Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 91
Текст из файла (страница 91)
277, а). Значения ()а н ()„, могут быть определены по выражениям для истечения жидкости через отверстие в тонкой стенке [см. также выражение (74)) (454) (455) лИа где ~, = — — площадь проходного сечения отверстия дросселя 1 4 диаметра Нэ, 7', = Ы, у — площадь проходного сечения плоской кольцевой щели, образованной срезом сопла по диаметру е), и заслонкой на выходе ао внешнюю среду; у — расстояние между срезом сопла и заслонкой; д, и дэ — диаметр отверстия сопла и постоянного дросселя; р„, р, и р, — давление питания (перед дросселем постоянного сопротивления), в междудроссельной камере (перед соплом) и аа заслонкой; у и у — ускорение силы тяжести и объемный вес жидкости; р, и )г, — коэффициенты расхода дросселя постоянного сечения и щели, образованной срезом сопла и ааслонкой. Коэффициент расхода для дросселя 1 постоянного сечения (сопротивления) может быть принят равным р, = 0,60 —: О, 65.
Для дросселя переменного сечения (для щели, образованной среаом сопла и заслонкой) коэффициент р, расхода зависит от числа Рейнольдса, однако при некотором большом значении этого числа (Ве ) 400) он практически стабилизируется на значении рз 0,62. На рис. 280, а приведена опытная кривая зависимости коэффициента расхода )ь, через щель, образованную срезом сопла и и ву ааслонкой, от числа Рейнольдса Ве =, где и — средняя скорость жидкости в торцовой щели: '»» О» "у»у (7, — расход через сопла в среду с атмосферным давлением; 7' = п»(,у — площадь кольцевой щели.
Эксйерименты проведены на жидкости, плотностью р = =8 10 'кГ сек )м»иабсолютной вязкостью р=1,35 ° 10 'кГ еек/м', давление р„ равно 70 †2 кГ)ем'. Из опыта следует, что заслонка дросселирует при условии у( —; для случая у) ~ расходобуславливается лишьдроссе- Ы» а» лированием в сопле (давление в камере э' остается постоянным).
Практически максимальный ход заслонки выбирают равным и» . А» 4 ' б На рис. 280, б приведена опытная кривая зависимости отноше- ния — в функции отношения —, характериаующая влияние раса» У . Рн а» ' стояния у заслонки от выходного отверстия сопла на давление р, в сопловой камере, Для ограничения смещения заслонки при нейтральном поло- жении плунжера золотника лимитируют пределы изменения 473 давления в камере 4. Обычно принимают среднее давление р, в этой камере равным р,= Рч и рабочую зону давлений — в интервале р, = (0,3 —: 0,7) р„. Наибольшая чувствительность гидроусилителя имеет место при величине зазора между соплом и заслонкой, равной у = 0,577 д, ав ас 0 000 000 000 000 000 и гу э а) Рс Ри ав а а а аее ааа аж д) Рис. 280. Характеристики распределителя сопло— зеслоике где д — постоянная усилителя, равная такому зазору между соплом и ааслонкой, при котором проходное сечение щели равно проходному сечению постоянного дросселя.
Площадь сечения отверстия сопла 8 (см. рис. 277, а) должна более чем в 2 раза превышать площадь входного отверстия постоянного дросселя 1. Практически отношение этих площадей выбирается равным ~с и*= — '= 2,2, И$ Для уменьшения влияния на регулирование отверстия сопла 8 сопротивление его должно быть значительно ниже регулируемого гидравлического сопротивления в торцовом зазоре (щели) между срезом сопла и заслонкой. Для обеспечения этого должно быть соблюдено условие.
—" (0,25, мы где 1 = — — площадь сечения отверстия сопла! с= 4 1, = М,у — площадь щели, рассчитанная по боковой поверхности сопла диаметром д, и высотой у. При этом условии диапазон перемещения ааслонки относительно среаа сопла составит 0'<у<ф. Длину 1 втулки сопла и диаметр Р, заслонки (рис. 278, а) выбирают равной: 1 = д„и Р,=ЗН,. Для повышения чувствительности в некоторых конструкциях применяют осциллирующие движения (вибрации) ааслонки с частотой около 50 гц и амплитудой 0,01 — 0,015 мм. При этом можно получить малые расходы жидкости через сопло. Так, например, при вибрирующей заслонке был получен (при р„, = 1 лГ~смз) минимальный стабильный расход жидкости 1,2 см'(мин (диаметр сопла 0,5 мм и номинальный зазор между соплом и заслонкой 0,01 мм).
Силовое воздействие струи. При расчетах рассматриваемых систем следует учитывать неуравновешенность заслонки, обусловленную воздействием на нее струи жидкости, величина которой в ряде случаев может оказаться соизмеримой с усилием, развиваемым элементом, управляющим перемещением заслонки. Укааанное силовое воздействие на ааслонку струи жидкости ти~ слагается из скоростного напора — и усилия статического дав2л ления, распределяемого по заслонке.
Первое слагаемое для распространенных параметров (величин И, и у) обычно мало, им и можно пренебречь. Усилие статического давления жидкости на заслонку можно определить при допущении, что давление в аазоре шириной у изменяется по линейному закону.
