрузкой, привод насоса на основных режимах эксплуатации машины располагает меньшим набытком мощности. Нетрудно видеть, что в установившемся режиме движения машины (соответствует среднему положению золотника) давление жидкости, подаваемой насосом, определяется в основном лишь сопротивлением начальных зазоров в щелях отрицательного перекрытия, величина которых применительно к этны машинам выбирается в целях снижения сопротивления холостого хода достаточно большой.
На рис. 269 показана схема гидроуснлителя управления автомашиной. Рычаг 1 связан с рулевой сошкой и вал 2 — с штурвалом управления. Применяются также проточные золотники с несимметричным расположением плуяжера, в которых одно из окон питания полостей силового цилиндра (гидродвигателя) имеет нулевое перокрытие и второе окно — отрицательное перекрытие (см.
рис. 268, б). Вследствие этого при смещении плупжерэ золотника из иептрального положения в рабочей полости цилиндра действует э момент трогапия в одном направлении поршня, нагруженного внешней Рвс. 269. Принцнпиал~ пан схема галрсусплптелн руля автомашины нагруакон, перепад давления, равный Ар = —,"-, а не р„, какого имеет место в схеме, с чисто нулевым перекрытием обоих окон питания (см. рис. 267). В атом распределителе сочетаются качества золотников с нулевым и отрицательным перекрытием. Кроме того, при применении этих золотников возможно флюгерное движение исполнительного органа в одном направлении. КРАНОВЫЕ И КЛАПАННЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ Крановые распределители (рис.
270, б, см. также рис. 221) применяются как в схемах с си.човым цилиндром прямолинейного (рис. 270, а), так и поворотного типа. Подвод ясидкости к распределителю под давлением осуществляется через каналы 1 и отвод в бак — через каналы 8 (рис. 270, б), рабочие полости цилиндров соединены соответственно с каналами 2 и 4. При конструировании кранового распределителя следует предусмотреть с целшо уменьшения трения разгрузку пробки крана от одностороннего давления жидкости, которая обычно осуществляется путем парного выполнения отверстий, располопкенных диаметрально противополоя яо (см.
также рис. 211, а), Описанные краны со скользящими рабочими элементами применяют обычно при давлениях не вьппе 100 кГ/елее. Для этой же цели пробку крана часто помещают во втулке па игольчатых подшипниках (см. рис. 211, б). Клапанные распределители (см. рис. 213, а) обеспечивают благодаря практическому нулевому перекрытию высокую чувствительность гидроусилителя. Величина зоны нечувствительности этих распределителей определяется в основном точностью механизма привода клапана. 462 Они сравнительно просты в изготовлении и надежны в зксплуа.
тации. Обратимые (реверсивные) схемы. Для управления транспортными машинами (самолетом, автомашиной н пр.) в большинстве случаев требуется обеспечить «ощущение» на органе управления шарнирного момента рулей управления. Для атого на вход (на а! Рис. 270. Гидроусили»ел с с крановым раснределителем (а) и схема крене (6). ручку управления) передают часть усилия или момента, действующего на выходе.
В атом случае система приобретает реверсинность, т. е. обеспечивается передача части усилия, развиваемого на ручке управления, на ведомый увел (выход), и наоборот, передача некоторой доли нагрузки, действующей на последний, на ручку управления. юоЮ И«Ф нсгег Ю»мод а) д! Рис. 27(. Схемы гидроусилителей с нагрузкой руч- ки уиравленнв Нагрузка ручки управления может быть создана гидравлическим (рис. 271, а) и механическим (см. рис. 270, б) способами.
Для схемы, представленной на рис. 271, а, величина нагрузки определяется величиной диамотра поршня с н для схемы, представленной иа рис. 271, б соотношением длин плеча а и дифференциального рычага 6. ГИДРОУСИЛИТЕЛИ С МНОГОКАСКАДНЫМ УСИЛЕНИЕМ Однокаскадные гидроусилители обычно применяются при расходе масла до 12 — 15 а'мил, что обычно соответствует диаметру плунжера аолотника до 8 — 12 мм. При больших расходах и соответственно больших диаметрах золотника стут, ввиду иях расхода трехкаскадво вспоиога- Рвс. 272. Схемы двухкасвадвых распределителей тельных каскадах дополнительной энергии позволяет аначительно снизить усилие и мощность входного воздействия (сигнала). На рис.
272, а показана схема гидроусилителя системы регулирования с двухкаскадным усилением. Центробежный регулятор воздействует на плунжер 2 вспомогательного золотника, который управляет поршнем Л вспомогательного силового цилиндра 1, 4В4 а последний, в свою очередь, управляет основным распределительным золотником 4, питающим силовой цилиндр 5 системы. Схема аналогичной системы с двухкаскадным усилением представлена на рис. 272, б.
