ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.06.2024
Просмотров: 121
Скачиваний: 1
при этом площадь дросселирующ их окон
( 1 . 8 4 )
Если один буртик золотника при своем смещении откры вает сразу несколько дросселирующих окон, то площадь каждого дросселирующего окна
А о .
11
где п — количество дросселирующих окон.
Третьим, дополнительным условием для контрольно го расчета конструктивных параметров является условие получения высокого быстродействия гидравлического привода как динамического элемента следящей системы. Это условие является особенно важным для быстродей ствующих следящих гидравлических приводов с большой инерционной нагрузкой, в которых частота собственных колебаний шс и коэффициенты относительного демпфи рования £к Дроссельного привода существенно влияют на устойчивость и полосу пропускания. В этом случае со прягаемая частота гидропривода должна быть больше частоты среза следящей системы:
(Ок |
/ЗСОср» |
(1.85) |
— сопрягаемая |
частота гидро |
|
|
привода; |
следящей систе |
соср—частота среза |
||
|
мы; |
|
п—коэффициент, зависящий от за пасов устойчивости (п>1), а
коэффициент относительного демпфирования не должен быть меньше допустимого зна чения
где £„ — определяется по формуле (1.32); £доп — допустимое значение коэффициента относи
тельного. демпфирования, определяемое запа сами устойчивости следящей системы.
Пример 1.1. Расчет основных конструктивных параметров гидро привода.
Пусть требуется определить основные конструктивные параметры гидропривода с дроссельным регулированием (см. рис. 1.12) на ос новании диаграммы нагрузки.
Исходные данные:
давление п и тан и я .................................. |
|
|
|
рПит=2000 |
Н/см2 |
|
|||
масса нагрузки........................................ |
|
|
|
/п= ГО00 кг |
|
||||
коэффициент позиционной нагрузки .' . |
сш = 1770 |
Н/см |
|
||||||
амплитуда |
гармонических колебаний |
|
|
|
|
||||
нагрузки |
(рулей), |
приведенная к |
|
|
|
|
|||
штоку гидроцнлиидра |
........................ |
|
Л 2= 0,87 |
см |
|
||||
частота колебан и й ......................................... |
|
|
|
|
ю =20 |
с-1 |
|||
постоянная нагрузка .................................... |
|
|
|
Ро=Ю 000Н |
|
||||
расчетное |
значение хода |
поршня |
гид- |
у щах= ±3,4 см |
|
||||
р О Ц И Л И И Д р а ................................................................... |
|
|
|
|
|||||
коэффициент |
жесткости |
силовой |
про |
|
|
|
|
||
водки ..................................................... |
|
|
|
|
|
ск= 2 -104 Н/см |
|
||
рабочая ж и д к ость .................................. |
|
|
|
масло |
АМГ-10 |
|
|||
приведенное |
значение |
модуля объем |
|
|
|
|
|||
ной упругости рабочей жидкости . . |
Е = 0 , 7 - |
ІО5 Н/см2 |
|
||||||
Расчетом определяем: |
|
|
|
|
|
|
|
||
— полуось эллипса нагрузки |
(1.73) по оси сил |
|
|
|
|||||
|
|
F m = |
А 2 |
( сш — т |
ш 2) = |
1946 Н; |
|
|
|
—координату силы нагружения, которая соответствует максимально му значению мощности нагрузки (1.77),
F K = ± F 0 + - j / " ( ^ - |
F 0 J - ± ( F l - F l ) = 10 330H; |
|
— площадь поршня силового гидропривода |
(1.80) |
|
3 |
F i < |
см2. |
Л л > — ------------- |
= 7 , 7 5 |
|
Рпит
Для расчета принимаем Л п= 8 см2, откуда
диаметр порш ня.......................... |
£>=4 см |
диаметр ш ток а ............................. |
d = 2,4 см (d=0,6D ) |
— коэффициент жесткости «гидравлической пружины» гидроцилиндра
2 Е А 2
Ст = — г г 1- = 2,74-105 Н /см 2 (Ѵ 0 - 1 ,2Алу тах = 2 7 ,2 си»);
ГО
55
— обобщенную ж есткость гидромеханической системы привода. (1.60)
Сі = — £ü£r— = 1,86-104 Н/см;
ск + сг
— частоту собственных колебаний массы нагрузки (1.63)
|
сі + |
с„ |
|
т |
■ — 45 с-1; |
|
|
|
— полуось эллипса |
по оси скоростей |
(1.73) |
ѵ т = А 2 |
{ 1 + ~ ^ - ) { 1- |
ш = 14,9 см/с; |
—уравнение эллипса нагрузки (1.73), который графически представ лен на рис. 1,19,
|
|
^F— 1000 |
= |
1; |
|
|
|
|
|
14,9 |
|
1^4,6 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
— скорость гидропривода, при |
|
которой |
сила |
нагружения F |
= |
F |
K |
|
(1.74), |
|
|
|
|
|
|
|
|
ѵк = ѵт У ^ 1— |
|
F,„ |
14,6 см.'с; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— гидравлическую |
проводимость |
управляемого |
дросселя золотника |
|
||||
Gm= |
|
|
|
|
СМ4 |
|
|
|
|
|
|
= 6,23 |
|
|
|
||
|
|
|
Fк |
|
1-11.'2 ., |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ѵ |
і 2 \Р а т ~ |
|
А, |
|
|
|
|
|
— площадь рабочего окна управляемого дросселя при (.1 = 0,7 и х |
= |
х |
т |
|||||
А й - - - |
G„ |
= |
2-10 |
см = |
2 мм2; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Ѵі
— длину прямоугольного рабочего окна при .ѵ т = 0,05 см
b — |
= 0,4 см = |
4 м м; |
|
— скорость гидропривода на холостом ходу |
(/7= 0 ) |
||
Ѵх.х = Gjn |
/ I Ашт = |
24,4 |
см/с; |
56
■уравнение механической характеристики гидропривода (1.79)
G |
= 2 ,4 4 ], 100- |
1 |
Ѵп — ■— і / " - |
F \ |
|
А „ У |
|
16 |
V 2 |
|
|
— пусковое значение движущего усилия гидропривода
FnycK= ^пАшт = 16 000 И;
—-максимальное значение мощности гидропривода
\ Г |
^ |
^11И |
Т |
, rjn^ D |
|
Л'пія\ — |
з |
1 |
100 |
|
*— 1/3D Вт . |
max |
|
|
|
||
1.7. ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ СОПЛО-ЗАСЛОНКА СТАТИЧЕСКОГО ТИПА
Электрогидравлический усилитель ЭГУ представляет собой быстродействующее устройство, состоящее из элек тромеханического преобразователя ЭМП и гидроусили теля ГУ.
