Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 97
Текст из файла (страница 97)
Аиалференциальнае аа ление у аабленил Конструктивно -руй Ъ усил- Ц тельный элемент (рис. 295, а) со- стоит иэ канала а питания и двух Рис. 295. Принпвпиальнаг схе- каналов Ь и Ь управления, а такма струйного устройства в характерна кка устройства про- же эоны взаимодействия струи а и псрцэональвого типа двух выходных каналов ст и сг, свя- занных с нагрузкой. В зависимости от геометрических форм струйный элемент может выполнять непрерывные (устройства пропорционального действия) или дискретные (двухстабильные устройства) операции. Струйный усилитель пропорционального действяя В усилителе пропорционального действия струя, вытекающая иэ канала питания а, делится при отсутствии управляющих сигналов, подаваемых по каналам Ь, и Ь„поровну между выходными каналами сь и аг. При подаче же в один ив каналов Ьт или Ьеуправ- яяющего сигнала питающая струя отклонится в сторону, противоположную этому каналу, в результате мощность на выходе со стороны отклоненной струи превысит мощность на противоположном выходе.
Зависимость выходного давления от дифференциального давления управления приведена на рис. 295, б. Характеристики такого усилителя зависят от геометрических форм н от физических процессов перемешнвания и обмена количества движения взаимодействующих струй (потоков). Отклонение струи осуществляют различными, способами и в частности с помощью управляющего потока (струи), подаваемого через управляющие каналы Ь, и Ь, перпендикулярно оси сопла а или путем поворота этого сопла.
Для уменьшения чувствительности устройства к изменениям сопротивления нагруаки в боковых стенках камеры о выполняют каналы Н, и 4, соединенные с атмосферой. Когда нагрузочные каналы с, и с, полностью перекрыты, поток через эти отверстия может вытекать в атмосферу. Обозначим через М1 — — ри",ы количество движения струи жидкости сечением ю и плотностью р, вытекающей нз сопла а со скоростью и1.
Пусть управляющая струя с количеством движения М, направлена под прямым углом к питающей струе с количеством движения Мю значительно превышающим Мз. Согласно теореме о сохранении количества движения питающая струя под действием на нее управляющей струи отклонится на угол Если соосно с питающим каналом поставить приемный, то при нулевом управляющем сигнале питающая струя попадет в этот канал. При возрастании управляющей струи питающая струя будет отклоняться, и по мере повышения управляющего давления вся меньшая часть питающего потока будет попадать в приемный канал.
Опыт и расчет показывают, что незначительное отклонение управляющей струн (потока) вызывает аначительные иаменения в равности расходов через выходные (приемные) каналы усилителя. Следует отметить, что геометрия камеры пропорционального усилителя, в которой взаимодействуют управляющие и питающий потоки, должна быть выполнена таким образом, чтобы поток питания не подвергался воздействию ее стенок (см. стр. 509). Коэффициент усиления струйного пропорционального усилителя, работающего по принципу отклонения струи, определяется как отношение изменения выходной величины к соответствующему изменению входной величины.
Путем последовательного соединения струйных элементов коэффициент усиления можно повысить до требуемого значении. В системах управления часто применяется цепочка из шести и более последовательно соединенных 603 ность, достигая максимального значения прк определенном аначенин нагрузки. Кривые указанной аависимости мощности в функции давления (нагрузки) ре для рассматриваемых условий приведены на рис.
296, в пунктирными линиями. С увеличением расстояния между соплами нелинейность расхода в функции нагрузки повышается, причем характер иаменення аналогичен нелинейности, имеющей место при проливке при переменном перепаде давления дросселей постоянного сечения. Очевидно, если приемное сопло нагрузить гидравлическим двигателем (снловым цилиндром), то зависимость выходной скорости последнего будет иметь вид этих кривых. Рассматриваемые устройства пропорционального действия широко применяют в гидропневмоавтоматике, а также в качестве ю б! Рис.
297. Схемы систем со струйной трубкой распределительных устройств в гидравлических усилителях следящего типа и пр. Отклонение струи осуществляют в последнем случае (рис. 297, а) путем поворота питающего сопла (трубки) 2, через которое подводится жидкость (питающий поток) к приемным каналам (отверстиям) 4 силового цилиндра 5. Трубка 2 шарнирным концом 1 соединена с источником питания системы жидкостью, которая при выходеиз сопла 8 поступает в два расположенных рядом приемных канала 4 распределительного блока силового цилиндра 5, каждое из которых соединено с соответствующими полостями последнего.
Кинетическая энергия струи жидкости на выходе из трубки преобразуется в удельную энергию давления в полостях силового цилиндра 5. Если сопло струйной трубки расположено симметрично относительно каналов отверстий 4, то давления в обеих полостях цилиндра 5 будут равны и его поршень будет находиться в покое. При смещении же трубки 2 относительно приемных отверстий давление в одной' полости цилиндра 5 превысит давление в другой, в результате поршень будет смещаться.
Для повышения скорости потока с целью увеличения эапагэ кинетической энергии трубка обычно выполняется в виде конического насадка (сопла). В системах автоматики давление обычно не превышает 8 — 10 кГ/ск«, однако во многих случаях эти устройства работают при давлениях 200 кГ~см' н выше. В следящей схеме с фиксированным поршнем (рис.