Питание системы производится черев канал д. Плунжер 10 распределительного золотника находится под двусторонним давлением р жидкости, подаваемой через трубопровод 1 от вспомогательного насоса в правую полость цилиндра б, поршенек которого связан с плунжером 10, а также редуцированным давлением рр,з в левой полости цилиндра 5, в которую жидкость поступает йз трубопровода 7 через дроссель В (правая полость цилиндра 5 соединена с баком).
Так как площадь сечения поршенька цилиндра 6 меньше площади плунжера 10, последний под действием давления жидкости отжимается в правую сторону, открывая при этом проход жидкости от рабочей магистрали 9 в правую полость силового цилиндра А В осевое отверстие плунжера 10 входит плунжер 11 вспомогательного (управляющего) золотника, прк перемещении которого влево левая полость цилиндрика 5 основного золотника соединяется через радиальный к аксиальный каналы 1 и В и отверстия В в плунжере 10 со сливной магистралью. Поскольку подвод жидкости в левую полость цилиндрика 5 задросселирован, давление в этой полости зависит от положения плунжера 11; при смещении последнего вправо плупжер 10 под действием давления жидкости иа поршенек б переместится также влево, соединив при этом левую полость силового цилиндра 4 с рабочей магистралью.
При остановке плунжера 11 плунжер 10 основного золотника, перемещаясь, перекроет каналы 1, вследствие чего давление жидкости, поступающей через дроссель д, в левую полость цилиндрика 5, повысится до величины, способной уравновесить давление на поршенек О, после чего дан>кение плунжера 10 прекратится. Смещение плунжора вспомогательного золотника 1 вправо сопровождается перекрытием каналов 1, в результате чего давление в левой полости цилиндрика 5 повысится н плунжер 10 переместится вправо. Следовательно, плунжер 10 основного распределительного золотника будет повторять движения плунжера П вспомогательного золотника.
Дроссель В, помимо своего основного назначения — создания перепада давления в полости цилиндрика 5 распределительного золотника, служит также демпфером, препятствующим колебаниям плунжера 10. Условие равновесия статических сил, действующих на плунжер 10, можно представить в виде (давлением р„в сливной линии цилиндрика 5 пренебрегаем) где Р11 = Раей яеГе 4 — эффективная площадь сечения плунжера; яе'ее Зе — ' — площадь сечения левого торца плунжера 10; 4 ۄ— диаметр плунжера 10; И, — диаметр плунжера 11 вспомогательного золотника; р — давление жидкости в правой полости цилиндрика 6; р — редуцированное давление в левой полости цилиндрика 5 основного аолотннка. Очевидно, что при 1, > 1, равенство сил, действующих на плунжер 10, наступит при условии р = р — . ее При р ) р — ' плунжер 10 будет перемещаться вправо и при 1е Ргеа С Р вЂ” — влево.
1е Перемещение плунх|ера 10 как в том, так и в другом случае будет продолжаться до тех пор, пока редуцированное давление в полости 5, иаменяющееся при смещениях плунжера 10 от плунжера 11 вспомогательного золотника, не достигнет величины, прн которой установится равенство й Рреэ= Р 1 Минимальный размер диаметра плунжера 11 вспомогательного золотника О, выбирается в аависимости от технологических возможностей его изготовления; практически он обычно равен 2 — 3 мм.
Для уменыпения сил трения этого плунжера питание его обычно осуществляется от источника с давлением, пониженным до 3— 5 лГ1сме. Благодаря возможности применения в этой схеме вспомогательного аолотника с плунжером 11 малого диаметра и низкому давлению жидкости источника питания системы управления усилие, требующееся для перемещения аолотннка, можно уменьшить (при отсутствии сальника на выходном штоке) до величины, не превышающей нескольких граммов. ЗОЛОТНИКИ С ПЛОСКИМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ В следящих системах получили распространение аолотники с плоским распределительным элементом, принципиальная схема которых была рассмотрена выше (см. рис. 206).
С целью уменьшения сил трения плоский элемент 2 зачастую подвешивают на рычажных подвесках 1 (рис. 273), регулированием длины которых обеспечивают требуемый аазор между атнм элементом и корпусом и. Подвод жидкости осуществляется через канал 8. 4ВВ В рассматриваемых распределителях относительяо просто по лучить требующееся для гидроуснлителей нулевое перекрытие. Конструктивная схема плоского распределителя представлена нп рис, 274.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
