Попов Д.Н. - Динамика и регулирование гидропневмосистем (1067565), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Вследствие этого гидравлическое сопротивление золотникового распределителя оказывается большим, и он пропускает малый расход жидкости. С увеличением смешения золотника его гидравлическое сопротивление уменьшаегся и при том же перепаде, давления увеличивается расход протекающей жидкости. Если не учитывать потери в магистралях, то перепад давления на золотниковом распределителе будет определяться разностью давления, поддерживаемого переливным клапаном, и перепадом давления в полостях гидроцилиндра, который зависит от действующей на шток поршня нагрузки и рабочей площади последнего. Направление движения поршня гидроцилиндра регулируется направлением смещения золотника от нейтрального положения. Рис. В.2. Схема гидросистемы с авто- Рис.
В.З. Схема гидросистемы с авто. матом разгрузки насоса матическин регулированием подачи насоса В рассмотренной системе подача насоса должна соответствовать максимальному расходу жидкости, при котором обеспечивается требуемая максимальная скорость движения поршня гидроцилиндра. При движении поршня с меньшими скоростями переливной клапан пропускает из магистрали высокого давления в магистраль низкого давления часть жидкости с расходом, равным разности подачи и расхода жидкости, протекающей через золотниковый распределитель. Такой способ поддержания давления в напорной магистрали является достаточно простым, но приводит к лишним потерям энергии в переливном клапане. , Этот недостаток уменьшен в системе, схема которой дана на рис.
В.2. В системе имеется газогидравлический аккумулятор ! и автомат разгрузки, состоящий из перепускного клапана 2 и обратного клапана 3. Если давление в аккумуляторе достигает наибольшего допустимого значения, то перепускной клапан открывается и жидкость направляется в сливную магистраль, давление перед клапаном падает и соответственно уменьшается потребляемая насосом мощность. Вьпсканию;кидкости из аккумулятора через перепускпой ьлнпнп препятствует обратный клапан. Когда давле- нпе в аккумуляторе падает, перепускной клапан закрывается, насос подает жидкость в аккумулятор.
Уменьшение энергии, потребляемой насосом, в описанной системе зависит от соотношения циклов работы насоса при большом и малом давлениях нагнетания. При продолжительной работе насоса с низким давлением нагнетания может оказаться целесообразной его остановка, например, путем отключения электродвигателя насоса от сети, Количество потребляемой цепями управления энергии может быть приведено в соответствие с количеством энергии, подводимой к станции питания, в случае применения насоса с регулируемой подачей (рис.
В.З). В такой системе давление в напорной магистрали поддерживается автоматическим регулятором, который уменьшает или увеличивает подачу насоса в зависимости от расхода жидкости, пропускаемой золотниковым распределителем. Пневмосистемы по сравнению с рассмотренными гидросистемами могут иметь ряд особенностей, связанных прежде всего с типом источника питания. Однако как для гидросистем, так и для пневмосистем с дроссельным регулированием общим является то, что обычно источники питания обеспечивают цепи управления рабочей средой при малом изменении давления в напорной магистрали и с практически неограниченными расходами. Кроме того, цепи управления при дроссельном регулировании всегда содержат механизмы с подвижными деталями.
При управлении такими механизмами приходится преодолевать силы, приложенные к подвижным деталям со стороны рабочей среды, поэтому при включении гидравлических и пневматических цепей управления в автоматические системы требуются дополнительные усилители сигналов. При эксплуатации систем в условиях высоких н низких температур окружающей среды, при значительных вибрациях и радиации требуются дополнительные меры, направленные на обеспечение необходимой надежности систем.
Один из возможных способов уменьшения числа подвижных деталей в цепях управления состоит в управлении движением рабочей среды электромагнитным полем. Однако созданные по такому принципу устройства управления из-за большей потребляемой мощности пока уступают широко применяемым электромеханическим преобразователям. Струйное регулирование основано на изменении величин расходов и направлений потоков рабочих сред путем отклонения свободных или ограниченных стенками каналов струй.
При таком способе регулирования могут применяться устройства управления как с подвижными деталями, так и без них. Последние устройства называются струйными элементами, а при использовании в качестве рабочей среды газа часто называются элементами пневмоннки. Из устройств с подвижными деталями достаточно распространены гидравлические и пневматические усилители со струйной трубкой, в которых рабочая среда под давлением направляется в конфузорную трубку 1 (рнс. В.4). Если струйная трубка занимает среднее поло>кение, то поток рабочей среды делится поровну между двумя приемными каналами 2.
При говороте струйной трубки вокруг оси 3 увеличивается поток рабочей среды в тот канал, в сторону которого отклонен конец трубки. На рис. В.5 дана схема струйного элемента без подвижных деталей. Элемент имеет один канал питания 1, два управляющих канала 2 и 3 и два выходных канала 4 и Б.
