Файл: Дмитриев, В. Н. Основы пневмоавтоматики.pdf

ределить режим, рассматривая пневматическую цепь в виде по­ следовательного соединения эквивалентного управляющего и управляемого элементов.

2. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА РАБОТЫ СТРУЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ

В связи с созданием различных типов струйных элементов важным является введение единых критериев оценки качества их работы [12]. Выбор критериев качества основан на результатах изучения гидродинамических свойств струйных элементов, ана­ лизе взаимодействия элементов в схеме и режимов их работы, изучении причин возможных отказов и учете статических свойств, нагрузочных характеристик и их динамики. Критерии позволяют определить условия, при которых обеспечивается функционально устойчивая работа струйных устройств и систем. В качестве кри­ териев могут быть выбраны некоторые показатели надежности.

Статической характеристикой давления называется зависи­ мость давления на выходах струйного элемента от изменения давления в каналах управления в статическом режиме. В даль­ нейшем будут рассмотрены статические характеристики давле­ ния при условии допустимых расходов на выходе, т. е. при до­ пустимых нагрузках

230

Рассмотрим критерии, определяющие качество статических характеристик для двух струйных элементов: ИЛИ — НЕ, ИЛИ и элемента памяти (триггера с раздельными входами). Приня­ то различать два рода статических характеристик — прямую и инверсную [12].

Прямой характеристикой называют такую зависимость вы­ ходного сигнала от управляющего, когда происходит возрастание

ной устойчивости струйных элементов. Введем обозначения для величин максимальных и минимальных допустимых значений давлений, соответствующих условным 1 и 0. Обозначим ротах, Po mm — максимальное и минимальное значения давления, соот­ ветствующие условному 0; Pi max, Pi mm — максимальное и мини­ мальное значение давления, соответствующие условной 1

231

(рис. 127). Функциональная устойчивая работа логических струй­ ных элементов в системах управления может происходить только в том случае, если статические характеристики струйных эле­ ментов будут отвечать определенным требованиям. Этим требо­ ваниям должны удовлетворять минимальное и максимальное значения сигналов, соответствующих 0 и 1, коэффициенты усиле­ ния, наклон хаактеристпк и т. и. Другими словами, все семейст­ во характеристик элементов, входящих в систему, должно укла­ дываться в определенным образом выделенную область допусти­ мых значений.

Построим область допустимых прямых характеристик, исходя из требований функциональной устойчивой работы элементов. При этом следует основываться на том, что элемент не должен сработать от давления р0тах и надежно должен сработать от давления pimm (при увеличении управляющего давления), а так­ же не должен сработать от рцпіп и надежно должен сработать при уменьшении давления до ротах (при уменьшении управляю­ щего давления). Область допустимых характеристик следует строить так, чтобы обеспечить запасы по максимальному значе­ нию условного 0 и минимальному значению условной 1, при этом необходимо учитывать случайные флюктуации давлений. В вы­ деленной зоне статическая характеристика может занимать лю­ бое положение, однако должно соблюдаться усилие =ага-ш^ ^ а ^ 90°. В частном случае, например, прямая характеристика может быть как чисто релейной (рис. 127, а), так и наклонной (рис. 127, б) с петлей гистерезиса Ар.

Левую граничную вертикальную прямую области допустимых характеристик выбирают из условия максимального значения сигнала ротах, соответствующего условному 0 (рис. 127). Эта

граница может быть определена следующим соотношением:

Рог — Ротах + ^rnaxO + бр = PomaxO + + ^l) = 'ФРОтах.

где рогпах — максимальное остаточное давление на выходе преды­

прямому срабатыванию; хі — коэффициент, определяющий про­ хождение левой граничной вертикальной прямой, к\ — 1 + /іо +

Правую граничную вертикальную прямую выбирают из усло­ вия минимального значения сигнала ріты, соответствующего ус­

232

носительно минимальной единицы, поданной с выхода предыду­ щего элемента; бр— величина запаса по обратному срабатыва­ нию; К2 — коэффициент, определяющий прохождение правой

граничной вертикальной прямой;

В частном случае возможно, что /1тахо = .4maxi = Лтах. Очевидно, что при подаче на вход элемента давления, равно­

го или большего рипш, давление на выходе рассматриваемого элемента не должно быть меньше давления р)тіп. Поэтому гори­ зонтальная прямая, ограничивающая область допустимых харак­ теристик снизу, должна проходить на расстоянии pimln от оси абсцисс. На максимальное значение ру до определенных преде­

лов никаких ограничений не накладывается. Однако в ряде эле­ ментов при чрезмерном увеличении входного давления может происходить уменьшение давления на выходе за счет слишком большого угла поворота питающей струи и ответвления ее части в атмосферную полость. При этом давление на выходе может стать меньше рішіп, что недопустимо. Поэтому на выходное дав­ ление накладывается ограничение: оно не должно превышать значения

РІтах = Ркр ^max бр = ^зРкрі

где ркр — давление, при котором статическая характеристика пе­ ресекает горизонтальную линию, проходящую на расстоянии Pimin от оси абсцисс; Лтах— максимальная амплитуда флюктуа­ ции относительно рітах, поданного с выхода предыдущего эле­ мента; бр —-величина запаса по критическому давлению.

Рассмотрим прямую характеристику при одновременной ра­ боте двух выходов элемента. На выходе элемента давление, при этом соответствующее значению условного 0, не должно превос­ ходить значения ротах-

Прямая характеристика может иметь зону отрицательного давления, определяемую pominЭто давление не должно выводить инверсную характеристику из области допустимых значений (см. рис. 127).

Из условий отсутствия ложных срабатываний (повышения помехоустойчивости) необходимо выбрать ширину петли гисте­ резиса, которая для релейной характеристики должна превосхо­ дить максимальную удвоенную амплитуду помех. Таким обра­ зом, ширину петли можно найти по следующей формуле:

Ар = 2(/1тах + бр).

где бр — величина запаса по давлению; Лтах — максимальная амплитуда флюктуаций по управляющему сигналу.

Аналогично определяют зону допустимых значений для ин­ версной характеристики струйного элемента. Следует отметить,

233