Попов Д.Н. - Динамика и регулирование гидропневмосистем (1067565), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Кроме расходной характеристики по расходно-перепадной характеристике можно также построить перепадную рис. ! !.4. рвсходио-перепадиые (виепь пие) характеристики реального че- характеристику (рис. б) тырехдроссельиого волотпикового рвсОсредненные значения коэффи- пределители цйентов К-, находятся после проведения секущей на расходной характеристике; искомый„ коэффициент является тангенсом угла ссх наклона секущей к оси абсцисс. При приближенных исследованиях следящих гидроприводов иногда осредненные коэффициенты определяются и по расходно-перепадной характеристике идеального распределителя. Однако следует иметь в виду, что в этом случае искусственно увеличивается демпфирование привода в области малых отклонений золотника от нейтрали.
При наличии у распределителя отрицательных перекрытий расширяется диапазон значений величин, в котором расходноперепадные характеристики могут быть аппроксимированы наклонными параллельными прямыми (рис. 11.7, а). Для расчета расходно-перепадных характеристик, который выполняется по формулам вида (11.!) и уравнению неразрывности потока рабочей среды, удобно дроссельное регулирующее устройство 9 напав д. Н, Рис. 11.6. Расходная характеристика реального четырехдроссель. ного золотникоиого распределителя Рис.
11.6. Перепадная характеристика реального иетырехдроссельного золотникоиого распре- делителя ляются только две щели, поэтому мост вырождается в линию с двумя регулируемыми сопротивлениями, между которыми включена нагрузка. Изображенное на рис. 11.1, з устройство сопло-заслонка можно представить в виде гидравлического моста с двумя нерегул ируемыми и двумя регулируемыми сопротивлениями (рис. 11.8, а и б). В случае четырех регулируемых сопл (см. рис.-11.1, и) получается гидравлический мост с четырьмя регулируемыми сопротивлениями. Расходно-перепадные характеристики устройства, схема которого дана на рис.
! 1.1, ж, определяются расчетом гидравлического полумоста с одним нерегулируемым и одним регулируемым сопротивлениями. К схеме гидравлического полумоста, имеющего одно нерегулируемое и одно регулируемое сопротивления, можно привести также схему устройства, показанную на рис. 11.1, е, если силу давления на малую площадь дифференциального поршня отнести к внешней нагрузке. .Вид расходно-переиадных характеристик дроссельных регулирующих устройств зависит не только от их схемы, но и от типа источ- рассматривать как гидравлический мост, состоящий из нерегулируе мых и регулируемых сопротивлений и нагрузки, создаваемой исполнительным элементом, например гидроцилиндром. Четырехдроссельный распределитель с отрицательными перекрытиями приводится к схеме гидравлического моста с четырьмя регулируемыми сопротивлениями (рис.
11.7, б), который является почти полной аналогией моста из электрических сопротивлений. Такая же схема моста справедлива для реального четырехдроссельного распределителя с положительными перекрытиями золотника. У идеального золотникового распределителя одновременно регулируемыми яв- 6) -г,е Рис. 11.7. Расходно-перепадные характеристики золотникового рас. пределителя с отрицательными пе- рекрытиями а) Рис. 11.8. Расходно-перепадные характеристики сопла-заслонки с двумя управляемыми соплами 'о,о о,о ол о,а о,г о о,гоаоооо— Рь Ре Рис, 1!.1О. График функции 6 (Рьуоа) Рис. 1! зь Расходно-перепадные характеристики проточного четырехдроссельного волотникового распределите.
ли, работающего от источника постоинного расхода Ца и р„за базовые величины приняты номинальные значения подачи и давления насоса. До сих пор рассматривались статические характеристики, которые имеют дроссельные регулирующие устройства, когда рабочей средой является жидкость. Для этих же устройств рабочей средой может служить воздух или какой-либо другой газ.
Тогда расчет статических характеристик проводится на основе зависимостей, определяющих движение газа через дроссельные устройства [13, 471. При этом используется формула либо массового, либо объемного расхода газа через дроссель. В случае адиабатного течения совершенного газа объемный расход Я,р после дросселя вычисляется по формуле О„=р„С*Г„(!")'"~Гт.р гт( — "), !11,91> где р,р — коэффициент расхода, значения которого лежат обычно между 0,8 и 1; Р,р — площадь проходного сечения дросселя; ра 260 ника питания устройства рабочей средой под давлением. Различают источники питания постоянного давления и источники питания постоянного расхода.
