Файл: Гаспарянц, Г. А. Некоторые автоматические системы автомобиля учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 72
Скачиваний: 3
- 24 -
Фиг.8 Схема переливного клапана с пологой характеристикой
______ Диафрагменная камера
Диафрагменные камеры получили широкое распространение в пневматических и вакуумных САР. Их используют в качестве исполни
тельных механизмов, воспринимающих, преобразующих и сравнивающих элементов командных механизмов, Они просты, надежны, герметичны.
Основными деталями диафрагменной силовой камеры являются
( фиг.9 ) : диафрагма I , изготовленная из резинокордной компози ции; корпус 2, состоящий из двух частей, между которыми заделана
диафрагма и опорный диск 3 со штоком 4.
Чтобы установить теоретическую связь между избыточным дав лением р , действующим на диафрагму, и усилием Р ш на штоке,
рассмотрим механизм в положении, соответствующем нулевому проги
бу диафрагмы ( фиг„10 ) . |
|
|
Усилие па штоке складывается из двух |
составляющих: силы |
N < |
от давления воздуха на опорный даек и силы |
Ыг от давления |
циаф- |
-25-
Фиг,9 Диафрагменная камера: |
-пневматическая; |
вакуумная |
|
рагмы на опорный диск. Первое слагаемое равно |
|
Nf= рягг. |
|
Второе слагаемое нападем следующим образом. Выделим на по- |
|
верхности диафрагмы бесконечно узкое |
круглое кольцо с радиусом |
j o и шириной djo . |
|
Воздух воздействует на это кольцо силой dN=p2JTfdjD .
Рассматривая диафрагму на участке АБ, как балку на двух опорах, найдем часть силы d А/ , приложенную к опорному диску
- силу dNB
oW --P2TCpdf> 4 r £ - •
Проинтегрировав это выражение в пределах о т j o = t до
получим силу Ыг
26 -
^ ^ j -p ( r 7+ R Z -2 z?) ■
Тогда общая сила, действующая на шток, |
|
|
= |
^ г =рл%г+ ^ -р (К г + R Z -27,г) ■ |
|
Заменив радиусы соответствующими диаметрами, обозначив |
||
jj-= a и сделав необходимые преобразования, окончательно |
получим |
|
|
(5) |
|
Выражение |
F '- ^ ~ ( l + a + cF) называют теоретической |
эффек |
тивной площадью диафрагмы. Реальная эффективная площадь |
F за |
|
висит от многих факторов: материала мембраны, ее толщины, формы,
жеоткооти а т . д . , |
влияние которых учитывают |
поправочным коэффи |
циентом К |
|
( в ) |
Г - |
+ а г ) |
®0Г .Ю Схема к расчету диафрагменной камеры
- 27 -
|
При выборе параметров диафрагменной силовой камеры прини |
||
мают: |
а=<Ц75+0 85 |
; |
полный ход штока между крайними положени |
ями |
S z ( 0,55 + 0 5 5 )D ’} |
К - по аналогии с существующими кон |
|
струкциями, |
|
|
|
______ Поршневые механизмы |
|||
|
Поршневые механизмы применяют в тех же качествах, что и |
||
диафрагменные камеры. |
Они допускают большие перемещения штока, |
||
но требуют особых мер по герметизации рабочей пары (поршень-ци линдр) .
Основными деталями любого поршневого механизма являются:
корпус I с цилиндрическим отверстием, закрытым с одной или двух сторон; поршень 2 и шток 3. Применяют механизмы одностороннего и двухстороннего действия, на фиг.II приведена схема поршневого механизма двухстороннего действия, а на фиг.12 пример конструк ции.
Для поршневых механизмов, используемых в гидравлических САР, расчетное усилие на штоке Р ш равно
|
|
РШ= & РГ ?> |
(7) |
где д Р = Pj~ Р2 |
- перепад давления жидкости по обеим |
||
|
|
сторонам поршня |
|
F - |
площадь живого сечения поршня, |
равная |
|
Ц25Т( j f |
- для свободной стороны поршня, |
и |
|
0'25я(Вг- d?) - для |
той стороны, с которой поршень соединен со што |
||
|
ком; |
|
|
-кпд механизма, величину которого принимают в пределах
0,85 - 0,97 .
- 2 8 '
Фиг.II Схема к расчету поршневого механизма
Фиг.12 Пример конструкции пневматического поршневого механизма
- 29 -
■Расчетная скорость поршня у |
и расход & рабочей |
жидкости связаны зависимостью
Уш= - ^ £- > |
(8) |
где Ч g ~ объемный коэффициент полезного действия поршневого механизма, величину которого можно принять равной единице при уплотнении подвижных частей резиновыми кольцами.
