Файл: Полубояринов Ю.Г. Основы машиностроительной гидравлики и пневматики учеб. пособие.pdf

ства. Координата е0 , называемая номинальным открытием золот­ ника, определяет максимальное значение пропускной способности.

которой от источника питания подается рабочая жидкость с давле­ нием Ро = 6 ч - 8 кГ/см2. Нижний конец трубки снабжен конически сходящимся насадком 5 с углом конусности 6° и выходным диа­

нала, передаваемого от элемента 9 через толкатель 8. Против от­ верстия трубки на расстоянии s расположена плитка 4 с двумя при­ емными конически расходящимися каналами (соплами) диаметром на входе dc = 2 -н 2,5 мм. Расстояние между отверстиями каналов б = 0,2 -~ 0,5 мм (рис. 31, б). Сопла трубопроводами S соединяются с полостями исполнительного механизма / (силовой цилиндр). Шток 2 силового цилиндра закреплен неподвижно, а сам цилиндр пере­ мещается в продольном направлении.

Насадок струйной трубки окружен цилиндрическим колпач­ ком 6, заполненным жидкостью. Колпачок препятствует подсосу воздуха в приемные сопла во время работы струйной трубки и од­ новременно служит для отвода жидкости на слив.

Принцип действия струйной трубки основан на преобразовании кинетической энергии струи жидкости в потенциальную энергию давления жидкости в приемных соплах. При нейтральном положе­ нии трубки давление в обеих.полостях силового цилиндра одинаково

78

и перемещения цилиндра не происходит. При отклонении струйной трубки от нейтрального положения распределение потока жид­ кости между приемными соплами становится неодинаковым и за счет разности давлений в полостях силового цилиндра происходит его перемещение. Скорость струи на входе в приемное сопло составляет 30—40 м/сек.

Перемещение заканчивается в тот момент, когда приемное сопло выйдет из зоны действия струи (при нейтральном положении). Та­ ким образом, в этом устройстве за перемещением струйной трубки «следит» силовой цилиндр. С целью наибольшего использования кинетической энергии струи расстояние s назначается равным при­ близительно Ad.

Следящие системы со струйной трубкой обладают рядом пре­ имуществ по сравнению с золотниковыми системами. Струйные трубки менее инерционны, позволяют работать на недостаточно очищенной рабочей жидкости, не входят в автоколебания при дав­ лении, не превышающем 8 кГ/см2. Управление струйной трубкой не требует приложения больших усилий, так как гидродинамиче­ ские силы (реакция струи) направлены перпендикулярно ее пере­ мещению.

К недостаткам этого устройства следует отнести, во-первых, не­ полное использование энергии струи вследствие непроизводитель­ ных перетечек жидкости в зоне контакта струи с приемными соп­ лами и, во-вторых, ограниченные возможности.использования уст­ ройства по мощности вследствие небольшого давления питания. Второй недостаток может быть компенсирован применением изме­ ненной конструкции золотникового устройства со струйной труб­ кой, в которой между трубкой и исполнительным механизмом вво­ дится следящий золотник (сервозолотник). Струйная трубка в та­ кой конструкции используется в качестве вспомогательного распре­ делителя (пилота) для привода плунжера золотника.

низме (разность давлений в полостях цилиндра равна нулю). Каж­ дому отклонению е струйной трубки от нейтрального положения соответствует определенный расход Q в приемных соплах. Характе­ ристика близка к линейной до точки «насыщения» е = eQ.

Схема следящей системы с соплом-заслонкой показана на рис. 32, а. Элементами этой системы являются: дроссельное устрой­ ство 1 (дроссельная шайба или пакет шайб) с отверстием d, сопло 3 с отверстием dc и^диаметром торца dm, заслонка 4 (отражающая пластина), перемещение которой задается сигналом от управляю­ щего элемента 5, и исполнительный механизм 6.

Рабочая жидкость от источника питания подается в следящее устройство с давлением р0. Пройдя через дроссель 1, жидкость по­ ступает в сопловую камеру 2 и оттуда через сопло 3 вытекает на­ ружу через кольцевое отверстие с высотой s, образованное торцом сопла и заслонкой 4.

79

Величина зазора регулируется перемещением заслонки в интер­ вале от s = 0 до s — —dc*. При зазоре s = 0 истечения жидкости

4

через сопло не происходит, поэтому давление в сопловой камере 2 становится наибольшим и равным р 0 . По мере увеличения зазора давление понижается и становится минимальным при зазоре s > 1/4 dc.

Изменение давления в сопловой камере передается по трубопро­ воду 7 в исполнительный механизм 6, в результате чего последний совершает следящее действие.

Следящее устройство типа сопла с заслонкой работает с большим импедансом нагрузки, так как изменение расхода Q сравнительно

Ро' const

Рис. 32 .

- \

невелико по отношению к изменению давления р. Поэтому такое устройство называется также гидравлическим п о т е н ц и о м е т ­ р о м .

Установим зависимость между давлением р и положением за­

где ^д/т и \i"oy — соответственно коэффициенты расхода отверстия дросселя и зазора.

* На рис. 32, а зазор s для наглядности увеличен.

80

Если принять Отношение 1*^/ц'ог = const и обозначить

Из рассмотрения (77а) видно, что зависимость р = f (s) полу­ чается нелинейной, причем наибольшие отклонения от прямой

имеют ряд преимуществ по сравнению с устройствами других ти­ пов, а именно: простота конструкции, отсутствие скользящих сое­ динений, возможность работы на недостаточно хорошо очищенной жидкости, использование высокого давления р 0 , малый вес и раз­ меры, надежность в эксплуатации.

Недостатками этих устройств являются значительные утечки жидкости, в зазоре, уменьшающие к. п. д. устройства, а также не­ обходимость приложения сравнительно больших усилий для уп­ равления заслонкой, так как гидродинамическая сила (реакция струи, включающая статическую и динамическую составляющие) направлена параллельно ее перемещению.

Для расчета динамической составляющей реакции струи, дей­ ствующей нормально к заслонке (без учета податливости заслонки),- можно использовать уравнение количества движения (27) в про­ екции на ось сопла. Пренебрегая в этом уравнении, составленном

где р с — давление жидкости в зазоре между торцом сопла и за­ слонкой.

Результирующая сила давления струи на заслонку R (реакция струи) равна

81