вас я (~н ~С~) Лд Р,= — 'Лр+ 4 4 2 (456) где Лр — перепад давления на заслонке; при истечении в среду с атмосферным давлением Лр = р,; с)„и Н, — наружный и внутренний диаметры сопла (см. рис. 277, 6). При более точных расчетах следует учитывать также усилие гидравлического воздействия струи (см. выражение (113)). Для уменьшения воздействйя давления жидкости на поверхность заслонки, а также для стабилизации этого воздействия при перемещениях заслонки (при изменении у) следует уменьшать 475 ширину среза сопла г= " ' (см. рис. 278). Это же требование диктуется стремлением уменьшить влияние вязкости жидкости иа характеристику системы. Однако при выборе величины в необходимо учитывать возможность деформации промок силой прижатия заслонки; обычно принимают Л„= 1,2с(с.
Для разгрузки заслонки от статически неуравновешенных сил применяют два сопла (рис. 277, в и 279, б). В этом случае неуравновешенные усилия на заслонке будут возникать лишь при наличии перепада давлений в соплах, обусловленного перемещением заслонки. ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ Входным сигналом системы гидроусилителя могут быть различные физические параметры (механические перемещения, давление жидкости, температура, напряжение электротока, усилие, создаваемое различными приборами, и др.), которые, однако, могут бгзть приведены к единому сигналу — электрическому напряжению. г Преимуществом электриче- ского сигнала является простота а! передачи на расстояние, устранение запаздывания по времени, которое в механических системах обусловлено инерцией пере- Р хаслонна даточных звеньев, и в целом— — более быстрая реакция системы осл насосач сомо 3 ~ о на сигналы. Для преобразования входного электрического сигнала в перемещение гидравлического распределителя применяют одно(рис.
281, а) и двухкаскадные рдр, 1 у 1 )рда„(рис. 281, б) преобразующие (распределительные) устройства. В схеме однокаскадного усРвс. 281. Схемы одноступевчатого (а) н двухступенчатого (о) распредели- тройства (Рис. 2о1, а) злектротелей с электромагввтным приводом магнит 1 перемещает распреде- лительный золотник 2 на величину, пропорциональную изменению электротока. В двухкаскадном же электрогидравлическом устройстве, представленном на рис.
281, 6, первая ступень усиления выполнена в виде устройства типа сопло — заслонка 2 и вторая ступень усиления — в виде цилиндрического золотника у. управление заслонкой осуществляется с помощью электромагнита 1, питаемого дифференциальным электротоком. С помощью заслонки 2 в камерах по левую и правую стороны плунжера 2 второй ступени, удерживаемого в среднем положении центрирующими пружинами 4, соадается перепад давления, испольвуемый для управления этим плунжером. Сила электротока, требуемая для питания однокаскадного устройства, равна 40 ма и двухкаскадного — 15 ма.
Мертвый ход (зона нечувствительности) составляет около 0,5 % общего хода плунжера золотника. Гидроусилитель с подобным управлением имеет высокие динамические характеристики. Так, например, гидроусилители небольшой мощности допускают частоты до т00 гц. ЗОЛОТНИКИ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПО ДАВЛЕНИЮ Помимо рассмотренных распределителей, обеспечивающих расход жидкости, пропорциональный входному перемещению при постоянном перепаде давления, применяют распределители, обеспечивающие давление, пропорциональное входному перемещению при постоянном расходе жидкости. На рис.
282 показана одна ив схем устройств, в которой обеспечивается на г р„ лр Р~ Рг выходе давление, пропорциональное подводимому Л, — ф на вход электрическому току при постоянном расходе жидкости. Выходным "г лг сигналом первой ступени г этого устройства является Рпс, 282. Распределительное устройство перепад давлений Лр — — типа сопло — заслонка с регулировавнеи = р,— р„создаваемый сме- по давлению щением заслонки 2 относительно сопел 2, величина которого, в свою очередь, пропорциональна дифференциальному электротоку, подводимому к электромагниту1. Этот перепад давлений действует на равность площадей (А,— А,) плунжера золотника 4.
Перепад рабочего давления Лр„пропорциональный величине нагрузки гидравлического двигателя, действует на площади А, противополонгных поясков малого сечения. Условие равновесия плунжера этого устройства имеет вид А,Лрр —— Лр (Аз — А,). (457) Таким образом, при подаче в электромагнит 1 дифференциального электротока плунжер золотника будет перемещаться в соответствующую сторону, пока сила Лр 4„создаваемая перепадом давления (выходным давлением) в гидродвигателе, не уравновесит силу Ьр(Аз — А,), создаваемую первой ступенью усиления.
477 ГИДРОУСИЛИТВЛИ С ЯГИДКОСТНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ Применение в гидросистемах механической обратной свяаи усложняет конструкцию уалов и увеличивает число шарнирных соединений. Ввиду этого во многих случаях имеет преимущество жидкостная обратная свяаь (рис.
283, а), которая позволяет размещать исполнительный гидродвигатель в наиболее рациональном месте. Ручка управления г г устройства связана с плун- Р» а! жером 1 золотника, корпус 2 которого соединен с поршг~ ~у го нем 4 вспомогательного цилиндра 8 системы обратной связи, последовательно 11 включенного в трубопровод, соединяющий основной силовой цилиндр гидроусилителя с золотником. При перемещении плунжера 1 вправо жидность под давлением пос. тупает в левую полость силового цилиндра 5 усили- 9 з г теля, одновременно иа противоположной полости цилиндра 5 вытесняется во б) Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