В канал питания подводится рабочая среда под давлением. При отсутствии разности давлений в управляющих каналах вытекающая из канала питания струя направлена по оси элемента и поток, как и при струйной трубке, делится поровну между выходными каналами. Отклонение струи осуществляется созданием различных давлений в управляющих каналах, причем струя отклоняется от оси элемента тем больше е ф а1 Рис. В.4, Струйная трубка Рис, В.б. Струйный усилитель: а — принципиальная сиена; б — условное обоаиаеение чем больше разность этих давлений.
Мощность потока рабочей среды, вытекающей из выходных каналов, в несколько раз превышает мощность, необходимую для управления струей, поэтому описанный элемент является усилителем. Известны и находят все большее применение в различных областях техники струйные элементы, принцип действия которых основывается на различных гидродинамнческих явлениях: прилипании струи к стенке, турбулизации струи поперечными струями, встречном соударении струй, образовании вихрей [2П.
Струйные элементы используются не только как усилители, но и как элементы для выполнения логических и вычислительных операций, в качестве реле, генераторов колебаний и выпрямителей. Струйные элементы могут работать как на газе, так и на жидкостях: воде, керосине, минеральном масле. Наиболее широкое развитие получили пневматические струйные элементы (элементы пневмоники), что связано с простотой снабжения систем воздухом 1о под давлением и возможностью изготовления цепей в виде печатных схем Пневматические элементы легко изготовить малых размеров, при которых частота пропускания сигналов может достигать ! — 2 кГц.
Отсутствие подвижных деталей обеспечивает нечувствительность струйных элементов к вибрациям и перегрузкам. Конструкция элементов позволяет изготовлять их из материалов, выдерживающих высокие и низкие температуры, а также радиоактивные излучения, Несмотря на такие положительные свойства струйных элементов, собранные из них цепи управления не всегда лучше цепей управления, содержащих элементы с подвижными деталями. Один из недостатков струйных элементов, ограничивающих области их применения, состоит в наличии постоянного расхода рабочей среды, что приводит к увеличению мощности источников питания.
Кроме того, струйные элементы при соединении в цепи оказывают существенное взаимное влияние, что требует тщательного согласования их характеристик. Из-за внутренних гидродинамических процессов в цепях со струйными элементами могут возникать шумовые сигналы, снижающие точность управления объектом. В большинстве случаев применение струйных элементов не позволяет полностью исключить из цепи управления элементы с подвижными деталями. Это объясняется, во-первых, тем, что при введении в цепи управления сигналов необходимо преобразовывать различные физические величины в изменения давления рабочей среды, так как только такие величины, как расход, давление, температура могут непосредственно контролироваться струйными элементами. Во-вторых, для приведения в действие большинства регулирующих органов управляемых объектов необходимо сигналы в виде давлений и расходов газов или жидкостей преобразовывать в каких-либо исполнительных устройствах (гидроцилиндрах, гидромоторах) в линейные или угловые перемещения.
Может оказаться целесообразным совместное использование струйных элементов н устройств для дроссельного регулирования. Например, струйные элементы позволяют сравнительно просто осуществлять логические операции, которым подчиняется действие цепей с дроссельным регулированием. Струйные элементы оказываются полезными также в качестве управляющих устройств в отдельных звеньях цепей с дроссельным регулированием, когда требуется обеспечить их высокую надежность. Как дроссельное, так и струйное регулирование сопровождается дополнительными потерями энергии в устройствах, которыми регулируется поток рабочей среды.
Более полное использование мощности источника питания достигается при объемном регулировании. Этот способ регулирования основан на применении объемного насоса с регулируемой подачей, присоединяемого непосредственно к гидроцнлиндруили кдругомугидродвигателюобъемноготипа(рис. В.б). Таким образом, при объемном регулировании источник питания объединяется с цепью управления. Такое соединение называется гидроприводом с объемным регулированием. При регулировании подачи насоса 1 вследствие изменения расхода жидкости, нагнетаемой в одну полость гидроцилиндра 2 и отбнраемой из противоположной полости, достигается необходимая скорость движения поршня 3. В гндроприводе с объемным регулированием потери энергии уменьшаются благодаря высоким значениям к. п.
д. объемных гидромашин. Однако насосы с регулируемой подачей сложны по устройству, а для управления регулирую- шими органами таких насосов требуются дополнительные усилители. В самом способе объемного регулирования заключается необходимость питания рабочей жидкостью от одного насоса только взаимосвязанных исполнительных устройств, в связи с чем гидро- приводы с объемным регулированием обычно применяются при автономном управлении тяжелонагруженными объектами. Способ объемного регулирования может быть совмещен с дроссельным регулированием. Рис.
В.б. Схема гндросистемы с объ- емным регутированием В этом случае осуществляется объемно-дроссельное регулирование. В пневматических системах объемное регулирование не применяется из-за большой сжимаемости рабочей среды. В зависимости от выполняемых гидро- и пневмосистемами функций сигналы в цепи управления могут вводиться с помощью различных по конструкции и принципу действия устройств.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
