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

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

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 ) 0 (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 0 (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