Файл: Тарко Л.М. Переходные процессы в гидравлических механизмах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.07.2024
Просмотров: 148
Скачиваний: 0
В размерном виде скорость жидкости
v(0,t)- |
Г |
|
|
|
{t)-KP(t-Q)a(t-Q) |
|
|
||
Qw |
|
/ |
, |
J |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||
|
Д р |
\ |
' |
\i |
|
|
|
||
w |
a n |
|
|
|
|
|
|
|
|
/1=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X Ts {kn, t) + \iKP cos co„ sin ka (t — Q)a(t |
— 6)], |
||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з t |
|
|
|
s i n kn t + - ^ A . ( e |
|
'o _ c Q s А , п |
^ |
|
||||
r-<*"0 |
- |
I |
^ u v |
|
; |
, 6 6 ) |
|||
|
|
|
+ |
|
3 |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
з t |
|
|
T'(t) |
= t — -°-{\—e |
|
|
) . |
|
|
|||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
В случае, когда время открытия органа управления мало, размерная скорость жидкости может быть определена соглас но зависимости
v(О,о = А£-( t - K P U - e ) o ( t - e )
w 1 |
e ( i + - ^ |
|
|
V |
м- |
[со„ |
ctgco„ s'mknt |
+ |
+LI Kp cos соп sin /г„ — 0) a — 6)]}.
Анализ полученного равенства показывает, что изменение скорости жидкости представляет собой колебательный процесс, который определяется частью решения со знаком суммы, на кладывающейся на плавное изменение скорости жидкости по линейному закону в функции времени, определяемой первым членом решения.
Составляющие относительной амплитуды колебаний скорос ти жидкости представлены в виде диаграмм в функции па раметров \i и Ф па рис. 8 и 9.
Теперь обратимся к случаю, когда на поршень силового гидроцилиндра действует сила сопротивления, пропорциональ ная его смещению. В этом случае преобразованная функция скорости жидкости для сечения трубопровода у входа в ци линдр без учета сил трения и гидравлического сопротивления имеет следующий вид:
36
Ap ctg со, |
1ST cos и, |
12
0,8
ОМ
\
1 '0.1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
4 |
|
|
8 |
П |
16 |
р. |
Рис. 8. |
Относительная |
ампли |
|
Рис. |
9. |
Относительная |
ампли |
|||||||||||
туда колебаний скорости жид |
|
туда |
колебаний скорости жнд- |
|||||||||||||||
кости у цилиндра при располо |
|
кости у |
цилиндра |
[iAp |
|
|
||||||||||||
жении |
органа |
управления |
у |
|
——coscoj. |
|||||||||||||
источника |
питания. |
|
Относи |
|
Относительная |
амплитуда |
ко |
|||||||||||
тельная |
амплитуда |
колебаний |
|
|||||||||||||||
|
лебании |
скорости |
поршня |
при |
||||||||||||||
скорости жидкости |
у |
источни |
|
|||||||||||||||
|
расположении |
|
органа |
управле |
||||||||||||||
ка питания |
при |
расположении |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
ния |
у |
|
цилиндра |
|
|
||||||||||
органа |
управления |
у |
цилиндра |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Л pctgtoj |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(О, г) = |
|
|
I х |
+ |
Т " |
^ 2 |
—\*КРе |
|
r |
ch |
г |
|
|
||||
U |
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
(г- |
+ |
ш§) |
( c h Г+~<Г |
sh г) |
- f |
ц. г |
sh /- |
|
|
|||
Тогда |
получаем |
закон |
изменения |
безразмерной скорости |
||||||||||||||
|
|
|
|
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и(0,т) = |
2 |
|
Ас((йп)[[1 |
+ A ' ( © n ) ] s i n c u „ T — |
|
|
|||||||||||
|
|
— Кр |
cos со„ sin со„ (т — 1) а (т— 1)}, |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
где |
Л' |
|
|
|
р.» |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В случае |
|
|
|
|
управления |
в |
течение |
конечного |
||||||||||
открытия |
|
органа |
||||||||||||||||
промежутка |
времени |
скорость |
жидкости |
изменяется |
по |
закону |
||||||||||||
|
|
|
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и (О, х) = |
^ |
Ас |
(©„) {[1 |
+ |
Л' (to,,)] Ts |
(со;!> |
т)] |
- |
|
|
л= 1
—Кр cos и>п sin со„ (т— 1)а(т —- 1)).