Вследящих гидроприводах с электрическим управле нием (см. рис. 1.2) на основе ЭГУ формируется устрой ство (каскад) управления. Поэтому синтез следящего гидропривода с заданными динамическими свойствами прежде всего связан с синтезом оптимального по динами ческим свойствам электрогидравлического усилителя.
Электрогидравлический усилитель, имеющий слож ную динамическую структуру, должен удовлетворять вы соким энергетическим и динамическим требованиям, иметь простую конструкцию и надежно работать в за данных условиях.
Вструктурном отношении различают электрогидравличеекие усилители статического типа, астатические и следящие с обратными связями. В ЭГУ статического ти па непрерывность управления .достигается за счет цент рирующих пружин золотника (см. рис. 1.2).
Статические и динамические характеристики ЭГУ в большой степени зависят от гидродинамических сил, дей ствующих на якорь ЭМП, управляющего перемещениями входного элемента (заслонкой, струйной трубкой) гидро усилителя. Эти силы, нагружая якорь ЭМП, определяю щий его мощность и в значительной степени быстродей ствие.
Важную роль в электрогидравлическом усилителе иг рает электромеханический преобразователь. Его конст
рукция должна быть простой и миниатюрной, а мощность
57
управления минимальной (не более 0,1—0,5 Вт). Кроме этого, ЭМП должен иметь исключительно высокую часто ту собственных колебаний (не менее 400 Гц) и большую надежность.
Можно утверждать, что стабильность характеристик и надежность работы электрогидравлического усилителя в большой степени определяется качеством конструкции
9
Рис. 1.20. Схемы электромеханических преобразователей:
а — с герметизирующей механической пружиной; б — с электромагнитной пру жиной
и совершенством технологии изготовления электромеханичеС'Кого преобразователя.
Передаточную функцию ЭМП (рис. 1.20) можно пред ставить в виде колебательного звена [4]
fi(s) |
kff |
ЮГэмп (s)-- |
(1-87) |
1 (s) |
Сэмп(г|мп52 -j-2£эМцГэМп5-)- 1) |
где kpi = |
коэффициент крутизны нараста |
|
ния тягового усилия ЭМП по току; |
58
d F
Сэмп=
d h
— коэффициент обобщенной жестко
/=/*
|
|
|
сти механической |
характеристики |
|
|
|
|
ЭМП, обусловленной действием ме |
||
|
|
|
ханической и электромагнитной пру |
||
|
|
|
жины якоря; |
|
|
Tэмп - / |
= |
— постоянная времени; |
|
|
|
г |
Сэмп |
|
|
|
|
Сэмг |
b |
|
коэффициейт демпфирования; |
||
|
|
||||
2 ~\fсэт\>п |
|
|
|
||
|
in, b |
— соответственно масса и коэффици |
|||
|
|
|
ент вязкого демпфирования |
якоря, |
|
|
/, h |
|
приведенные к оси сопел; |
|
|
|
— ток управления и перемещения яко |
||||
|
|
|
ря-заслонки по оси сопел. |
|
|
Для вывода уравнения движения ЭГУ примем следу |
|||||
ющие допущения и обозначения. Будем |
считать |
ЭМП |
|||
высокодинамичным элементом, имеющим малую посто янную времени (Тэмп^ОД-10~3 с), которой можно пре небречь.
В этом случае динамическое движение безынерцион
ного ЭМП можно представить уравнением |
|
kpib. 1 — сэмпД/г -ф Д^г> |
(1.88) |
где Я? — гидродинамическое силовое воздействие выте кающих из сопел струй на заслонку.
Нелинейную гидравлическую характеристику гидро усилителя сопло-заслонка (рис. 1.21) представим в рабо чей зоне как однозначную, непрерывную функцию QÄ=
= f ( P n , h ) линеаризованным |
уравнением |
в приращени |
||
ях [4]: |
АQÄ= kQhAh + /еррДрд, |
(1.89) |
||
|
||||
где Qa, рд— соответственно расход |
и перепад давлений |
|||
в |
диагонали |
гидравлического мостика |
||
(СМ. рИС. 1.21), рд= р3- р 4; |
|
|||
/ |
|
\ |
dQл |
|
^Qh— V |
d h ) Л-Л* |
k Qp — |
dp* |
Л= А» |
|
рд=0 |
|
|
|
В частном случае при h * = 0 и рд* = 0 частные произ водные приобретают следующие значения:
59
