Файл: Тарко Л.М. Переходные процессы в гидравлических механизмах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.07.2024

Просмотров: 150

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

жидкости, а также скорости и смещения поршня силового гид­

роцилиндра, для

различных возможных законов закрытия-

органа управления

во времени.

Рассмотрим, например, случай, когда закон изменения ско­ рости жидкости в сечении у органа управления может бытьвыражен равенством

 

3(

v(l,t) = —v0e

,

где to.— время закрытия или, в безразмерном виде;

и(1,т) = - Г ' ( т ) .

Рассматриваемый закон снижения скорости жидкости в тру­ бопроводе у органа управления представлен в виде графика на рис. 52.

В этом случае переходная функция давления у органа управления после начала его закрытия, с использованием тео­ ремы свертывания, представляется в виде

со

</(1,т) = — 2 Х Ы П ( с о „ , т ) .

л=1

Всоответствии с этим законом изменение размерного давле­ ния при закрытии органа управления в течение конечного-

промежутка времени выражается зависимостью

со

p{l,t) = p0 — wv0 V A'v(<j>n)Ts(kn, t). n=i

Аналогичным образом находим выражения, определяющиедавление в конце напорного трубопровода и в полости силовогогидроцилиндра в безразмерном и размерном виде:

 

 

со

 

 

q(0,x)

=

Аип5п,

т);

 

 

л=1

 

 

 

 

 

СО

 

Р (О, t) =

p

0 - wv0

2 А„ (со,,) Ts

(kn, t).

л= 1 Безразмерная скорость жидкости

и (0, т) = - Т" (т) + У Av К ) (

"'М Тс К , т).

со

 

л=1

Находим также закон изменения скорости поршня при не­ мгновенном закрытии органа управления в безразмерном виде:

со

ы„(т) = - Т " ( т ) + |г у A i i ^ ГДсОл, т).

л=1

127


Размерная скорость жидкости в конце трубопровода у входа

зз цилиндр

при

немгновенном

закрытии

органа

управления па

•напорном

трубопроводе

определяется

согласно

зависимости

 

 

з /

 

 

 

 

 

 

v (О, Л = о0

+ > ]

А0 (со,,)

{-^

- ^)тсп,1)

.

Размерная же скорость поршня в рассматриваемом случае изменяется в соответствии с равенством

3 I

~

Закон движения поршня силового гндроцнлппдра при за­ крытии органа управления за время /0 выражается зависи­ мостью

У (t) = von

3

w «

Г л а в а IV

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПЕРЕКРЫТИИ НАПОРНОЙ И СЛИВНОЙ ЛИНИЙ

Основные динамические зависимости

Рассмотрим схему гидравлического механизма, показанную на рис. 53. По напорному трубопроводу 1 жидкость под давле­ нием поступает в переднюю полость силового гидроцилиндра. Поршень цилиндра находится в движении, приводя в действие

рабочий

орган

машины. По

v

трубопроводу

2 происходит

 

истечение

рабочей

жидко­

 

сти из задней полости гид­

х=0

равлического цилиндра. По­

ступление

рабочей

жидко­

 

сти в цилиндр и ее слив

 

регулируются

органом уп­

 

равления

3,

представляю­

7^

щим

собой

распредели-

тельный

 

золотник.

 

«

Рис. 53. Расчетная схема к анализу случая перекрытия напорной и слив­ ной линий

Начало координаты длины х вдоль оси магистрали поме­ стим у входа в цилиндр. Положительную ось х направим вдоль трубопровода 2, отрицательную — вдоль трубопровода 1.

Пусть в начальный момент времени имеет место равномер­ ное движение поршня и жидкости по трубопроводам в поло­ жительном направлении х. Определим законы движения поршня силового гидроцилиндра и рабочей жидкости в магистрали, а также изменения давления в гидравлической системе при пере-

9—1093

'9 С >



ходном процессе, вызываемом перекрытием нагнетательного и сливного трубопроводов при помощи золотника в начальный момент времени.