37
Отсюда вытекает следующая размерная величина скорости:
о(0, 0 = АР. V Л с (со„) {[1 + Л' (со,,)] Ts(kn, t)—
n=l
— Kp cos co„ sin /?„ — 6) a — 0)}.
Если время открытия орган'а управления пренебрежимо ма ло, размерная скорость жидкости в конце трубопровода у ци линдра при учете упругой силы сопротивления оказывается равной
|
сю |
v (0, t) = А ^ у |
Ас (со,,) ([I 4 Л' (со,,)] sinkn t - |
— Кр cos со,, sin /г„ (/ — 0) a (t — 0)}.
Из этого равенства видно, что при наличии силы сопротив ления движению поршня, пропорциональной его смещению, из менение скорости происходит по' колебательному закону относи тельно нулевого значения.
Анализ движения жидкости у органа управления при пере ходном процессе. Ввиду того что колебания скорости рабочей жидкости в гидромагистрали представляют собой волновое явление, скорость жидкости в разных сечениях трубопровода в один и тот же момент различна.
Преобразованная функция скорости для сечения трубопро вода, примыкающего к органу управления, выражается ра венством
|
U |
(— 1 ,r) = |
p ° - A V ~ f |
|
|
( 5 7 ) |
||||
где |
|
|
|
|
|
Pi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P0(r) |
= |
ch г + |
ЛЛ 0 (г); |
|
|
||||
|
Л 0 (г) = |
sh г + |
r- |
ch г. |
|
|
|
|||
При отсутствии |
силы |
сопротивления |
движению |
поршня, |
||||||
пропорциональной |
его |
смещению, |
преобразованная |
функция |
||||||
скорости жидкости имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
[ I |
eft г + г |
( sh |
г |
+ |
~-ch |
г) |
— цКр |
ё~г |
|
L / ( - l , r ) = |
|
|
|
^ |
|
1 |
|
г |
\ |
|
|
|
|
\i sh г + |
г I ch г + |
—— |
sh гj |
|
Для отыскания оригинала этой функции используем ту же методику, что и при определении переходной функции скорости жидкости у цилиндра. В результате получается следующее вы ражение переходной функции скорости жидкости в трубопрово де у органа управления:
38
|
Ц |
( _ 1 , т ) = . |
т - / С Р ( т - 1 ) а ( т - 1 ) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 + |
|
|
|
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ ^ V |
A p ( |
a n ) |
[PQ (<вп) sin со,, т - K p sin co„(T - |
1) а (т - |
1)], |
||||
n=l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где co„ — корень трансцендентного уравнения (56); |
|
||||||||
|
|
P 0 ( C 0 n ) = |
COSа |
, в - - т я А |
' ' ( И " ) ; |
|
|
||
|
|
А0(сол) = |
sin со„ -| |
cos со,,. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
-ft |
|
|
|
Величина А Р определяется |
равенством (54). |
|
|
||||||
В случае немгновенного открытия органа управления без |
|||||||||
размерная |
скорость |
жидкости |
у органа управления изменяется |
||||||
по закону |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ц ( _ 1 , т |
) = |
r ( T |
) |
- * , ( T - l ) a ( T - l ) |
|
ЛрЫп) |
х |
||
|
|
|
|
1 + |
|
л =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
X [PQ {(On) Ts |
(con, т) — /Ср sin co„ (т — 1) a (т — 1)]. |
|
|||||||
Для размерной |
скорости |
имеем |
следующее |
выражение: |
- ц . V ^ р ( Ш л ) [Р0 (со,) Г, (*„, 0 - КР sinfe„(f - 9 ) a (f —G)]'
которое упрощается, если время открытия органа управления равно пулю:
n l - l l t ) = A p . \ t - K p U - B ) ^ t - e ) _ i i ^ А р { Ш п )
w { |
e ( i + ^ - ) |
^ |
X [Р0 (со,,) sin /г„ f — Крsin |
/ г „ — в ) o{t — в)] |
Полученные зависимости показывают, что скорость жид кости у органа управления изменяется по колебательному за кону относительно величины, изменяющейся во времени по ли нейному закону. Данная закономерность соответствует только случаю отсутствия среди сил сопротивления движению порш ня силы, пропорциональной его смещению.
39