Силовые цилиндры используют иногда и в пневматических СРР
В этом случае, определяя усилие на штоке, следует потери на тре ние учесть непосредственным их вычитанием
|
|
|
Рш-рУ~Ртр ) |
(9) |
|
|
где |
Р__ |
- |
сила трения поршня о |
цилиндр, |
которая равна |
|
|
' Г |
|
Ртр = яВ8/лрг > |
|
|
|
|
D |
|
|
|
||
где |
- диаметр цилиндра; |
|
|
|
||
|
6 - |
ширина уплотнительной манжеты ( см.фиг.12 ) |
; |
|||
|
П - |
число манжет ( колец) |
; |
|
|
|
|
уи |
- |
коэффициент трения, который принимают равным: для |
|||
кожаных манжет, работающих со смазкой - |
0,15 ; без смазки - |
|||||
0,2 |
- 0 ,4 ; |
для резиновых манжет и колец, |
работающих со |
смазкой |
||
- 0,1. |
|
|
|
|
|
|
______ Золотниковый распределитель
Золотниковый распределитель используют в гидравлических
САР для распределения рабочей жидкости между различными участ ками гидросистемы, т . е . в качестве элемента командного механиз ма, регулирующего давление входа другого элемента или силового
30 -
механизма.
Основными деталями золотникового распределителя (золотника),
схема которого приведена на фиг.13, являются цилиндрический плунжер I с несколькими кольцевыми проточками прямоугольного се чения и корпус (втулка) 2, в котором перемещается плунжер. Под вод и отвод жидкости, потоком которой управляет золотник, произ водится через окна 3, предусмотренные во втулке и сообщающиеся между собой через соответствующую проточку плунжера.
2иг,13 Схема золотникового распределителя По количеству подключенных внешних линий (каналов питания),
по которым жидкооть подводится и отводится от золотника, разли чают золотники двухлинейные, трехлинейные (фиг.13) и четырехли-
нейные.
Еолн плунжер не задерживается в среднем положении, такой золотник называют двухпозиционным. Если с помощью каких-либо устройств он задерживается - трехпозиционным. Во втором случае возможны различные соотношения между шириной t окна втулки и вириной h перекрывающего его дояока плунжера (фиг.1 4 ).Степень
перекрытия оценивают величиной
Различают золотники с нулевым ( С = 0 ) , положительным
(с>0)и отрицательным ( С < 0 ) перекрытием.
Фиг.14 Схема к определению степени перекрытия золотника Гидравлическая характеристика золотника описывается зави
симостью (4 ), написанной в несколько ином виде
Q --cu x .j4
(Ю )
где |
СО - размер окна в поперечном сечении золотника ; |
-смещение плунжера относительно отсечных кромок втулки ;
O' - расход жидкости через окно золотника;
Др3 - потери давления в окне золотника.
При конструировании золотника рекомендуют:
1) подвод жидкооти в камеры золотника и отвод из них про изводить через кольцевые проточки во втулке. Благодаря этому размер проходного окна в поперечном сечении достигает максималь ного значения
2) кромки проточек на плунжере и во втулке делать острыми,
без фасок. Это способствует перерезанию частиц загрязнителя, на-
- 32 -
холящегося в жидкости, и тем устраняется опасность заедания
плунжера;
3)величины диаметра d золотника, хода плунжера и диа
метра di его шейки выбирать с учетом необхбдимости обеспече
ния требуемого расхода жидкости при допустимом сопротивлении
потоку |
жидкости. В распространенных случаях |
d = 15-25 |
мм, |
|
С(,= |
(0 ,7 - 0 ,8)d |
; |
|
|
.4) |
при расчете |
сечений каналов в корпусе |
и проточек |
на |
плунжере исходить из условия, чтобы скорость течения жидкости
была равна 6-10 |
м /сек ; |
|
|
|
|
|
5) для обеспечения герметичности плунжерной пары диамет |
||||||
ральный зазор в |
ней принимать в зависимости |
от диаметра |
пары: |
|||
d < 20 мм |
|
d = 20-40 |
мм |
|
d > 40 мм |
|
(£=0,005 + 0,01 |
мм |
(£ = 0,008 + |
0,015 |
мм |
£=0,01 =- 0,02 мм |
|
Если золотниковая |
пара изготовлена |
из материалов с |
различ |
|||
ным коэффициентом линейного расширения, начальный зазор должен
быть |
определен из |
условия |
|||
где |
80 |
и |
8р |
- |
соответственно начальный и рабочий зазоры; |
|
jo, |
и ос |
~ |
коэффициенты линейного расширения соответст |
|
|
|
|
|
|
венно втулки и плунжера; |
|
tp и |
t о |
~ |
соответственно рабочая и начальная температу |
|
|
|
|
|
|
ры плунжерной пары; |
6) материалы для втулки и плунжера, а также диаметр d
брать такими, чтобы зазор в паре при различных ее температурных состояниях не выходил за пределы приведенных выше значений.
0 частных особенностях конструкции и расчета конкретных золотниковых распределителей будет упомянуто в последующих раз делах пособия.