Файл: Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин учеб. пособие для студентов вузов.pdf

§ 26.4. КОЭФФИЦИЕНТ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

Зная функции f0 (z) и fp (г), можно найти угловую скорость © вала регулятора, при которой он для заданного положения муфты будет находиться в равновесии.

Пусть кривая 1 на рис. 26.6 изображает зависимость уравнове­ шивающей силы Q = f0 (z) в функции ординаты z, определяющей положение муфты. Если задаваться различными значениями zit при которых регулятор находится в равновесии, то можно отметить

538

Назовем коэффициентом регулирования скорости величину е, определяемую отношением

Коэффициент регулирования скорости зависит от максимальной и минимальной нагрузок машины и при проектировании должен считаться заданным. Заданные коэффициенты е регулирования ско­ рости и кривая равновесной угловой скорости регулятора опреде­ ляют ход муфты /г.

Взависимости от вида кривой равновесной угловой скорости регулирующая способность регулятора будет разной. Поэтому пра­ вильный выбор типа регулятора, обладающего подходящей для заданных условий характеристикой, имеет чрезвычайно большое значение.

Вразличных регуляторах при одном и том же ходе муфты коэф­ фициент регулирования будет тем больший, чем круче кривая равновесной угловой скорости. Коэффициент регулирования обра­ щается в нуль, если кривая равновесной угловой скорости обра­ щается в прямую, параллельную оси абсцисс. При таком изменении равновесной угловой скорости при любом положении муфты вал ре­ гулятора имеет постоянную угловую скорость.

Регулятор, имеющий подобную характеристику, называется астатическим и для целей пропорционального регулирования не­ применим. Однако астатические регуляторы используются для непрямого регулирования.

§ 26.5. КОЭФФИЦИЕНТ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РЕГУЛЯТОРА

При рассмотрении работы регулятора не принимались во внима­ ние сопротивления, возникающие в результате движения его звеньев. На самом же деле в процессе регулирования силами инерции грузов или уравновешивающей силой преодолеваются силы трения на элементах кинематических пар механизма собственно регулятора и силы трения, возникающие при движении звеньев регулирующего органа, например сервомотора. Параметры регулятора, очевидно, должны быть подобраны так, чтобы при заданном коэффициенте регулирования скорости изменение сил инерции масс было доста­ точным для преодоления сил сопротивления и установки муфты в по­ ложение, соответствующее режиму работы машины.

Обозначим через Ft приведенную к муфте силу трения в самом регуляторе и через F2 приведенную силу трения в регулирующем органе, которую называют также перестановочной силой. Полная приведенная сила F = Fx + F 2 всегда действует в сторону, проти­ воположную движению муфты регулятора, потому что каждая из приводимых сил трения производит отрицательную работу.

539

Движение муфты начнется лишь после того, как разность при­ веденных сил инерции и уравновешивающей силы станет равной приведенной к муфте силе трения при движении муфты в_верх

Значение угловой скорости вала регулятора при дзижении муфты вверх обозначим через со", а при движении вниз — через со'. Тогда из формул (26.9) соответственно получаем

в покое и регулятор не будет реагировать на изменение скорости.

где со — равновесная угловая скорость идеального регулятора, в ко­ тором F = 0, приближенно принимаемая равной

Коэффициент нечувствительности регулятора можно представить в виде двух слагаемых, зависящих в отдельности от трения в собст­ венно регуляторе и трения в регулирующем органе:

Используя выражение (26.13), можно по заданным коэффициенту нечувствительности ц и приведенной силе трения F определять уравновешивающую силу fQ (z) и массы шаров; г\ является функ­ цией положений муфты, поэтому при расчете необходимо опериро­ вать средними его значениями в заданной области регулирования.

Стремление снизить коэффициент нечувствительности приводит к необходимости уменьшать приведенную силу трения F, потому что увеличение инертных масс нежелательно по ряду соображений. Величина F в первую очередь зависит от перестановочной силы F2,

540

которая в регулирующем органе двигателей больших мощностей может быть очень велика. Применяя метод непрямого регулирова­ ния, при котором перестановочная сила регулирующего органа преодолевается сервомотором, получаем возможность во много раз уменьшить перестановочную силу, преодолеваемую муфтой регуля­ тора, и, следовательно, получить желаемые коэффициент нечувст­ вительности и величину массы регулятора. Однако следует отметить, что коэффициент нечувствительности регулятора должен быть больше коэффициента Ô неравномерности хода машины, потому что в противном случае появляются нежелательные колебания скорости вала машины, возбуждаемые неравномерным ходом начального звена.

§ 26.6. УСТОЙЧИВОСТЬ РЕГУЛЯТОРА

Регулятор, годный для целей регулирования, должен быть устой­ чивым, т. е. механизм регулятора, будучи выведенным из равнове­ сия для данного стационарного движения машины, должен вернуться в первоначальное положение. Если это условие не выполняется, то регулятор неустойчив и для регулирования хода машины не может быть использован.

Об устойчивости регулятора можно судить по характеристикам регулятора. На рис. 26.8 изображены графики изменения приведен­ ных силы инерции Р,- (взята с обратным знаком) и уравновешиваю­ щей силы Q. Точка А соответствует условию равновесия регулятора

при заданной,характеристике она стремится вернуться в начальное

541