Попов Д.Н. - Динамика и регулирование гидропневмосистем (1067565)
Текст из файла
Д. Н. ПОПОВ ДИНАМИКА И РЕГУЛИРОВАНИЕ ГИДРО- И ПНЕВМОСИСТЕМ Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов втузов, обучающихся по специальности еГидропневмоавтоматика и гидроприводг =Я~~ москва ф ~ ~~~ «Ы А Ш И Н 0 С Т Р 0 Е Н И Е» 1977 Рецензенты: Кафедра гидравлики Московского автодором- ного института й-р техн, наук В. Л. Сосонкин Нопов Д.
Н. П58 Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. Учеб. для машиностроительных вузов. М., «Машиностроение», !976. 424 с. с ил. Изложены основы теории автоматического регулирования, теория, ые. годы расчета и исследования гидравлнчесхих и пневматических линна, следя~дна приводов н регуляторов. Круг вопросов теория автоматпчесвого Регулировании выбран с учетом ях использования для гидро- и пневМо. автоматннн. 31303-022 П 22-77 038(01)-77 6П2.3 6Г2 3 П58 УДК 62 — 82462 — 851; 62 — 52 © Издательство «Машиностроение», 1977 г, ПРЕДИСЛОВИЕ Гидравлические и пневматические средства автоматизации получают все более широкое применение в различных отраслях народного хозяйства, что тесно связано с проведечием комплексной автоматизации производственных процессов.
Возрастание требований к автоматическим системам управления явилось причиной углубленного изучения свойств гидравлических и пневматических устройств, развития методов расчета систем, построенных с использованием этих устройств. Особенно большое внимание специалистов в последнее время привлекают вопросы расчета и исследования динамических процессов, возникающих в гидравлических и пневматических системах. Однако многообразие условий, в которых используются гидравлические н пневматические средства автоматизации, вызывает известные трудности при изложении таких вопросов.
Создание курса, который раскрывал бы студентам основные особенности динамики н методов регулирования гидравлических н пневматических систем независимо от нх назначения, стало возможным благодаря тому, что процессы в таких системах подчиняются общим закономерностям, определяемым при помощи теории автоматического регулирования и гидро- механики. Общим для различных гидро- и пневмосистем является то, что при рассмотрении динамических процессов можно применять квазистационарные гидравлические характеристики проточных элементов, полученные при установившемся движении жидкости или газа с учетом таких факторов, как инерция н сжимаемость этих сред. Кроме того, в некоторых случаях приходится дополнительно вводить коррективы, отражающие влияние нестационарностн структуры потока жидкости илн газа.
Учебник написан по материалам лекций, читаемых автором в МВТУ им. Н, Э. Баумана, содержит результаты выполненных им исследований и обобщение других работ в области динамики и регулирования гидро- и пневмосистем. В первой части учебника кратко изложены основные понятия и методы теории автоматического регулирования, знание которых необходимо для изучения последующих разделов, Вторая часть посвящена динамике жидкости и газа в проточных элементах, методам регулирования потоков этих сред, составлению математических моделей и исследованию динамических свойств гидро- и пневмосистем. Основное внимание в учебнике обращено на гидросистемы, с тем, однако, что излагаемые методы можно применить к расчету и исследованию пневмосистем; рассматриваются также примеры таких систем.
В отдельных случаях проведено сравнение динамических характеристик устройств, работающих на жидкости и на газе, что должно способствовать расширению кругозора будущего специалистаа. Автор выражает глубокую благодарность проф. С. С. Рудневу за внимание и помощь, оказанные при подготовке рукописи учебника, проф. В. Л. Сосонкину, коллективу кафедры гидравлики МАДИ и особенно доцентам этой кафедры К.
Л. Навроцкому и С. А. Ермакову за ценные замечания, сделанные при рецензировании рукописи. ВВЕДЕНИЕ С и с т е м о й называется совокупность каких-либо объектов, связанных определенными формами взаимодействия или взаимозависимости. Если объектами служат технические устройства, взаимодействие которых осуществляется с помощью жидкости или воздуха, то такие системы называют соответственно гидравлическими и пневматическими или сокращенно гидро- и пневмосистемами.
Используемые в них жидкость и газ называются в дальнейшем рабочей средой, при этом к жидкостям отнесены те вещества, которые в гидромеханике в отличие от газов именуются капельными жидкостями, Гидро- и пневмосистемы с давних пор используются в технике. С изобретением паровых машин и развитием фабричного производства возникла необходимость в передаче энергии на расстояние и в управлении машинами. Сначала для этого использовались механические устройства. В связи с усложнением производственных процессов для передачи энергии стали применяться воздух н жидкости под давлением, Появление электрических машин на некоторое время приостановило развитие гидро- и пневмосистем.
Однако в начале ХХ в, для управления машинами потребовались мощные и быстродействующие приводы. Электрические машины не могли полностью удовлетворять этим требованиям, в связи с чем широкое применение получили различные гидравлические механизмы и машины. Одновременно развиваются и усложняются гидросистемы, обеспечивающие смазку н охлаждение машин н станков.