297, б) цилиндр будет перемещаться в сторону смещения трубки до тех пор, пока не восстановится нарушенная симметрия (не будет устранено рассогласование) положения сопла относительно приемных каналов. Рабочий ход силового цилиндра (гидродвигателя) определяется в этой схеме смещением конца трубки (сопла). Положение трубки относительно шарнира обычно эадается вэаимодействием пружины и входного сигнала, передаваемого через толкатель, в результате чего смещение трубки пропорционально моменту задающего импульса. Входной сигнал в большинстве схем подается от электродатчиков в виде напряжения электрического тока.
Преимуществом рассмотренного устройства является то, что связь между его звеньями осуществляется лишь струей нсидкости, благодаря чему на трубку не влияют рассмотренные выше неуравновешенные силы, действующие в золотнике. Кроме того, этот распределитель отличается малой инерцией и трением подвижных частей, что увеличивает быстродействие и чувствительность следящей системы. Зона нечувствительности системы со струйной трубкой обычно составляет 0,01 — 0,02 мм. Распределитель этого типа допускает до 100 переключений в секунду. Усилив для перемещения трубки среднего размера составляет 3 — 5 Г, максимальная сила тока для управления не превышает 15 ма.
Давление в исполнительном двигателе (в силовом цилиндре) составляет около 90% входного давления (давления, подводимого к трубке). Для уравновешивания струйной трубки от сил, действующих по ее оси, применяют двухтрубчатую схему (рис. 297, в), в которой жидкость подается через два сопла, расположенные диаметрально противоположно.
Применяются также двухкаскадные схемы с эолотником й, расположенным мея«ду струйной трубкой 1 и силовым цилиндром (гидродвигателем) (рис. 298, а). Приемные каналы (отверстия) в этой следящей схеме выполнены на поршне 4, связанном с плуня~ером л основного распределительного золотника, благодаря чему последний «следите эа трубкой. Приведенная схема аналогична схеме с двухступенчатыми эолотниками (см. стр. 354), причем функцию вспомогательного эолотника выполняет струйная трубка и основного распределителя — цилиндрический золотник.
Схема применения струйного распределителя в качестве первой ступени золотникового распределителя покаэана на рис. 298, 6. Потеря энергии на управление составляет в однокаскадной системе 15 — 18% мощности, подведенной к усилителю. В двух- и трехкаскадных схемах эта потеря, будучи отнесена к выходной мощности гидродвигателя, составляет доли процента его мощности.
Выбор рабочих параметров струйного распределителя. Отношение диаметра с(е приемных отверстий в распределительном блоке (см. рис. 297, а) к диаметру И, выходного отверстия сопла обычно равно 1:4. Расстояние к между срезом (торцом) сопла и приемными отверстиями в распределительном блоке для гидравлических устройств обычно равно 4Н,.
При уменьшении этого расстояния степень использования кинетической энергии струи Яиектромагии к дйагатеит 2 о 3 В ба ВВак отиасоса ф 4 Рис. 298. Схемы днухкаскадных распределителей со струйной трубкой в гидравлических устройствах практически не повышается, однако увеличивается удар по трубке струи яеидкости, вытекающей из нерабочей полости исполнительного механизма (гидродвигателя). Кроме того, при слишком близком расположении сопла рассматриваемое устройство теряет одно из своих преимуществ— нечувствительность к загрязнениям жидкости. Диаметр приемных отверстий равен в большинстве конструкций Ве = 2 †: 2,5 мм и диаметр среза сопла Н, = 1,5 †: 2 мм.
Расстояние г между приемными отверстиями должно быть минимальным; в большинстве конструкций оно составляет г = 0,2 —: 0,5 мм. При указанных соотношениях размеров сопло в среднем (нейтральном) положении трубки не перекрывает приемных отверстий. В некоторых же конструкциях принята зависимость 2с(е+ г*' 4(с т. е. при среднем (нейтральном) положении трубки струя перекрывает оба приемных отверстия. Перемещение конца трубки (сопла) от среднего положения 1,5 — 2 мм; длина трубки обычно равна 130 †1 мм; внутренний 807 ее диаметр 4), = 4 —: 5 льв; раэмер выходного отверстия сопла выбирают с учетом обеспечения требуемой мощности устройства, причем в двухкаскадных устройствах минимальный раамер отверстия обычно не превышает долей миллиметра (0,3 — 0,5 мм). Скорость и жидкости на выходе из сопла а среду с атмосферным давлением можно определить по выражению и= 2а 1 гЧ вЂ” м 1' у (464) где ра — давление на входе в трубку; л4 =-Рл- — отношение площадей сечений ял~ и трубки «~ = 4 Соответствующий этой скорости секундный из сопла як~ сопла «' = — ' в 4 расход жидкости (465) Истечение рабочей жидкости из сопла может происходить в атмосферную среду и в жидкостную (подуровень жидкости), причем в последнем случае устраняется эасорение жидкости воздухом и струя лучше, чем в первом случае, сохраняет свою компактность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