Отличие от общего случая заключается в том, что начало трубопровода 1 присоединено не к источнику питания, а к за­ крытому золотнику в течение рассматриваемого диапазона вре­

мени, когда

протекает

переходный

процесс. Таким образом,

граничное

условие

для

сечения

гидравлической магистрали

х = —•/] состоит в

равенстве нулю

скорости жидкости:

 

 

 

M—k,

0 =

0.

Данное условие можно получить как частный случай гра­ ничного условия для сечения трубопровода, примыкающего к

источнику

питания, если

принять /г = оо;

у #

= 0 ; Vo=0.

 

Тогда выражения А* и В2

остаются без

изменения,

а произ­

вольные постоянные трубопровода / и преобразованная

функция

скорости

поршня

принимают

вид

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

1 +U(r)

chXt x

 

 

 

 

 

 

67

 

г

 

 

'

 

 

 

 

 

sh Я, к +

—— ch Ai %

 

 

 

 

 

U {r)

sh Xx x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—— sh X, x -f-

ъх

ch X, x

 

 

 

 

 

 

xx

^

 

 

 

 

 

 

j i ' ( - j —

sh X! x + - y - ch Xx x )

1 +

p." ^

 

sh X 2 +

^ -

ch X , y

U{r) = -

 

 

u,' ch X, x

 

 

 

 

LI" ch X.

 

 

 

 

+ ~

 

 

r + Xo + Г

"

 

 

[

J

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—— sh Xx x +

-— ch X1

x

—— sh X2 +

ch X2

 

 

Xj

 

1Tl

 

 

An

 

Щ

 

Давление и скорость жидкости, а также скорость и закон движения поршня определяются на основании этих равенств с использованием второй теоремы разложения операционного исчисления.

Этим методом получена следующая переходная функция давления для примыкающего к гидроцилиндру сечения напор­ ного трубопровода:

где

^ л = {гп + Хо) Л 2 я) + д." (ch Х2 — ch %t х);

130


W = A, (r„) Л 2

(r„) 4- (r„ + 7.0) [Л! (r„) Л а (r„) + Лх (r„) Л2 (r„)] +

+ и'ЛЯ

W

( 7 l 4- 2 p r„) sh M

4- д/Л2

(/•„) ch Х,к + J ^ k i ^ . x

 

2 * 1

 

 

 

 

2 Ao

 

X

(Y2 +

2 r„) sh Я2

4- ц." Л,' (rn) ch Я2,

где

 

 

 

 

 

 

 

Лх (г„) =

-to-

4л X, к +

ch Я, x;

 

 

Л2 (r„) =

sh Я2 +

ch A 2 .

В этих

формулах

 

 

 

 

ГРОг

 

 

 

 

Я 2 Ы = / - „ | /

1 + - J 2 - .

 

 

Далее

имеем

 

 

 

 

 

 

 

л ; ы =

 

 

Yi

•(Ti +

2pr„)

sh Ях к

+

 

 

2

A j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

В/п a

(Ti + 2pr„)

c h ^ x ;

 

 

 

 

2 A f

 

 

 

 

 

 

 

л 2

ы =

 

 

sh

An

 

 

 

 

 

2

A

 

 

 

 

 

1

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rn - ( y 3 + 2 r n ) 4 -

chX2.

 

 

 

 

 

+ L 2 A

 

 

 

 

 

В

приведенных

зависимостях

через

/'„ обозначен

корень

трансцендентного

уравнения

 

 

 

 

п

+

Хо) Лх (гл) Л 2 (г„) + ц' Л 2 я ) ch Яхх +

ц"Л, (r„) ch Я2

= 0. '

Используя указанное выражение переходной функции дав­ ления, найдем закон изменения давления в конце трубопрово­ да / (см. рис. 53) при переходном процессе

Pi (0, t) = Р01 - ВДх V

Wa_l е

9*

т