В настоящее время гидросистемы играют важную роль в самых разнообразных отраслях техники. Потребность в устройствах, более дешевых, чем гидравлические механизмы н машины, а также необходимость создания взрывобезопасных систем для химических производств и систем, не чувствительных к радиации, привели к развитию пневмосистем. В связи с задачами повышения эффективности общественного производства н расширения внедрения систем автоматического управления в промышленности, строительстве и на транспорте в СССР ведутся большие работы по созданию различных гидро- и пневмосистем.
По своему назначению гидро- и пневмосистемы можно разделить на: 1) системы, которые используются при управлении различными машинами, станками, аппаратами, и 2) системы, обеспечивающие рабочий процесс в этих объектах. Примерами систем первого класса могут служить системы, с помощью которых осуществляется управление станками и энергетическими установками. Ко второму классу относятся системы смазки машин, топливные системы двигателей, системы охлаждения машин, системы тепло- и газоснабже.
ния. Гидро-. и пневмосистемы, предназначенные для выполнения операций управления машинами, станками и аппаратами, называются системами управления. При этом под управлением понимается комплекс действий, направленных на достижение в каком- либо процессе определенной цели, Излагаемые ниже методы исследования и расчета гидро- и пневмосистем управления в ряде случаев могут быть распространены и на системы второго класса, Современные гидро- и пневмосистемы управления крайне разнообразны и могут различаться по принципу действия, назначению, конструкции устройств, составляющих систему, и по другим признакам. Не стремясь к подробному и полному обзору всех особенностей гидро- и пневмосистем, остановимся только на тех из них, которые имеют отношение к рассматриваемым в книге вопросам. В соответствии с выполняемыми функциями элементов в гидроили пневмосистеме управления можно выделить: источник питания, цепи управления и исполнительные устройства.
От источника питания производится снабжение остальных частей системы рабочей средой под давлением. Часто источниками питания являются отдельные насосные и компрессорные станции. Известны также системы, которые снабжаются рабочей средой, отбираемой от управляемой машины или аппарата, например, топливом от управляемого двигателя. Источники питания должны иметь контрольно- регулирующую аппаратуру. Кроме того, обычно к ним относят такие вспомогательные устройства, как газогидравлические аккумуляторы, гасители пульсаций давления, фильтры. холодильники Цепи управления представляют собой совокупность устройств, предназначенных для преобразования и передачи целенаправленных сигналов от операторов или контролирующих какой-либо процесс автоматических устройств к исполнительным устройствам, В цепях управления, как правило, передаваемые сигналы усиливаются по мощности за счет использования энергии, подводимой с рабочей средой от источника питания.
Цепь управления и исполнительное устройство образуют гидравлический привод (гидропривод), если рабочей средой служит жидкость, и газовый привод, если рабочей средой является газ. Когда рабочей средой служит ьоздух, приводы сокращенно именуются пневмоприводами. При изучении вопросов расчета и исследования процессов в приводах нет необходимости отдельно рассматривать воздух и какой-либо другой газ, поэтому в дальнейшем приводы, в которых рабочей средой служит любой газ, отнесены к пневматическим (пневмоприводам). При использовании гидро- и пневмосистем в целях управления различными машинами, аппаратами или станками возникает необходимость в поддержании, а также в изменении в определенных пределах давлений н расходов рабочих сред. Выполнение этих задач называется регулированием гидро- и пневмосистем.
Применяются гидросистемы с дроссельным, струйным, объемным н объемно- дроссельным регулированием. В пневмоснстемах могут, иметь место только первые два вида регулирования. Дроссельное регулирование основано на использовании в цепях управления элементов с изменяемыми проходными сечениями. Эти элементы регулируют расходы рабочей среды, а при необходимости меняют направление потоков.
Такие операции выполняют: золотниковые распределители различных конструкций, клапаны, устройства в виде сопла с заслонкой и другие аппараты подобного принципа действия. Для иллюстрации этого способа регулирования на Рис. В.1. Схема гидросистемы с дроссельным регулирова- нием рис. В.! дана в условных обозначениях схема простой гидросистемы. Цепь управления здесь сведена к одному устройству в виде четырех- дроссельного (четырехщелевого) золотникового распределителя (золотника) 1; исполнительным устройством является гидроцилиндр 2. Такая система называется гидроприводом с дроссельным регулированием.
Переливной клапан 3 и насос 4 относятся к элементам источника питания. Прн нейтральном положении золотника, показанном на схеме, напорная н сливная магистрали не соединяются с полостями гидроцилиндра. В случае смещения золотника от нейтрального положения одна полость гидроцилиндра сообщается с напорной магистралью, а противоположная — со сливной. Под действнемсоздавшегося перепада давления поршень гидроцилиндра перемещается, преодолевая приложенную к его штоку внешнюю нагрузку, Расход жидкости, пропускаемой золотником, а следовательно, и скорость движения поршня гидроцилиндра регулируются смещением золотника от нейтрального положения. При малых смещениях золотника плошадь открываемых во втулке окон оказывается зна- Г ! ! ! ! ! ! ! с 1 ! ! ! ! ! ! ! ! ! чительно меньше сечения подводящих и отводящих жидкость каналов.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