Во всех перечисленных выше случаях предполагалось, что устройства снабжаются рабочей средой от источ. ника постоянного давления, и поэтому принималось р„ = — сопз1, Золотниковые распределители с отрицательными перекрытиями и сопла-заслонки могут применяться с источниками постоянного расхода, которыми служат объемные нерегулируемые насосы. На рис. 11.9 даны расходно-перепадные характеристики реального четырехдроссельного золотникового распределителя с отрицательными перекрытиями, питаемого от насоса. Здесь при определении и Т; — давление и температура газа до дросселя; р» — давление после дросселя; Я вЂ” газовая постоянная, Г, (ра/р,) — функция, а -)- ! график которой показан на рис. 11.10; С" =1' 1[2/(а+1))а-!.
При надкрнтическом перепаде давления на дросселе массовый расход сг,р газа не зависит от давления после дросселя. Вследствие этого расходно-перепадные характеристики дроссельных регулирующих устройств могут иметь участки, в пределах которых расход газа, поступающего к исполнительному элементу, не зависит от перепада давления р„или р„, создаваемого внешней нагрузкой.
дг" дг га Рис. !1.!1. Расходно-перепадные характеристики золотникового распре- делителя, работающего на газе е) Для примера на рис. 11.11, а приведены расходно-перепадные характеристики 0, = О, (р„, Х,) идеального четырехдроссельного золотникового распределителя (рис. 11.11, б), которые можно получить, применяя формулу (11.21) в предположении постоянной температуры газа ИЗ). На большей своей части характеристики являются горизонтальными прямыми, которые могут описываться уравнением вида (11.15) при К- = О.
Здесь же нанесены расходноперепадные характеристики четырехдроссельного распределителя с отрицательными перекрытиями (рис. 11.11, в). В этом случае К вЂ” Ф 0 йр при ) 2, ! ( 0,5 (штриховые линии). Расходно-перепадные характеристики и получаемые из них расходные н перепадные характеристики дроссельных устройств, 2б! как показывает приведенный выше обзор, определяются при установившемся движении рабочей среды, В расчетах по динамике гидро- и пневмосистем используются именно эти характеристики, так как вследствие малой длины дросселирующих участков инерцией рабочей среды в них допустимо пренебрегать в том диапазоне частот, который является существенным для устойчивости и качества переходных процессов, возникающих в системах 1481.
Изменения коэффициентов расхода дроссельных устройств из-за нестационарности потока также обнаруживаются при достаточно высоких частотах, которые приходится рассматривать главным образом при исследовании высокочастотных шумов в сигналах, передаваемых по цепям управления. Однако из-за ограниченности сведений по динамическим характеристикам дроссельных устройств пока не представляется возможным учитывать нестационарность их коэффициентов расхода и при исследовании высокочастотных процессов. В тех случаях, когда дроссельное устройство соединено с другими устройствами длинными трубопроводами, приходится учитывать инерцию и сжимаемость рабочей среды.
При этом неустановившееся движение рабочих сред в трубопроводах описывается рассмотренными в гл. 1Х и Х уравнениями, а расходно-перепадные характеристики дроссельных устройств используются в качестве граничных условий. $11.2. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ СО СТОРОНЫ РАБОЧИХ СРЕД НА ЭЛЕМЕНТЫ ДРОССЕЛЬНЫХ РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ Элементы (золотники, затворы клапанов, заслонки) дроссельных регулирующих устройств могут быть нагружены силами трения, силами давления и силами, приложенными со стороны других устройств. Силы трения разделяются на силы сухого и жидкостного трения.
Силы сухого трения зависят от состояния поверхностей подвижных и неподвижных деталей и от величин сил, прижимающих эти детали друг к другу. Последние силы возникают из-за неравномерного распределения давления в зазорах, из-за действия составляющих от усилий пружин или каких-либо устройств, управляющих подвижным элементом. При наличии малых зазоров, по которым протекает жидкость под давлением, могут со временем появиться значительные силы трения покоя, препятствующие перемещению золотника или клапана.
Возникновение таких сил сопровождается облитерацией (заращиванием) зазоров 12, 491. После страгивания золотника или клапана с места силы сцепления, обусловленные облитерацией зазоров, исчезают и могут вновь возникнуть только при отсутствии движения элементов регулирующего устройства Силы сухого трения приводят к увеличению мощности, которая должна затрачиваться на управление регулирующим устройством, и могут быть причиной уменьшения точности и ухудшения устойчивости всей цепи управления. Прн создании регулирующих уст- 262 ройств необходимо либо предельно уменьшить указанные силы, либо снизить их влияние на работу цепи управления. Это может быть достигнуто высокой точностью изготовления деталей регулирующих устройств, применением различных методов специальной обработки поверхностей пар трения, выполнением канавок, выравнивающих давления в зазорах, центрированием подвижных элементов с помощью подшипников или упругих подвесок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
